核心素養(yǎng)下物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)

郭亞柯

摘 ?要：教育部于2018年提出“立德樹人”的意見，“立德樹人”的具體化是學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。物理的新一輪課程改革，旨在培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)。物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在物理教學(xué)中占據(jù)至關(guān)重要的地位。如何在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)是一個(gè)值得關(guān)注與研究的問題。本文基于培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)，將物理學(xué)科素養(yǎng)的構(gòu)成內(nèi)容貫穿于高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

一、樹立正確的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀

（一）增強(qiáng)教師對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的重視程度

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前，教師對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的重視程度至關(guān)重要，因?yàn)檫@不僅決定教師實(shí)驗(yàn)的次數(shù)，也影響著學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的態(tài)度和重視程度。物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的基礎(chǔ)與核心，物理概念與規(guī)律往往是從實(shí)驗(yàn)中得出來的。高中學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)具有較為濃厚的興趣，并具有強(qiáng)烈的操作欲望。但學(xué)生的興趣點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)初期可能只是停留在實(shí)驗(yàn)對(duì)象本身，忽略了對(duì)事物本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。這時(shí)教師應(yīng)多增加演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)的次數(shù)，鼓勵(lì)學(xué)生多做實(shí)驗(yàn)多思考。當(dāng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)增多了之后，學(xué)生便能學(xué)會(huì)透過現(xiàn)象看本質(zhì)，學(xué)會(huì)通過物理實(shí)驗(yàn)來理解物理過程，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行正確的信息加工后總結(jié)得出物理概念與規(guī)律。此外，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中也將會(huì)學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問題，并積極探索解決問題的方法。教師對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的重視度增強(qiáng)，引導(dǎo)學(xué)生多做實(shí)驗(yàn)?zāi)軒椭鷮W(xué)生逐漸形成科學(xué)探究的思維，有利于物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的落實(shí)。

（二）將實(shí)驗(yàn)作為教學(xué)的核心

隨著核心素養(yǎng)的提出，物理教學(xué)目標(biāo)不應(yīng)該只局限于知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀的三維目標(biāo)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)過程中教師應(yīng)將“物理核心素養(yǎng)”作為教學(xué)目標(biāo)的核心。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中教師應(yīng)明確物理基本知識(shí)與物理觀念的區(qū)別，不僅要注重學(xué)生知識(shí)的學(xué)習(xí)過程，更應(yīng)該注重物理基本觀念的培養(yǎng)。物理核心素養(yǎng)要求學(xué)生具備實(shí)驗(yàn)探究的意識(shí)，了解實(shí)驗(yàn)探究的過程。教師在教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)中應(yīng)注重學(xué)生問題提出、科學(xué)論證、反思交流等要素的培養(yǎng)。此外，教師在教學(xué)過程中應(yīng)將“科學(xué)思維”素養(yǎng)的培養(yǎng)顯性化，多聯(lián)系生活實(shí)際，滲透“STSE”教學(xué)理念，形成以“物理核心素養(yǎng)”為實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式。

二、培養(yǎng)學(xué)生基本的物理觀念

物理觀念的培養(yǎng)是一個(gè)長期的過程，在學(xué)生具有物理觀念的基礎(chǔ)上教師仍需繼續(xù)注意學(xué)生物理觀念的培養(yǎng)。物理演示實(shí)驗(yàn)是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中至關(guān)重要的部分。學(xué)生在演示實(shí)驗(yàn)中，“真聽”“真看”“真感受”，深刻地感悟物理知識(shí)中蘊(yùn)含的觀點(diǎn)、規(guī)律和方法，進(jìn)一步形成物理觀念。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以巧妙選擇實(shí)驗(yàn)對(duì)象，多選擇貼近學(xué)生生活的事物作為實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象，潛移默化地影響著學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念。例如，在“反沖運(yùn)動(dòng)”新課程引入的教學(xué)中，教師可以首先讓學(xué)生觀察三個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，思考實(shí)驗(yàn)有哪些共同點(diǎn)和產(chǎn)生這些物理現(xiàn)象的原因，從而構(gòu)建學(xué)生的物理觀念。

三、直觀展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，助建物理模型

傳統(tǒng)的物理教學(xué)容易使學(xué)生形成思維定式，不適宜學(xué)生發(fā)散思維的培養(yǎng)。在實(shí)際的教學(xué)中，學(xué)生對(duì)物理模型建構(gòu)和科學(xué)思維方法了解不夠，學(xué)生缺乏科學(xué)思維的訓(xùn)練，科學(xué)思維素養(yǎng)有待提高。因此教師在物理教學(xué)中需要對(duì)科學(xué)思維培養(yǎng)加以重視。實(shí)驗(yàn)過程中教師應(yīng)盡量將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀展示給學(xué)生，幫助學(xué)生建構(gòu)物理模型。

