基于核心素養提升的物理實驗教學實踐

彭明河

摘 要：核心素養與學生的個人發展息息相關，學生具備良好的核心素養，不僅有助于其學習效率的提高，還有助于鍛煉其解決問題的能力。教育教學是教導學生立德樹人的一項大工程，而物理學科作為關乎到社會生活的一個重要學科，其教學方式不應當僅僅局限于教授知識，還應當與核心素養結合，培養新一代的青年學生。本文圍繞學科核心素養的內涵，舉出物理教學中的具體案例，具體探討如何進行高效的物理教學。

關鍵詞：核心素養；教學案例；實驗教學

引言

核心素養已成為現代教育教學的理念，核心素養不同于一般的普通素養，它注重學生自由而全面的發展以及學生各方面能力的提高，可以說核心素養是一種全面的、長遠的、科學的素養。學生發展核心素養，主要是指學生應具備的、能夠適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力[ 1 ] 。隨著社會的不斷發展，社會對于社會成員的要求也越來越高，核心素養貫穿到了教育教學的各個領域，物理學科作為一門重點學科，其教育教學具備的核心素養理應在教學的過程當中得到切實貫徹。

1 物理學科核心素養

1.1 物理學科的教學目標

物理學科是解釋生活中的一些現象，表明一些原理，探求物質的運動發展規律的科學，物理教學的目標就是培養學生發現現象并且追根溯源的能力，激發學生的好奇心，鍛煉學生的思考能力與實踐能力，甚至更進一步，促進生活的發展與進步。

1.2 物理學科的核心素養

物理學科核心素養是學生在學習物理過程中逐步形成的行為習慣與關鍵能力[ 2 ]。核心素養對于促進學生自由而全面的發展、自主且終身的發展具有重要意義，那么物理學科的核心素養又體現在哪些方面呢？

首先，我認為學生對于物理應當有一定的認識，即物理觀念的形成，物理觀念包括學生對于物理是個什么樣的學科、涉及到哪些方面的內容有概括性的認識，能夠對生活中的現象進行物理性的思考，明確其中的原理。其次，學生對物理有了概括性的認識，就應當對現象以及原理進行科學的思考，即具備科學思維，物理學科當中涉及到多種思考與解決問題的方法，例如等效法、物理模型法、對稱法以及整體法與隔離法等等，學生掌握了這些物理方法，在解決問題的過程當中就會做到思路清晰、事半功倍。再次，物理的原理是從現象當中得出來的，不是人們憑著腦袋思考就可以了解明白的，因此物理核心素養還包括實驗探究，學生要動手做實驗，從實踐中感知真理。最后，學生還應當具有實事求是的學習態度，明確自己在社會當中的責任，做到學有所用，即具有科學的態度與責任。物理教育價值在于讓學生養成這四個方面的核心素養，讓學生具備物理觀念、科學的思維、實驗探究的方法、嚴謹的科學態度和實事求是的科學精神。

2 物理實驗教學案例

下面將舉出高中物理教學當中用電磁打點計時器測量速度與加速度的實驗案例，闡明在進行實驗教學當中應該注意哪些問題以培養學生的物理核心素養。

2.1 確立課程目標

課程目標是教師在上課之前對于這節課要教授哪些內容以及如何教授這些內容進行一定的思考與安排，為上課做好充分的準備工作，教師明確課程目標，在教學的過程當中就會做到胸有成竹，課堂效率也會有所提高。

用打點計時器測量速度與加速度這一實驗課程的目標就在于讓學生學會使用打點計時器，了解打點計時器的工作原理，掌握測量瞬時速度與加速度的方法，以及理解速度隨時間的變化圖象。

2.2 情境導入

情景導入的方法能夠帶領學生初步的了解課題，對生活中的一些現象產生好奇：為什么會發生這樣的情景？物理知識本就十分的抽象，將物理知識與現實生活相結合，學生更容易把握與理解。

例如學生在進行800米體質測試的時候，學生跑完全程，要想達到一定的合格標準，必須要在規定的時間內完成，為此要注意跑步時的速度以及最后沖刺時的加速度。通過這樣的情境導入就可以讓學生初步了解到速度與加速度能夠發揮什么樣的作用。

2.3 實驗過程

2.3.1 了解實驗原理

電磁打點計時器究竟是以什么樣的方式測出物體的速度與加速度？上課的時候學生難免會對此感到疑惑，如果老師不講解這其中的原理，那么學生就會囫圇吞棗地將實驗按照步驟草草地應付過去。教學應當是嚴謹的，因此學生首先就要對電磁打點計時器的工作原理有一定的了解。

