高中物理學(xué)科實(shí)驗(yàn)資源開發(fā)策略

劉艷

【摘 要】本文論述開發(fā)高中物理實(shí)驗(yàn)資源的策略，提出樹立開放意識(shí)，廣泛搜集實(shí)驗(yàn)資源;對(duì)接日常生活，科學(xué)整合實(shí)驗(yàn)資源;組織實(shí)踐活動(dòng)，合理利用實(shí)驗(yàn)資源;延伸生活觀察，主動(dòng)吸納實(shí)驗(yàn)資源;拓寬學(xué)習(xí)視野，巧妙應(yīng)用實(shí)驗(yàn)資源等教學(xué)建議，以期助推學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)全面發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】高中物理 實(shí)驗(yàn)資源 核心素養(yǎng)

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2021）42-0132-02

高中物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。提升實(shí)驗(yàn)活動(dòng)教學(xué)品質(zhì)，是深化學(xué)生物理知識(shí)理解、增強(qiáng)學(xué)生物理學(xué)習(xí)能力的關(guān)鍵。高中物理教師要正確解讀實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)實(shí)意義，圍繞培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)，加強(qiáng)各類實(shí)驗(yàn)資源的開發(fā)整合，創(chuàng)意設(shè)計(jì)物理課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，從而不斷豐富學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)體驗(yàn)，拓寬學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的思維廣度，觸發(fā)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的深度學(xué)習(xí)。為此，教師需充分發(fā)揮學(xué)科教學(xué)的主導(dǎo)作用，拓寬物理實(shí)驗(yàn)資源發(fā)掘視角，從以下五個(gè)方面展開實(shí)驗(yàn)資源開發(fā)的教學(xué)探索。

一、樹立開放意識(shí)，廣泛搜集實(shí)驗(yàn)資源

物理實(shí)驗(yàn)在整個(gè)高中物理學(xué)科教學(xué)中的地位非常重要，這對(duì)教師實(shí)驗(yàn)資源開發(fā)能力提出了更高的要求。教師應(yīng)當(dāng)樹立“壇壇罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”的開放教學(xué)意識(shí)，利用好教材中的實(shí)驗(yàn)素材和實(shí)驗(yàn)室器材資源，廣泛搜集物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，根據(jù)物理課堂教學(xué)的實(shí)際需求，因地制宜地開發(fā)更多物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，為高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)注入新的活力。

教師可以把學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)室作為實(shí)驗(yàn)資源開發(fā)的主要陣地，在實(shí)驗(yàn)室閑置的時(shí)間內(nèi)，組織學(xué)生以小組為單位自主制訂實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，利用實(shí)驗(yàn)室儀器完成物理實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)。教師采取分層教學(xué)手段，按照不同層次學(xué)生的能力特點(diǎn)，組建3-5人的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)小組，鼓勵(lì)學(xué)生利用空閑時(shí)間，積極到實(shí)驗(yàn)室開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。從教學(xué)實(shí)踐情況來看，大多數(shù)小組制訂的實(shí)驗(yàn)方案主要是教材中設(shè)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，反復(fù)操作學(xué)習(xí)可以加深學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)印象，使學(xué)生準(zhǔn)確把握物理實(shí)驗(yàn)的操作步驟、實(shí)驗(yàn)原理、注意事項(xiàng)等知識(shí)內(nèi)容。此外，各小組也會(huì)根據(jù)所學(xué)物理知識(shí)展開質(zhì)疑、猜想等思維活動(dòng)，形成一些創(chuàng)造性的想法，以小組為單位探索這些想法的實(shí)驗(yàn)可行性和驗(yàn)證方案。教師根據(jù)學(xué)生的反饋情況，對(duì)實(shí)驗(yàn)方案提出針對(duì)性較強(qiáng)的指導(dǎo)意見，引導(dǎo)學(xué)生完善方案內(nèi)容，利用實(shí)驗(yàn)室器材完成操作驗(yàn)證，提升學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)品質(zhì)。這種充分利用實(shí)驗(yàn)室閑置資源的教學(xué)方式，為學(xué)生動(dòng)手操作物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造了豐富的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，有利于強(qiáng)化學(xué)生的物理學(xué)科學(xué)習(xí)情感，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣，提高學(xué)生的物理學(xué)科多元思維能力。

