核心素養(yǎng)下高中物理實驗教學(xué)探索論文
摘要：物理是高中階段的重要主科科目，但學(xué)生卻普遍認為物理這門學(xué)科較難，不愿意主動學(xué)習(xí)，這主要是由于物理屬于科學(xué)范疇，且形式較為抽象化，學(xué)生的思維若不夠敏捷很難掌握學(xué)習(xí)物理的技巧，這就要求高中物理教師將核心素養(yǎng)作為一切教學(xué)的基礎(chǔ)，實驗教學(xué)就是其中重要的組成部分。
關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);高中物理;實驗教學(xué);概念;重要性;方法
傳統(tǒng)的物理實驗教學(xué)相對來說比較偏向形式化，基本是由教師演示，學(xué)生模仿之后再總結(jié)實驗結(jié)果的形式進行教學(xué)，但這種形式并不符合當(dāng)今素質(zhì)教育的基本政策，這就需要教師審時度勢，根據(jù)新課改的新要求，體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)主體地位，注重學(xué)生參與探究實驗，而這一切都要基于物理的核心素養(yǎng)，因此，教師需要明確其重要性，并尋找優(yōu)化物理實驗教學(xué)的有效方式。
1高中物理核心素養(yǎng)的基本概念
1.1概念
高中物理教學(xué)主旨是在學(xué)生認知程度的基礎(chǔ)上進一步提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，由于高中學(xué)生即將面臨人生中重要的轉(zhuǎn)折點，而物理的難度相對來說較大，正確理解物理的基本內(nèi)涵將有利于學(xué)生系統(tǒng)物理思維的建立，核心素養(yǎng)是在學(xué)生學(xué)習(xí)物理基本知識、物理操作技能，以及學(xué)習(xí)物理的有效方法和學(xué)習(xí)態(tài)度之上提出的為學(xué)生未來發(fā)展考慮的重要內(nèi)容，核心素養(yǎng)強調(diào)順應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展和實際生活運用，不僅是理論知識，還包括科學(xué)實踐的過程，是學(xué)生綜合素質(zhì)提升的科學(xué)導(dǎo)向，由此可見，高中物理的核心素養(yǎng)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)觀和社會認知的決定性條件[1]。
1.2重要性
由核心素養(yǎng)的概念可知，學(xué)生借助學(xué)校教育而形成的解決實際問題的能力才是進行物理實驗的動力，而教師培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，將非常有利于學(xué)生的求知欲增長，只有學(xué)生的求知欲、積極性有效提高，物理的內(nèi)涵才能夠充分體現(xiàn)，也才能夠被學(xué)生充分理解，二者相互促進且相互補充，提高學(xué)生的物理能力離不開學(xué)生的核心素養(yǎng)提升，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)也離不開物理這門科學(xué)性極強的學(xué)科支持，因此，基于核心素養(yǎng)的高中物理教學(xué)，才是正確的物理教學(xué)方向。
2基于核心素養(yǎng)的高中物理實驗教學(xué)方法
實驗教學(xué)是提高高中物理教學(xué)效率，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強學(xué)生物理知識應(yīng)用能力的關(guān)鍵，在核心素養(yǎng)背景下，高中物理實驗教學(xué)方法如下：
2.1開展小組合作
