基于核心素養(yǎng)探究高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

劉輝輝

（人大附中深圳學(xué)校 廣東深圳 518119）

物理學(xué)作為一門實(shí)驗(yàn)性學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在物理教學(xué)中占據(jù)重要地位[1]。與其他學(xué)科相比，物理的學(xué)習(xí)難度較大，學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)較重，易對(duì)物理失去學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)中，借助物理實(shí)驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)的教學(xué)效果有：①將抽象的物理問題具體化，幫助學(xué)生直觀認(rèn)識(shí)物理概念和規(guī)律；②將物理實(shí)驗(yàn)與日常生活應(yīng)用相聯(lián)系，增加物理課堂的趣味性，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。然而，當(dāng)前物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題有：教材中部分實(shí)驗(yàn)效果不理想；教師用“口頭”實(shí)驗(yàn)代替學(xué)生的動(dòng)手操作[2-3]。

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》（以下簡稱“課程標(biāo)準(zhǔn)”）中提到了四個(gè)方面的核心素養(yǎng)：“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”。隨著新課程改革的推進(jìn)，傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式已不能滿足當(dāng)前課程改革的要求，不能有效完成對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。為了彌補(bǔ)物理教學(xué)中的不足，物理教師應(yīng)以物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)為突破口，科學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)核心素養(yǎng)培養(yǎng)，提高學(xué)生的物理綜合與創(chuàng)新能力[4]。本文將根據(jù)物理學(xué)科核心素養(yǎng)，結(jié)合教學(xué)中存在的問題，探討更為科學(xué)的教學(xué)方案。

一、借助情境教學(xué)，增添物理趣味性

興趣是學(xué)習(xí)最好的老師。在教學(xué)中，僅以知識(shí)為線索設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，會(huì)導(dǎo)致僅僅專注于學(xué)生獲得知識(shí)，而忽視物理課程的開設(shè)對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)形成的影響。為了提高學(xué)生的興趣，可以選用日常用品和材料來代替實(shí)驗(yàn)材料，課堂中創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，給學(xué)生創(chuàng)造更多動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，提供更多親身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程的機(jī)會(huì)，將抽象的問題直觀化，使學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)由抽象思維向形象思維過渡，幫助學(xué)生能夠理解和掌握教材中涉及到的物理概念和規(guī)律[5-6]。

在學(xué)習(xí)人教版《力的分解》時(shí)，該物理規(guī)律較為抽象，學(xué)生極易出錯(cuò)。針對(duì)該問題，課堂中借助自制教具來創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，將放在斜面上的物體由于受到重力而產(chǎn)生的兩個(gè)作用效果直觀的呈現(xiàn)，即將抽象的問題形象化，學(xué)生也能清晰認(rèn)知可以將重力沿著斜面方向和垂直于斜面方向進(jìn)行分解。

二、引入數(shù)字實(shí)驗(yàn)技術(shù)，創(chuàng)新物理課堂內(nèi)容

如今技術(shù)創(chuàng)新改變我們的生活。實(shí)踐表明，不論是提高物理教學(xué)水平，還是培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，離不開將傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)與新技術(shù)融合。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中，雖然能夠借助實(shí)驗(yàn)教具得到直觀的實(shí)驗(yàn)過程，但由于技術(shù)限制，難以得到讓學(xué)生具體分析的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致難以借助物理實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生深入探究，阻礙對(duì)學(xué)生科學(xué)探究精神的培養(yǎng)。隨著數(shù)字化實(shí)驗(yàn)技術(shù)在各校普及，有必要對(duì)原有的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教具進(jìn)行改良。在物理教學(xué)中，可以借助數(shù)字實(shí)驗(yàn)技術(shù)將曾經(jīng)難以觀測或控制的實(shí)驗(yàn)完成，同時(shí)提升實(shí)驗(yàn)過程中的測量精度。

在人教版《用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題——超重與失重》一節(jié)，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教具為臺(tái)秤。實(shí)驗(yàn)中，讓人完成下蹲起動(dòng)作，同時(shí)讓其他同學(xué)觀察臺(tái)秤示數(shù)在該過程中的變化情況。實(shí)踐表明，實(shí)驗(yàn)中臺(tái)秤示數(shù)變化很快，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)所獲得的認(rèn)知并不清晰。在本節(jié)教學(xué)內(nèi)容完成后，仍有學(xué)生不能完整認(rèn)知到一個(gè)下蹲過程中就已包含了“失重和超重”兩種現(xiàn)象。借助數(shù)字傳感器，可以對(duì)已有的裝置進(jìn)行改良，具體為：在數(shù)字傳感器的下方懸掛重物，由人帶著數(shù)字傳感器完成下蹲起動(dòng)作。實(shí)驗(yàn)中，數(shù)字傳感器可以采集重物對(duì)傳感器的拉力大小，并在與之相連的電腦上同步呈現(xiàn)拉力的大小變化。實(shí)驗(yàn)完成后，借助軟件整理得到的實(shí)驗(yàn)過程的F-t圖像，把下蹲起動(dòng)作由動(dòng)態(tài)到靜態(tài)的形式在同學(xué)面前呈現(xiàn)。隨后，借助圖像分析實(shí)驗(yàn)過程中的超重與失重現(xiàn)象分別在哪些階段出現(xiàn)。

三、引導(dǎo)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)變物理教學(xué)模式

《課程標(biāo)準(zhǔn)》中指出，應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，促使學(xué)生將實(shí)事求是的做事習(xí)慣帶到日常的學(xué)習(xí)和生活中去。而在傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師往往選擇“灌輸式”的教學(xué)方式，將課堂時(shí)間最大化地用于理論知識(shí)講解，導(dǎo)致學(xué)生長期處于高強(qiáng)度機(jī)械記憶的學(xué)習(xí)氛圍中，違背了當(dāng)前推行的寓教于樂的學(xué)習(xí)宗旨[7]。為了改變此現(xiàn)狀，在物理教學(xué)過程中推行創(chuàng)新教育，具體方式是教師作為引導(dǎo)者，帶領(lǐng)學(xué)生一起分析物理教材中原有的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，同時(shí)盡可能的從不同角度對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行挖掘，盡可能的減少實(shí)驗(yàn)誤差，確保實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)度，或者更換實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)新技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)相同的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)[8]。在教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生對(duì)事物的認(rèn)知水平，思維能力，模型構(gòu)建，探究精神可以得到提升，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的目標(biāo)。

在人教版《實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度》的實(shí)驗(yàn)中，教師可以讓學(xué)生自主使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，在使用過程中發(fā)現(xiàn)注意事項(xiàng)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和方法。教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生間進(jìn)行小組討論，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和相互學(xué)習(xí)的能力。此外，在實(shí)驗(yàn)過程中，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)條件對(duì)結(jié)果的影響，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神。

四、結(jié)束語

在當(dāng)前新課程改革的背景下，為了讓物理教學(xué)發(fā)揮其育人的價(jià)值與意義，物理教師在教學(xué)過程中需要重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體實(shí)施，優(yōu)化課堂內(nèi)容，讓學(xué)生積極參與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的興趣，同時(shí)鍛煉其動(dòng)手操作能力、邏輯思維能力，逐漸養(yǎng)成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。