圖1是電磁打點計時器的構造，電磁打點計時器連接的是4-6V的交流電源，在電源接通之后，電路中會產生電流，電流會對線圈和磁鐵的運動產生一定的影響，在永久磁鐵與線圈的相互作用與配合之下，振片便會上下震動，振針與振片連接在一起，當振片上下震動的時候，就會導致振針上下震動，通過復寫紙在紙片上打出一系列的點。如果紙帶靜止不動，即紙帶不具有速度的時候，振針打出的點就會聚集在紙帶的一處，如果紙帶是運動的，即知道具有速度的時候，那么振針打在紙帶上的點就會是分散的。交流電源具有一定的頻率，通常情況下，電磁打點計時器的交流電源頻率為50Hz，即每隔0.02s就會在紙帶上打出一個點，而兩者之間的距離x可以通過直尺測量出來，根據平均速度等于位移與時間的比值就可以測量出物體運動的平均速度，根據平均加速度等于速度的變化與時間的比值就可以測出物體運動時的平均加速度。

2.3.2 實驗步驟

學生之所以要了解實驗步驟，是為了讓學生具備良好的科學態度，在試驗的過程當中做到嚴謹認真，實驗步驟一旦錯誤，那么所得出的結果結論也會是錯誤的。老師可以在講解實驗步驟的時候順便講解為什么要先做這一步，再做那一步。在教師的指導下，讓學生去感受物理現象發生的原因，借此培養學生的物理核心素養。

例如就接通電源還是先放下紙帶這個問題，老師可以鼓勵學生積極思考，如果先放下紙帶會有什么樣的結果，以及先接通電源為什么合理，并且讓學生把這兩種結果都實驗一遍，進行對比分析，用事實說話，更加地具有可信度，教導學生不要通過自己的主觀想法隨意得出結論，而應當通過實踐得出科學的結論。

實驗的過程當中由于各種因素會出現結果的偶然性，因此要進行多次試驗減少誤差。學生應當意識到結論得出的過程不是偶然的，而是進行多次實驗驗證得到的，做實驗要實事求是，切不可投機取巧，培養學生的科學態度與責任。

最后，對所得到的數據要進行計算分析，培養學生的思維能力，運用比較分析的物理學習方法，得出合理的結論。教師要做的不是迫切的把知識教導給學生，而是應該循循善誘，回歸到最原始的狀態，讓學生了解結論是通過怎樣的實踐與思考得出來的。

另外，在進行速度測算后，還應當在這個基礎上進行相應的拓展，即知道如何測量速度與瞬時加速度之后，讓學生思考如何進行物體運動整個過程中的加速度測量，或者是否能夠在各種情況之下測出物體的加速度，還是要具備哪些條件才能測出整體加速度？老師應當積極地對學生進行提問，讓學生自己去探索，而不是一味地灌輸知識，這樣對于學生的物理核心素養的培養沒有絲毫的意義。

3 教學反思

物理學科教授給學生的不僅僅是物理知識，還有探索知識的過程，實事求是、一絲不茍的態度。物理學習注重的不是最終的結果正確與否，而是對于物理學習的態度，學生積極思考、敢于實踐、總結經驗，如果學生在物理學習當中具備了這些素養，那么在未來的發展過程當中遇到難題就會做出正確的選擇與處理。

至于如何進行有效的物理課堂教學，將核心素養貫徹到學生當中，就要靠教師們的教學方法了。針對高中學生，老師要給予學生發揮自己能動性的空間，學習是學生自己的事情，思考是學生自己的思考，實踐是學生自己的實踐，老師只是在這一過程當中扮演著引導者和糾錯者的角色，這一點是所有教師必須深刻認識到的問題。

只有在實踐與探究的過程當中獲得知識，才能轉化成為人的素養。物理與人民們的生活息息相關，學生樹立起對物理學科的興趣，具備物理核心素養，對于個人的發展以及社會的發展至關重要，老師們任重而道遠。

參考文獻：

[1]林崇德.構建中國化的學生發展核心素養[J].北京師范大學學報（社會科學版），2017（1）.

[2]林欽，陳峰，宋靜.關于核心素養導向的中學物理教學的思考[J].課 程·教 材·教法，2015（12）.