物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中提高學(xué)生核心素養(yǎng)的幾個(gè)途徑

范建華

摘 要：《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》和“核心素養(yǎng)”對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?shí)驗(yàn)素養(yǎng)都提出了較高的要求。教師作為教學(xué)工作的主要參與者，肩負(fù)著引導(dǎo)、培養(yǎng)和提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和操作能力的重要工作。

關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)驗(yàn)器材；STS教育；核心素養(yǎng)

《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中提到“發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的重要作用.實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分，是落實(shí)物理課程目標(biāo)，全面提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑.”物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅僅是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的重要陣地，更是鍛煉學(xué)生思維能力、操作能力的重要基地.基于此，教師需要進(jìn)一步加深對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的認(rèn)識(shí)，為大步提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課程目標(biāo)要求學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，還需要訓(xùn)練學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能，從多維度、多方面發(fā)展學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⑻岣呖茖W(xué)素養(yǎng).教師作為教學(xué)工作中的引路人，在教學(xué)中起到不可忽視的重要作用，筆者認(rèn)為可以通過以下幾個(gè)方面更好地達(dá)成實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程目標(biāo)以提高學(xué)生核心素養(yǎng).

一、因課擇儀，優(yōu)選實(shí)驗(yàn)器材和方案

實(shí)驗(yàn)器材的選擇不僅可在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的器材中進(jìn)行選擇，在教學(xué)中還要勤于思考、勇于探索，大力提倡多用身邊、手邊的常見物品進(jìn)行實(shí)驗(yàn).選用效果更明顯、誤差更小的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以達(dá)到最佳實(shí)驗(yàn)效果.在實(shí)驗(yàn)器材選擇的時(shí)候盡量做到不同的課堂、不同階段，靈活選擇實(shí)驗(yàn)器材，減小學(xué)生探尋物理規(guī)律的難度.

教材在物質(zhì)的密度這一節(jié)中，有一個(gè)活動(dòng)是探究“質(zhì)量與體積的關(guān)系”.教材中是“用天平和刻度尺分別測(cè)量物體的質(zhì)量和體積，并將測(cè)得的數(shù)據(jù)記錄”.學(xué)生已經(jīng)通過之前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)掌握了托盤天平的使用.這個(gè)實(shí)驗(yàn)的主要教學(xué)目標(biāo)并不是練習(xí)使用托盤天平，所以在質(zhì)量的測(cè)量時(shí)不一定必須要選擇使用托盤天平進(jìn)行實(shí)驗(yàn).托盤天平的分度值是1g，測(cè)量數(shù)據(jù)不夠精確，如果選取更精確的電子秤，測(cè)量得到的質(zhì)量就會(huì)更加準(zhǔn)確.另外，考慮到取材方便，該實(shí)驗(yàn)中物體的選擇應(yīng)當(dāng)優(yōu)選我們手邊常見的一元硬幣，不僅使實(shí)驗(yàn)操作簡便，還能通過選擇不同的個(gè)數(shù)，利用體積與個(gè)數(shù)成正比的規(guī)律，不測(cè)量就能準(zhǔn)確得出體積關(guān)系，從而發(fā)現(xiàn)質(zhì)量與體積成正比.另外，在實(shí)驗(yàn)中用一元、五角和一角的硬幣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，則可以通過不同的材質(zhì)實(shí)驗(yàn)從而證明質(zhì)量與材料和體積有關(guān).

二、貼近生活，積極滲透STS教育

物理課程標(biāo)準(zhǔn)提出：“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”、“經(jīng)歷一些科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)方法，了解科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)（STS）”、“加強(qiáng)與日常生活、技術(shù)應(yīng)用及其他學(xué)科的聯(lián)系”.物理和社會(huì)生產(chǎn)生活、日常生活及自然現(xiàn)象的聯(lián)系非常密切，所以物理教師要有STS教育的意識(shí)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透STS.在教學(xué)中引入社會(huì)生活中常見的現(xiàn)象作為教學(xué)的佐證素材和知識(shí)應(yīng)用拓展，將生活中一些常見的但不太容易引起學(xué)生關(guān)注的現(xiàn)象進(jìn)行課堂再現(xiàn)并加以研究，更深層地培養(yǎng)學(xué)生物理素養(yǎng)和科學(xué)精神，為學(xué)生的終身發(fā)展起到積極作用.