（一）聯(lián)系生活情景，增強(qiáng)模型建構(gòu)意識(shí)

當(dāng)生活中出現(xiàn)與物理相關(guān)聯(lián)的情景時(shí)，我們希望學(xué)生能將具體的情景化為相應(yīng)的物理模型。例如，當(dāng)看到鉛筆從桌面上掉落到地上的過程，聯(lián)系到“自由落體”“重力加速度”等模型;看到蘋果掉落，聯(lián)想到地球吸引力;觀看投籃動(dòng)作，想到“斜拋”的物理模型。當(dāng)需要應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題時(shí)，我們需要有實(shí)際情景和物理模型之間相互轉(zhuǎn)化的能力。在物理教學(xué)中，我們可以應(yīng)用實(shí)驗(yàn)在學(xué)生的頭腦中留下直觀、形象的物理模型。再通過教師的引導(dǎo)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行合理的簡化與抽象形成思維輪廓，建構(gòu)物理模型，培養(yǎng)科學(xué)思維。在“力的分解”實(shí)驗(yàn)過程中，教師可以讓學(xué)生利用自己的手掌、橡皮筋、鉛筆、重物來感受“三角支架”型力的分解情況。學(xué)生在親身體驗(yàn)力的作用效果之后，通過簡化抽象建構(gòu)力的分解模型。同時(shí)也讓學(xué)生在學(xué)習(xí)一種物理模型之后，學(xué)會(huì)在生活中尋找此類物理模型對(duì)應(yīng)的生活原型，體會(huì)物理模型隨處可見。

（二）生動(dòng)創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情景，啟動(dòng)學(xué)生思維開關(guān)

如何啟發(fā)學(xué)生的思維開關(guān)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考與探究是教師在教學(xué)過程需要不斷研究和探索的問題。生動(dòng)有趣的實(shí)驗(yàn)情景往往可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生對(duì)物理的好奇心和求知欲，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行下一步思考，這也是學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究和形成科學(xué)思維的基礎(chǔ)。例如，在“自感”的教學(xué)過程中，教師可以選擇設(shè)計(jì)一個(gè)趣味性十足的小實(shí)驗(yàn)作為課前的引入。實(shí)驗(yàn)器材需要一個(gè)4-6V的交流電源、一個(gè)自感線圈和一個(gè)開關(guān)。實(shí)驗(yàn)過程中要將電源和線圈用導(dǎo)線連接起來，并需要用兩個(gè)裸導(dǎo)線引出自感線圈的兩端。實(shí)驗(yàn)開始前請(qǐng)一位學(xué)生上臺(tái)來用手握住裸導(dǎo)線的兩端，教師接通電路，在座學(xué)生觀察到臺(tái)上的學(xué)生因觸電全身抖動(dòng)了一下，從而引起全班學(xué)生的關(guān)注，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。接下來可以請(qǐng)這位同學(xué)談?wù)劯惺埽部梢栽僬?qǐng)幾位同學(xué)上來感受一下。這個(gè)看似簡單的小實(shí)驗(yàn)，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也引出了本節(jié)課的核心內(nèi)容“自感”。接下來，教師圍繞著演示實(shí)驗(yàn)提出一系列問題：明明開關(guān)斷開，為什么學(xué)生會(huì)感受到被電？高壓從何產(chǎn)生？為什么會(huì)產(chǎn)生高壓？利用演示實(shí)驗(yàn)來設(shè)置懸念，啟動(dòng)學(xué)生學(xué)生的思維開關(guān)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維素養(yǎng)。

四、結(jié)束語

培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)是課改所需解決的重要問題，但是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新方面沒有系統(tǒng)地得出相關(guān)研究結(jié)論，對(duì)于如何用物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)尚待探索，本文中所提出的基于核心素養(yǎng)的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略也是處于探索階段的嘗試。

參考文獻(xiàn)：

[1]何蓁.學(xué)科核心素養(yǎng)是實(shí)踐創(chuàng)新的基礎(chǔ)——從一道高中物理奧賽實(shí)驗(yàn)競賽題談起[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器，2017，34（11）：9-11.

[2]王春林.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)提升核心素養(yǎng)——《平面鏡成像》實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與思考[C]//2017年江蘇省教育學(xué)會(huì)年會(huì)文集.2017.