引導(dǎo)自主實(shí)驗(yàn)，提升物理核心素養(yǎng)

王士瑜

高中物理新課標(biāo)提出要在物理教學(xué)中體現(xiàn)學(xué)生的主體性，因此教師應(yīng)該摒棄傳統(tǒng)“填鴨式”的教學(xué)方式，應(yīng)該在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而突出學(xué)生在高中物理學(xué)習(xí)中的主體性，最終提升學(xué)生物理核心素養(yǎng)。

一、富有生活性，凸顯知識(shí)價(jià)值

在高中物理學(xué)習(xí)中，教師不應(yīng)機(jī)械地講解教材中的內(nèi)容，而要把物理知識(shí)的學(xué)習(xí)與實(shí)際生活聯(lián)系起來，只有這樣才能使高中物理教學(xué)富有生活性，從而凸顯知識(shí)的價(jià)值，最終提升學(xué)生物理核心素養(yǎng)。

在教授如何利用螺旋測微器和游標(biāo)卡尺去測量長度一課時(shí)，首先我給學(xué)生介紹了我們所使用的直分度游標(biāo)卡尺，我引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行利用螺旋測微器和游標(biāo)卡尺去測量物體長度的實(shí)驗(yàn)，對于被測量物體的選擇要遵循聯(lián)系實(shí)際生活的原則。學(xué)生依據(jù)這個(gè)原則設(shè)計(jì)出了利用游標(biāo)卡尺測量筆蓋的內(nèi)徑與外徑、運(yùn)用螺旋測微器測量漆包線的直徑的實(shí)驗(yàn)。在利用游標(biāo)卡尺測量筆蓋的內(nèi)徑與外徑時(shí)，學(xué)生測量出內(nèi)徑為15mm、外徑為20mm。看到這組測量數(shù)據(jù)時(shí)我發(fā)現(xiàn)明顯與實(shí)際情況不符，然后我對學(xué)生說：“同學(xué)們，你們測量出的筆蓋的內(nèi)徑與外徑是不是有錯(cuò)誤？”學(xué)生回答說：“我們是按照正確的步驟來測量的，測量出的筆蓋內(nèi)徑與外徑應(yīng)該是正確的。”我又對學(xué)生說：“實(shí)際生活中的筆蓋的內(nèi)徑與外徑大概是多少？”學(xué)生聽完我的話之后感覺出了錯(cuò)誤，然后學(xué)生仔細(xì)檢查錯(cuò)誤出在哪個(gè)步驟，最后發(fā)現(xiàn)是因?yàn)橛螛?biāo)和主尺的零刻度線沒有對齊。通過這個(gè)錯(cuò)誤，學(xué)生深刻地體會(huì)到了聯(lián)系實(shí)際生活的重要性，聯(lián)系生活可以反推出實(shí)驗(yàn)中的錯(cuò)誤。

通過在高中物理實(shí)驗(yàn)中聯(lián)系實(shí)際生活，使學(xué)生體會(huì)到了自己所學(xué)習(xí)的內(nèi)容與實(shí)際生活之間聯(lián)系的緊密性，很好地凸顯出高中物理知識(shí)的價(jià)值。

二、重在創(chuàng)新性，優(yōu)化步驟環(huán)節(jié)

在高中物理學(xué)習(xí)中，僅僅富有生活性是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還應(yīng)該重視實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新，只有不斷地創(chuàng)新才可以優(yōu)化實(shí)驗(yàn)步驟，最終使實(shí)驗(yàn)更加接近真實(shí)的情況。

