論核心素養(yǎng)下高中物理實驗教學(xué)中科學(xué)思維的培養(yǎng)

■山東省淄博實驗中學(xué) 牟懷廣

一、核心素養(yǎng)的概述

第一，核心素養(yǎng)的概念。我們把學(xué)生應(yīng)當(dāng)具備的、能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格與關(guān)鍵能力，稱為學(xué)生的核心素養(yǎng)。核心素養(yǎng)是在多方面對學(xué)生進(jìn)行要求的綜合性較強(qiáng)的表現(xiàn)，中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的核心思想——培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”成為其中的重要目標(biāo)。核心素養(yǎng)的三個基礎(chǔ)方面，一為文化基礎(chǔ)，二為自主發(fā)展，三為社會參與。

第二，核心素養(yǎng)的基本內(nèi)涵。人文底蘊、科學(xué)精神、學(xué)會學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實踐創(chuàng)新，這六大學(xué)生核心素養(yǎng)，就是我國核心素養(yǎng)的基本內(nèi)涵。而在高中物理教育方面，核心素養(yǎng)主要是以三維教學(xué)目標(biāo)為基礎(chǔ)，形成的一種延伸能力，其內(nèi)涵可以概括為四方面，一為物理學(xué)觀念，二為科學(xué)思維，三為探究能力，四為科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度。

第三，核心素養(yǎng)的作用。核心價值的提出，是我國教育方針的具體化，它明確了學(xué)生應(yīng)當(dāng)具有什么樣的品格與能力，也明確了教育工作者的大體教育方向。由此可見，核心素養(yǎng)對我國教育事業(yè)的發(fā)展起到了重大的作用。

二、高中物理實驗教學(xué)的作用

第一，學(xué)習(xí)內(nèi)容直觀呈現(xiàn)。書本上的知識是以圖文方式進(jìn)行描述教學(xué)，但是文字的描述并不能將知識的全部內(nèi)容進(jìn)行精準(zhǔn)傳達(dá)，這使物理實驗顯得極為重要。例如，當(dāng)學(xué)習(xí)法拉第的“電磁感應(yīng)”時，教師可以用簡單的線圈實驗道具，讓學(xué)生直觀地看到實驗中“磁生電”的現(xiàn)象；當(dāng)學(xué)習(xí)“加速度”的時候，一個小球重力掉落實驗，通過慢鏡頭捕捉小球運動路徑，能夠讓學(xué)生親眼見證小球下落速度是逐漸加快的；當(dāng)學(xué)習(xí)“受力分析”時，能夠通過繩子的變化，將物體受不同的力后的不同效果直觀地呈現(xiàn)給學(xué)生。

第二，抽象知識更加具體。在物理方面，很多知識內(nèi)容所涉及的定義或現(xiàn)象是看不見、摸不到的，例如人肉眼看不到的有磁力變化、電子運動、力的效應(yīng)等；人難以直觀看清的有天體運動、物體速度具體變化、電流電場的變化等。而通過物理實驗，我們可以構(gòu)建物理模型，對抽象的知識進(jìn)行模仿，將其具體化，便于學(xué)生理解學(xué)習(xí)。

第三，提高學(xué)生動手實踐能力。物理實驗教學(xué)并非只是教師演示、學(xué)生觀看，而是要學(xué)生參與其中、師生共同進(jìn)行試驗。學(xué)生自身的動手能力，也可以通過對實驗道具的操作練習(xí)，從而得到很大的提高。這也有利于學(xué)生將書本上的物理知識轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H應(yīng)用，融會貫通，更深入地進(jìn)行實踐與創(chuàng)新。

三、高中物理實驗教學(xué)現(xiàn)存問題

第一，教學(xué)理念陳舊落后。目前，我國的教育理念還處于一個發(fā)展創(chuàng)新階段，一些教師依然把應(yīng)試教育放在自己教學(xué)理念的首位。這種陳舊的教學(xué)理念，導(dǎo)致了部分教育工作者在進(jìn)行教學(xué)的時候，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行人為篩選，考試出現(xiàn)多的就多講，考試出現(xiàn)少的就忽視。素質(zhì)教育的全面發(fā)展教育要求，在這種情況下明顯沒有達(dá)到，這也對學(xué)生全面學(xué)習(xí)起到了消極影響。

第二，教學(xué)模式尚且單一。由于學(xué)校學(xué)生數(shù)量多，很多教師為了確保課堂紀(jì)律和課堂效率，往往在涉及實驗的教學(xué)環(huán)節(jié)時，選擇自己操作演示或者播放實驗視頻，統(tǒng)一組織學(xué)生觀看教學(xué)行為。雖然教師演示也能讓將知識直觀地呈現(xiàn)給學(xué)生，但是學(xué)生缺少自己動手的實踐環(huán)節(jié)，對知識的理解也就難以加深。