高中階段的學(xué)生正值青春期，雖然思維不夠縝密，卻有著源源不斷的青春活力，這一時期的學(xué)生所缺乏的不是刻板固守的強硬糾正，而是有力有效的方向引導(dǎo)，對于高中物理教師來說，想要進行科學(xué)的物理實驗教學(xué)，就要遵循學(xué)生的成長規(guī)律和個性特點，小組合作的教學(xué)方法正適用于高中學(xué)生，也適用于實驗教學(xué)[2]。在這一方面，教師可以根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)能力，對學(xué)生進行合理分組，同齡人之間的互相幫助與促進比教師督促更加有效，例如，教師要進行實驗之前，將學(xué)生分組，每組分配一名學(xué)習(xí)能力較強、成績較好的學(xué)生，在進行實驗的過程中，要求這名同學(xué)不動手操作，而是指導(dǎo)小組其他成員親手操作，出現(xiàn)疑問時可以討論解決，這種方式加強了學(xué)生的集體榮譽感，也提高了學(xué)生之間的團結(jié)協(xié)作能力，真正達到培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)，進行素質(zhì)教育的最終目的。例如，在《電流表的改裝及內(nèi)接外接法》實驗教學(xué)中，教師可以通過對學(xué)生進行分組，并要小組成員之間相互交流探討電流表的改裝知識，以及內(nèi)接外接法等知識，一方面可以為學(xué)生營造一個良好的學(xué)習(xí)氛圍，另一方面可以培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力，在學(xué)習(xí)物理知識的同時也提高了學(xué)生的素質(zhì)水平。
2.2結(jié)合生活實際
雖然人類發(fā)展中必然會受到社會條件等框架的制約，但這并不影響學(xué)生的學(xué)習(xí)能力提高，恰恰相反，這種制約反而會使學(xué)生走向更加正確的道路，物理實驗教學(xué)也是如此，基于核心素養(yǎng)的教學(xué)是有約束的，這為教師制定了教學(xué)思維的導(dǎo)向，教師需要根據(jù)這一內(nèi)容將實驗設(shè)計得更加貼合實際生活，脫離開實際的實驗都是不科學(xué)的，與核心素養(yǎng)的要求不符，因此，鼓勵學(xué)生從生活中探尋物理實驗的蹤跡，并將其運用到學(xué)習(xí)中，才能達到提高物理實驗教學(xué)效率的目的，從而引導(dǎo)學(xué)生的思想越來越適應(yīng)社會發(fā)展的趨勢。例如，在利用螺旋測微器和游標(biāo)卡尺進行長度測量的實驗中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生用所學(xué)的知識以及相應(yīng)的測量工具去測量生活中的一些實物，如礦泉水瓶瓶蓋的內(nèi)外徑、小水杯的深度、水筆筆蓋的內(nèi)外徑等，要讓學(xué)生知道物理來源于生活，生活中處處都存在物理知識，引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)。
2.3凸顯學(xué)生的主體地位
新課改要求突出學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，這也是核心素養(yǎng)的要求之一，因此，教師要將這一內(nèi)容體現(xiàn)在物理實驗教學(xué)的過程中，注重學(xué)生個體參與，加強學(xué)生主動認知與學(xué)習(xí)，物理本就是一門實踐性較強的抽象學(xué)科，學(xué)生參與將提升物理思維的建立能力[3-4]，例如：在探究“單擺的周期與哪些因素有關(guān)”時，筆者曾經(jīng)分別讓三個同學(xué)上臺做演示實驗。第一個同學(xué)在同一高度同時放開兩個擺長相等、質(zhì)量不同的單擺，結(jié)果兩個單擺擺動同步。經(jīng)過幾次實驗，實驗結(jié)果基本一樣，因此得到實驗結(jié)論“單擺的周期與質(zhì)量無關(guān)”。第二個同學(xué)在不同高度同時放開兩個完全相同的單擺，實驗結(jié)果兩個單擺擺動也同步。同樣經(jīng)過幾次實驗，實驗結(jié)果大同小異，因此得到了第二個結(jié)論“單擺的周期與振幅無關(guān)”。第三個同學(xué)則在同一高度同時釋放兩個質(zhì)量相同、擺長不同的單擺，實驗結(jié)果在第一次實驗里發(fā)現(xiàn)兩個單擺擺動不同步。這一下子，這位同學(xué)有點慌了，趕緊再做一次實驗，結(jié)果兩個單擺還是不同步。全班同學(xué)哄堂大笑，他只好紅著臉回到自己的.座位上。此時，筆者問全班學(xué)生：“從剛才第三位同學(xué)的實驗中，我們能得到什么結(jié)論呢？”本來預(yù)想，學(xué)生應(yīng)該會異口同聲地說：“單擺的周期和擺長有關(guān)。”但出乎預(yù)想的是，學(xué)生的回答是：“第三位同學(xué)的實驗操作能力太差了！”