在探究加速與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，我引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過查詢資料設(shè)計(jì)出了探究加速與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)方案，首先學(xué)生開始準(zhǔn)備所需要的實(shí)驗(yàn)器材，需要的實(shí)驗(yàn)器材有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、小車、紙帶、一端帶滑輪的長木板、砝碼、鉤碼、細(xì)線、水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)、刻度尺、天平，學(xué)生很快準(zhǔn)備好了所有的實(shí)驗(yàn)器材。一開始學(xué)生把一端帶滑輪的長木板水平放置，然后我引導(dǎo)學(xué)生說：“小車與一端帶滑輪的長木板之間是不是有摩擦力？”學(xué)生聽完我的話之后連連點(diǎn)頭，然后討論應(yīng)該如何平衡摩擦力，最后學(xué)生想到將一端帶滑輪的長木板傾斜一定的角度，經(jīng)過受力分析之后確定傾斜的角度大小為arctanμ。經(jīng)過這一步驟的優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)變得更加嚴(yán)謹(jǐn)。然后我問學(xué)生：“同學(xué)們，繩子的拉力等于鉤碼的重量嗎？”學(xué)生回答說：“繩子的拉力不等于鉤碼的重量，因?yàn)殂^碼有向下的加速度，繩子的拉力小于鉤碼的重力。”“同學(xué)們回答得非常正確。”我鼓勵(lì)道。然后接著進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，后來發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差還是比較大，學(xué)生經(jīng)過仔細(xì)的檢查之后還是沒有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤出在哪里，然后我提示道：“同學(xué)們，鉤碼的重力可以近似等于繩子的拉力嗎？”聽完了我的話之后學(xué)生進(jìn)行了仔細(xì)的分析，最后得出了結(jié)論，當(dāng)砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時(shí)鉤碼的重力可以近似等于繩子的拉力。然后學(xué)生換了質(zhì)量更大的小車，對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了創(chuàng)新，從而優(yōu)化步驟環(huán)節(jié)。這次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)非常接近理論上的結(jié)果了。

通過在探究加速與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中不斷進(jìn)行創(chuàng)新，對實(shí)驗(yàn)的步驟環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)，從而使實(shí)驗(yàn)的誤差在合理范圍內(nèi)通過對實(shí)驗(yàn)的不斷創(chuàng)新與改進(jìn)，從而提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

三、強(qiáng)化合作性，滲透團(tuán)隊(duì)精神

在高中物理教學(xué)中，教師應(yīng)考慮到每個(gè)學(xué)生的優(yōu)缺點(diǎn)，把有互補(bǔ)性的學(xué)生分到同一個(gè)小組中，強(qiáng)化在物理實(shí)驗(yàn)中的合作性，通過合作提升學(xué)生的課堂效率，同時(shí)滲透團(tuán)隊(duì)精神。

在教授離心運(yùn)動(dòng)時(shí)，我引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)探究離心運(yùn)動(dòng)的軌跡實(shí)驗(yàn)。我首先把學(xué)生分成幾個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，進(jìn)行合作實(shí)驗(yàn)，每個(gè)小組中要有不同特長的學(xué)生，例如每個(gè)小組中要有動(dòng)手能力強(qiáng)的、思維能力強(qiáng)的、搜集資料能力強(qiáng)的。首先我讓每個(gè)小組中負(fù)責(zé)搜集資料的學(xué)生搜集實(shí)驗(yàn)資料，自主設(shè)計(jì)出可行的實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生很快設(shè)計(jì)出了自己的實(shí)驗(yàn)方案。然后學(xué)生開始準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，需要的實(shí)驗(yàn)器材有圖釘、剪刀、小銅球、白紙、油漆、線，在學(xué)生準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)器材之后便正式開始了實(shí)驗(yàn)，第一步先把白紙平整地粘在課桌上。然后第一步把紙的中心固定好圖釘。第三步用線把圖釘與小銅球系起來，然后把小銅球放在油漆里面涮一下。第四步，把線拉緊并且給小球一個(gè)切線方向的力，這時(shí)小銅球開始做圓周運(yùn)動(dòng)。最后一步用剪刀把線剪斷，這時(shí)小銅球在紙上留下了做離心運(yùn)動(dòng)的軌跡。每個(gè)小組的學(xué)生分別負(fù)責(zé)不同的工作，同學(xué)合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后終于得到了離心運(yùn)動(dòng)的軌跡。

通過在實(shí)驗(yàn)中合作學(xué)習(xí)，學(xué)生強(qiáng)化了同學(xué)之間的合作，在合作實(shí)驗(yàn)的過程中，不僅增強(qiáng)了學(xué)生之間的友誼，還提升了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神。

總之，在高中物理教學(xué)中，教師應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過自主實(shí)驗(yàn)可以有效地提升學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑥亩嵘龑W(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

編輯 馮志強(qiáng)