西吉爾
(呼和浩特市蒙古族學校 內蒙古呼和浩特 010010)
實驗是研究物理知識與規律的重要方法,在高中物理學習中占有重要地位。同時,實驗是各類測試考查的重要內容,重要性可想而知。新課標詳細闡述了高中物理核心素養內容,給教學工作提供明確指引,因此,任課教師應認真學習,認真把握,將實驗教學與核心素養的培養有機結合起來,順利實現核心素養目標。
物理觀念指從物理視角認識物質、運動與相互作用、能量等知識,涵蓋物質觀念、運動與相互作用觀念、能量觀念等要素。高中物理實驗教學中,應向學生講解物理觀念知識,使學生對物理觀念有個基本的認識,使其認識到養成物理觀念的重要性。同時,在教學中有針對性地對學生加以引導,使學生養成運用物理知識分析問題的意識與習慣,鞏固學生所學的同時,進一步深入理解所學。

為進一步加深學生對實驗的理解,保證實驗的順利進行,教師可通過提問,對學生進行引導。問題(1)否需要測量出m的值?問題(2)如何才能減少實驗誤差?顯然因實驗并不需要計算出重力勢能的具體減少量,因此,不需要測量出m的值。因實驗誤差來自阻力以及速度測量的準確度上,因此,為減少誤差應從這兩個方面入手采取措施,如將計時器豎直架穩、兩個限位孔在同一豎線上;從起始點開始測量高度;多次實驗求平均值等。
科學思維是學習的一種重要品質,指能夠基于物理知識深入認識事物的屬性、內在規律以及相互關系。同時,基于經驗事實構建合理的模型,能夠靈活運用推理論證、分析綜合等多種方法。另外,具備批判意識,能夠優化問題研究中的不足。教學中注重實驗方法的傳授,使學生能夠靈活運用多種方法,處理實驗結果,保證實驗結果的準確性。同時,鼓勵學生大膽發表自己的意見,提出自己的看法。
科學探究指研究物理問題的過程,既要能夠通過認真觀察提出問題,合理假設,又要做好實驗方案的設計,并根據實驗結論進行合理解釋。同時,交流、評估、反思實驗過程與結果。為鼓勵學生實驗中能夠科學探究,應做好科學探究步驟講解,使學生把握科學探究的重點與難點、明白怎樣進行探究才是科學的。同時,為學生提供相互交流的機會,鼓勵學生相互分享經驗,對實驗過程進行評估、反思。
例如,在講解“彈簧”知識時,教師可鼓勵學生探究胡克定律,即,提供彈簧、鐵架臺、鉤碼、刻度尺等實驗器材,要求學生自己結合所學的實驗內容自行設計實驗。學生經過思考、討論,將彈簧豎直懸掛在鐵架臺上,通過添加砝碼的方式進行實驗。該實驗難度并不大,關鍵在于引導學生使用圖像法處理實驗結果。

科學態度指學習中應嚴謹認真、實事求是、持之以恒。事實上,不僅高中物理知識學習,在其他學科學習中保持科學的態度也具有重要的現實意義。為在高中物理實驗教學中引導學生樹立科學態度,一方面,實驗中要求學生把握實驗細節,不可粗心大意。同時,分析實驗時應以事實為依據,不可主觀臆斷。另一方面,實驗中遇到問題時,要求學生積極查找資料,向學生、教師請教,堅持不懈。
例如,在講解電學知識后,教師創設以下實驗情境要求分析、解答,幫助學生樹立科學的態度。某電阻Rx的阻值約為10 kΩ,除了Rx、開關S、導線外,還提供以下器材:
1、電壓表(0~1 V,內阻約10 kΩ);B、電壓表(0~10 V,內阻約100 kΩ);C、電流表(量程0~1 mA,內阻約30 Ω);D、電流表(量程0~0.6 A,內阻約0.05 Ω);E、電源(電動勢1.5 V,額定電流0.5 A,內阻不計);F、電源(電動勢12 V,額定電流2 A,內阻不計);G、滑動變阻器R0(阻值范圍0~10 Ω,額定電流2 A)。

為達到實驗目的,要求學生選擇最佳的實驗器材組合,繪制測量電路圖。實驗給出的實驗器材較多,選擇器材時應認真分析,不可主觀臆斷。選擇電源時應保證電流表指針偏轉過半,顯然適合選擇電源F。選擇電壓表時應使其和被測電阻阻值相差較大,且和電源電壓接近,因此,選擇電壓表B。簡單計算可知電路中的電流約1 mA,因此,電流表選擇C。考慮到待測電阻阻值較大,電流表應使用內接法。而滑動變阻器的阻值較小,應采用分壓接法。最終設計的電路圖如圖2所示。
實驗是高中物理的重要內容。新課標下僅僅傳授實驗基礎知識是不夠的,需要做好新課標解讀,明確高中物理核心素養內容,在實驗教學中積極踐行核心素養培養工作。本文通過研究得出的結論有:
(1)為積極響應國家號召,落實立德樹人工作,任課教師應轉變觀念,將核心素養培養作為高中物理實驗教學的重要指引,吃透、理解核心素養內涵,構建完善的核心素養理論體系,以更好的應用到實驗教學中。
(2)尋找核心素養與高中物理實驗的契合點,積極采取有效措施,保證實驗教學順利開展的同時,促進學生核心素養的逐漸提升,提高學生物理實驗能力的同時,能夠終身受益。