例如在進(jìn)行鏡面反射和漫反射教學(xué)時(shí)會(huì)遇到這樣一種情境，“一個(gè)同學(xué)晚上迎著月亮走，看到地上有水的地方是亮一些還是暗一些？”這個(gè)物理情境又可改為“背對(duì)著月亮行走”.這其實(shí)就是兩種反射知識(shí)與生活現(xiàn)象結(jié)合的情境.在課堂上可以再現(xiàn)這樣一個(gè)物理情境進(jìn)行教學(xué)：將教室的窗簾拉上，模擬夜晚黑暗的環(huán)境，用鐵架臺(tái)固定兩個(gè)手電筒從同一角度分別照射放在桌面上的一張紙和水槽中的水，讓學(xué)生們親自體驗(yàn)朝迎著手電筒的方向走和背對(duì)著手電筒的方向走，走的同時(shí)觀察紙和水槽的明暗對(duì)比情況.這樣的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更能啟發(fā)學(xué)生在平時(shí)生活中更多地關(guān)注物理現(xiàn)象，使他們更主動(dòng)地運(yùn)用、查找物理知識(shí)去解釋發(fā)現(xiàn)的物理現(xiàn)象.物理知識(shí)的教學(xué)與STS教育真正地有機(jī)結(jié)合不僅增加了課堂教學(xué)的趣味性和實(shí)用性，也提高了物理教學(xué)實(shí)效性.

三、追本溯源，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度

近年來，核心素養(yǎng)成為世界的研究熱點(diǎn)，其中一個(gè)重要素養(yǎng)就是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感，要求學(xué)生能正確認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)，具有學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心與求知欲.課堂教學(xué)中常常有一些演示實(shí)驗(yàn)和探究性實(shí)驗(yàn)，教師的演示、講解能幫助學(xué)生更扎實(shí)地掌握這些實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)論.但有時(shí)學(xué)生無法真正領(lǐng)會(huì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的本質(zhì)，不能理解科學(xué)本質(zhì)，至于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心與求知欲就更加無從談起.這就需要教師在實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中通過適當(dāng)?shù)膶?duì)比、遷移和深化，讓學(xué)生理解知識(shí)的本質(zhì)，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲.

例如在探究影響聲音的三要素中音調(diào)的影響因素時(shí)，常用的實(shí)驗(yàn)是將鋼質(zhì)刻度尺的一端緊壓在桌面上，多次改變伸出桌面的長度并撥動(dòng)鋼尺，通過觀察鋼尺振動(dòng)快慢和音調(diào)的高低，得出振源的長短會(huì)影響音調(diào)的高低.通常學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)論的掌握困難不大，但在實(shí)際本質(zhì)的理解上卻障礙重重.教學(xué)時(shí)，教師可以在此實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上利用樂器的琴弦來研究音調(diào)與琴弦長短、粗細(xì)和松緊的關(guān)系.最后讓學(xué)生自主探究在啤酒瓶中不斷增加水量時(shí)，比較敲擊瓶子和從瓶口吹氣兩種方式對(duì)應(yīng)的音調(diào)變化的不同，進(jìn)而讓學(xué)生從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)到要研究音調(diào)的變化特點(diǎn)首先要找準(zhǔn)聲源.在敲擊和吹氣的時(shí)候發(fā)聲的聲源是不同的.在吹氣的過程中，水量越多，空氣柱的長度越短，所以音調(diào)越高；在敲擊過程中，水量越多，水柱的長度越長，所以音調(diào)越低.

四、分析推理，啟迪學(xué)生的科學(xué)思維

在中學(xué)階段，科學(xué)思維培養(yǎng)的重要性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過基本概念和公式的傳授.“科學(xué)思維”主要指物理中重要的思維方法，包括建模的思想、理想化方法、分析綜合、抽象概括、批判性思維、推理論證等思維與方法.在不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要注重培養(yǎng)學(xué)生其中一項(xiàng)或幾項(xiàng)能力.

在探究“聲音的傳播”時(shí)，探究完聲音分別在固體、液體和氣體中是否能夠傳播后，將正在發(fā)聲的鬧鐘置于玻璃罩內(nèi)，將空氣不斷抽出，隨著空氣逐漸抽出鈴聲逐漸減弱.在實(shí)驗(yàn)室條件下不可能將玻璃罩內(nèi)完全抽成真空狀態(tài)，如果要得到真空環(huán)境下是否能傳聲，這時(shí)就需要引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)行概括和推理.在空氣減少時(shí)從玻璃罩內(nèi)傳出的聲音越來越弱，如果沒有空氣，那么將聽不到聲音.這種分析方法是一種“合理外推”，在中學(xué)物理學(xué)習(xí)過程中會(huì)多次用到，這也是學(xué)生物理核心素養(yǎng)的一個(gè)重要方面.

參考文獻(xiàn)：

[1]彭前程.積極探索基于核心素養(yǎng)理念下的物理教學(xué)[J].中學(xué)物理（高中版），2016，34（2）：1-2.