那位同學(xué)的臉更紅了。筆者想馬上反駁，說結(jié)論應(yīng)該是“單擺的周期與擺長有關(guān)”？這樣的話，顯得蒼白無力。那應(yīng)該怎么辦呢？筆者接著說：“既然大家覺得剛才這位同學(xué)的實驗操作能力太差了，那么我們就請一位“高手”上臺來給大家演示一下，怎樣？”在大家的推薦下，一位大家認為實驗操作能力較強的同學(xué)上臺，重新做了第三個演示實驗。結(jié)果兩個單擺還是不同步的擺動，甚至有個不相信的同學(xué)又上臺做了演示實驗，結(jié)果還是一樣。此時，課堂上安靜了許多，筆者接著說：“其實，不是第三個同學(xué)的實驗操作能力太差，而是單擺的周期與擺長有關(guān)。第三個同學(xué)得到的不應(yīng)該是大家的質(zhì)疑，而應(yīng)該是大家的表揚。”疑團徹底揭開了，上臺做實驗的同學(xué)得到了鼓勵，其他同學(xué)通過這次小小的“曲折”也明白了單擺的周期與擺長的關(guān)系，還學(xué)會了應(yīng)該更深入的看問題。再如：老師在進行打點計時器實驗測定勻變速運動時，首先老師示范打點計時器的操作方法，而后可以讓學(xué)生自行操作，期間老師游走于學(xué)生之間為學(xué)生答疑解惑，鼓勵學(xué)生主動探究。
2.4鼓勵實驗創(chuàng)新
創(chuàng)新教育是基礎(chǔ)教育的一部分，物理實驗的創(chuàng)新又是基于核心素養(yǎng)的物理實驗教學(xué)的重要內(nèi)容。在實際的物理實驗教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維，不僅能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能，教會學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生的興趣，促進學(xué)生個性的和諧發(fā)展，又能幫助學(xué)生挖掘?qū)嶒灥木瑁故緦嶒灥乃枷牒枉攘Γ岣呶锢韺嶒灲虒W(xué)的有效性。例如：在《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》這個實驗時，基于本實驗操作的難度和復(fù)雜性，筆者先花了一節(jié)課的時間把本次實驗的實驗?zāi)康摹嶒炘怼嶒灢襟E等內(nèi)容和學(xué)生一起探究了下，然后又給學(xué)生一節(jié)課的時間讓學(xué)生去操作實驗，但有學(xué)生按教材中的原方案操作實驗后，發(fā)現(xiàn)誤差較大。經(jīng)過分析后，學(xué)生覺得誤差較大的原因是實驗室所提供的小車質(zhì)量沒有辦法遠大于鉤碼的質(zhì)量。實驗室有質(zhì)量更大的小車嗎？沒有。那怎么辦呢？這時，幾個實驗?zāi)芰^強的同學(xué)圍著實驗桌進行討論。筆者提示可以對實驗方案進行創(chuàng)新，也就是更改實驗方案啊！雖然已經(jīng)臨近下課，但在筆者的鼓勵下，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情上來了，陷入了一陣思考和討論中……最終得出了一個不需要小車質(zhì)量遠大于鉤碼的質(zhì)量這個前提條件的創(chuàng)新實驗方案。是的，對于上面學(xué)生提出的問題，可能有些老師會蜻蜓點水地應(yīng)付過去，但筆者認為學(xué)生的潛能是不容小覷的。如果能對學(xué)生提出的問題，進行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)、鼓勵和幫助，或許會讓學(xué)生在有限的實驗課堂時間內(nèi)，有所創(chuàng)新，收獲無限的知識。這也是符合核心素養(yǎng)所要求的創(chuàng)新實驗教學(xué)。核心素養(yǎng)是學(xué)生健康成長，順利學(xué)習(xí)的重要支持，而物理這門學(xué)科對樹立學(xué)生科學(xué)觀和綜合認知能力有很大幫助，物理實驗又是促進學(xué)生物理能力提高的有效教學(xué)手段，因此，基于核心素養(yǎng)的物理實驗教學(xué)，才是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)全面發(fā)展的重要途徑。
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