基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)下的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐研究

柳曉林

摘 要：物理核心素養(yǎng)是在素質(zhì)教育背景下形成的新概念。它是在學(xué)生接受物理教育過程中形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會發(fā)展的必備品質(zhì)和能力，是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)而內(nèi)化的具有物理學(xué)科特性的品質(zhì)。培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)是素質(zhì)教育背景下非常重要的教學(xué)任務(wù)。

關(guān)鍵詞：物理學(xué)科;核心素養(yǎng);高中物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué)

【中圖分類號】G【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B

【文章編號】1008-1216（2019）12B-0086-02

實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)科必不可少的教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)可增強(qiáng)學(xué)生對物理知識概念的認(rèn)識，對提高學(xué)生物理課程學(xué)習(xí)質(zhì)量具有重要意義。物理學(xué)科核心素養(yǎng)下，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)可培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維品質(zhì)，讓學(xué)生在參與實(shí)驗(yàn)的過程中，培養(yǎng)自己質(zhì)疑、探索以及創(chuàng)新的意識，這對學(xué)生思維能力的發(fā)展具有重要意義。

一、通過物理實(shí)驗(yàn)形成學(xué)生物理觀念

學(xué)生對物理概念和規(guī)律的提煉和升華其實(shí)就是物理觀念，物理觀念是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分，借助物理實(shí)驗(yàn)形成學(xué)生的物理觀念是一項(xiàng)非常有效的措施。舉例來說，教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)人教版高中物理關(guān)于“合力”的知識點(diǎn)時(shí)，在參與“共點(diǎn)力的合成”實(shí)驗(yàn)中，本次實(shí)驗(yàn)涉及的步驟較多，實(shí)驗(yàn)過程中需要記錄的數(shù)據(jù)也較多，如兩個(gè)分力和合力的大小和方向等，學(xué)生們在記錄的過程中會不會思考為什么要記錄？記錄的意義是什么？基于此，教師可以選取一組學(xué)生走到講臺為學(xué)生演示本次實(shí)驗(yàn)。當(dāng)學(xué)生對合力和分力記錄時(shí)，教師可以提問以下問題：“怎樣確定這個(gè)力是合力？如何定義合力？”“此實(shí)驗(yàn)的目的是探究合力與兩個(gè)分力之間的關(guān)系，從效果上能替代幾個(gè)力的這個(gè)力就是合力嗎？”學(xué)生在理解上述問題時(shí)抓住概念中的關(guān)鍵詞“能替代”，能替代的前提必須是等效的，接著老師可以繼續(xù)提問：“力一旦作用在物體上，會發(fā)生什么？本次實(shí)驗(yàn)中力產(chǎn)生的效果是哪一種？”“怎樣才能實(shí)驗(yàn)等效的力呢？”通過實(shí)驗(yàn)探究后，學(xué)生同時(shí)會發(fā)現(xiàn)：促使物體運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變或者產(chǎn)生形變是力作用在物體上的效果體現(xiàn)。

二、通過物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)性思維

立足物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，可以促使學(xué)生以事實(shí)為依據(jù)，進(jìn)行科學(xué)的推理，對得出的觀點(diǎn)或者結(jié)論提出質(zhì)疑。舉例來說，在學(xué)習(xí)人教版高中物理“探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”時(shí)，里面有個(gè)“探究磁通量變化與感應(yīng)電流的方向關(guān)系的實(shí)驗(yàn)”。開展這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，多數(shù)老師習(xí)慣讓學(xué)生在開展實(shí)驗(yàn)的過程中填寫表格，這樣的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綆в休^強(qiáng)的機(jī)械性，實(shí)驗(yàn)效果也不理想。因此老師可以只要求學(xué)生記錄穿過線圈的磁場的方向和檢流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向，在此基礎(chǔ)上老師可以借助提問方式引發(fā)學(xué)生科學(xué)的思維活動，如“俯視時(shí)感應(yīng)電流是何種方向”問題一經(jīng)提出，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)有個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)步驟被忽視了，那就是首先要檢測出電流方向和檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向之間的關(guān)系，然后將線圈中磁場的方向和線圈中感應(yīng)電流的方向加入表格，最后再根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)方向確定出感應(yīng)電流的方向，最后才能得出磁通量變化方向與感應(yīng)電流方向的關(guān)系。但是兩個(gè)不同的物理量在比較時(shí)不能簡單加以描述。

三、通過物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究意識

在物理實(shí)驗(yàn)中探究能力涉及的內(nèi)容較多，比如提出問題、解決問題的能力、做實(shí)驗(yàn)的能力、論證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力以及合作交流的能力等。舉例來說，在學(xué)習(xí)人教版高中物理關(guān)于“加速度與力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要將小車的合外力以及加速度測出來，在測小車的加速度時(shí)可以使用到的器材有DIS位移傳感器和光電門傳感器。將小車由靜止釋放到運(yùn)動到傳感器之間的距離用尺子測量出來，該環(huán)節(jié)需要涉及的原理是v2t=2as，而在使用光電門傳感器時(shí)，可以將兩個(gè)光電門傳感器之間的距離用尺子測量出來，期間涉及的原理為v2t-v20=2as，此外還可以采用兩個(gè)光電門，并測量小車在兩個(gè)光電門之間運(yùn)動所要耗費(fèi)的時(shí)間，該環(huán)節(jié)涉及的原理為v=v0+at。并用鉤碼的重力來代替小車受到的合外力。上述實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)時(shí)，要求教師有專業(yè)的物理素養(yǎng)，并善于站在學(xué)生的視角去引發(fā)學(xué)生的思考，逐步讓學(xué)生探索實(shí)驗(yàn)。期間教師可以設(shè)計(jì)以下問題：“如果鉤碼質(zhì)量大于小車總質(zhì)量，此時(shí)圖線會發(fā)生何種變化，該用什么器材才能確保測出來的合外力更準(zhǔn)確？”學(xué)生在探究后會得出：如果鉤碼質(zhì)量大于小車總質(zhì)量，此時(shí)的曲線會呈彎曲狀態(tài)，此時(shí)的加速度與重力加速度是越來越接近的。為了測得更為準(zhǔn)確的合外力，可以使用力傳感器。通過上述的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，教師要引導(dǎo)學(xué)生將不同的實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)方法靈活運(yùn)用，提高學(xué)生創(chuàng)造性思維能力及實(shí)驗(yàn)探究能力。這樣做有效地提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，并培養(yǎng)了學(xué)生從不同方面思考問題的意識，由此強(qiáng)化了學(xué)生的探究技能。

四、通過物理實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化學(xué)生責(zé)任意識

物理是一門與生活有緊密聯(lián)系的自然學(xué)科，生活中的好多問題可以借助物理知識來解決。

綜上所述，高中物理實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)科非常重要的內(nèi)容之一，立足物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)可很好地培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)，同時(shí)對培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)性思維、探究性意識以及社會責(zé)任感具有重要意義。

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