第三，實驗教學(xué)缺乏深化。教師在物理課堂教學(xué)中缺少對學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，實驗過程形式化，對實驗得到的結(jié)果多數(shù)是驗證性的實驗，這些因素往往導(dǎo)致實驗課的實效性降低。學(xué)生對物理實驗的結(jié)果倒背如流，卻對實驗步驟細(xì)節(jié)說不出為何要這么做，這正是因為缺乏對實驗的深入探討與操作。

第四，學(xué)生科學(xué)思維不夠活躍。由于缺少實踐經(jīng)驗，一味地進(jìn)行接受性學(xué)習(xí)，因此學(xué)生的思維變得很簡單，產(chǎn)生了不會就等教師來教的惰性。這樣一來，面對新的物理知識，學(xué)生很難想到如何與學(xué)過的知識相結(jié)合；面對物理現(xiàn)象，學(xué)生也很難找到形成現(xiàn)象的原因，在物理實驗中，無法根據(jù)實驗?zāi)康脑O(shè)計出合理的實驗步驟，也不能根據(jù)實驗結(jié)果總結(jié)得出規(guī)律成果。

四、基于核心素養(yǎng)的科學(xué)思維的培養(yǎng)策略

第一，注重教學(xué)理念的更新。無數(shù)物理成果并非通過計算研究得來，而是依托于大量的實驗，所以要想學(xué)好物理，就離不開相關(guān)的實驗。在教學(xué)過程中教師要注意實驗理念的更新，因為各種參數(shù)變量要有著嚴(yán)格的控制，如果時間條件各不相同，那么做出來的實驗結(jié)果也有著巨大的差異，這些差異往往會導(dǎo)致對規(guī)律經(jīng)驗的總結(jié)出現(xiàn)錯誤。因此，在實驗中，教師要讓學(xué)生注重各個步驟細(xì)節(jié)，弄明白為什么要有這樣的步驟，對待得出的結(jié)果要細(xì)致分析，不能似是而非。培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度，是做好物理實驗教學(xué)的必備條件，也是包含于科學(xué)思維的基本要求。

第二，創(chuàng)新教學(xué)模式。通過創(chuàng)新的教學(xué)模式引導(dǎo)學(xué)生去思考物理現(xiàn)象出現(xiàn)的原因，對于提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性是很有幫助的。面對新的知識，教師可以先讓學(xué)生動手實驗，嘗試自己發(fā)現(xiàn)規(guī)律再加以總結(jié)；還可以讓學(xué)生自我學(xué)習(xí)一些有趣的物理實驗，或者設(shè)計一些師生互動的多人實驗。例如，在經(jīng)典的“加速度”試驗中，對于打點計時器的應(yīng)用十分重要，教師可以先讓學(xué)生嘗試找出紙袋上打點的規(guī)律，進(jìn)行自我總結(jié)，然后引入要學(xué)習(xí)的加速度相關(guān)知識上來。這樣不僅能激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣，還能提高學(xué)生對學(xué)習(xí)的積極性。

第三，深化實驗教學(xué)的內(nèi)容。通過組內(nèi)共同作業(yè)的形式進(jìn)行團(tuán)體實驗的方法，我們稱之為分組式實驗教學(xué)。這樣學(xué)生與學(xué)生之間可以靈活搭配、查缺補漏、互幫互助，對于得出的實驗結(jié)論也可以互相討論，共同探究，進(jìn)行自我補充與修正。這種分組式實驗，能夠有效提高學(xué)生的交流效率，使學(xué)生在彼此思維的碰撞中產(chǎn)生新的想法、思路，具有培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和科學(xué)思維的功能。

第四，開發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維能力。高中物理教學(xué)中，有著很多對物理原理的學(xué)習(xí)，對于這些平日難以接觸的知識，部分思維能力尚不夠強(qiáng)的學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中只能通過死記硬背加以區(qū)分。然而，學(xué)習(xí)中容易出現(xiàn)混淆的問題在生活中也能找到相應(yīng)的例子，往往也更加直觀。例如，對于天體運動，學(xué)生很難觀測到其整體的變化趨勢，但是生活中在游樂場里的海盜船、舞蹈中的轉(zhuǎn)手帕等容易見到的現(xiàn)象中，同樣包含向心力的相關(guān)知識。通過對生活中的物理現(xiàn)象進(jìn)行學(xué)習(xí)與探究，有利于幫助這部分學(xué)生進(jìn)行理解，不僅能夠提高學(xué)生思維的活躍度，也能培養(yǎng)更全面的科學(xué)思維。

總之，高中物理實驗教學(xué)中，對學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，離不開對學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。學(xué)生必須提高自身的科學(xué)思維能力，才能對高中物理的學(xué)習(xí)更加得心應(yīng)手。同時為了讓學(xué)生更好地適應(yīng)新時代，教師也要不斷地與時俱進(jìn)，在工作中不斷創(chuàng)新，立足于教材，為學(xué)生科學(xué)思維能力的提升打下良好的基礎(chǔ)。