二、對(duì)接日常生活，科學(xué)整合實(shí)驗(yàn)資源

高中物理學(xué)科教學(xué)內(nèi)容具備很明顯的生活化特點(diǎn)，與學(xué)生的日常生活存在較多教學(xué)對(duì)接點(diǎn)和融合點(diǎn)。教師要利用好物理學(xué)科這一教學(xué)優(yōu)勢(shì)，做好學(xué)生日常生活素材的實(shí)驗(yàn)對(duì)接，科學(xué)整合物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，用生活中常見的物品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科應(yīng)用意識(shí)，歷練學(xué)生的動(dòng)手操作能力。教師應(yīng)兼顧生活實(shí)驗(yàn)資源開發(fā)的趣味性和學(xué)科性，既要利用生活素材，拉近學(xué)生與物理實(shí)驗(yàn)的距離，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的學(xué)習(xí)熱情，又要貼合物理課堂教學(xué)的核心知識(shí)，推動(dòng)學(xué)生構(gòu)建更多物理知識(shí)認(rèn)知。

生活化實(shí)驗(yàn)素材具有取材方便、成本低廉、操作方便等優(yōu)勢(shì)，教師要善于使用簡(jiǎn)單的生活物品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效率，輔助學(xué)生物理知識(shí)模型的建構(gòu)。例如，在人教版高中物理必修1《滑動(dòng)摩擦力大小的影響因素》一課教學(xué)中，教師對(duì)接生活實(shí)際，引入木塊、毛巾、玻璃等生活材料，引導(dǎo)學(xué)生圍繞不同的影響因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)猜想，采取控制變量法展開多組探究實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中的大部分材料都來自學(xué)生的日常生活，可以很快消除學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的陌生感。學(xué)生結(jié)合摩擦力概念舊知和生活經(jīng)驗(yàn)，能做出“物體所受壓力大小、接觸面粗糙程度影響滑動(dòng)摩擦力大小”的實(shí)驗(yàn)猜想，并利用生活化實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)出通過堆放不同數(shù)量木塊，測(cè)量勻速運(yùn)動(dòng)下彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)差異，來判定物體所受壓力大小對(duì)滑動(dòng)摩擦力大小的影響;用彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)木塊分別在玻璃表面、課桌表面、毛巾表面勻速運(yùn)動(dòng)，以測(cè)量讀數(shù)差異來判定接觸面粗糙程度影響滑動(dòng)摩擦力大小這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，順利總結(jié)出滑動(dòng)摩擦力大小的影響因素，推導(dǎo)出滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算公式，實(shí)現(xiàn)物理新知的準(zhǔn)確生成。

三、組織實(shí)踐活動(dòng)，合理利用實(shí)驗(yàn)資源

物理學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)以演示實(shí)驗(yàn)和分組探究實(shí)驗(yàn)為主。教師在開發(fā)實(shí)驗(yàn)資源、提升學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的過程中，要在兩種實(shí)驗(yàn)形式的基礎(chǔ)上展開積極探索，創(chuàng)設(shè)更多實(shí)踐活動(dòng)項(xiàng)目，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)資源滲透路徑。實(shí)驗(yàn)資料查閱、實(shí)驗(yàn)學(xué)具制作、探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、課外趣味實(shí)驗(yàn)等，都是實(shí)踐性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，教師要基于高中生獨(dú)特的心理認(rèn)知特點(diǎn)，創(chuàng)意設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)內(nèi)容和活動(dòng)形式，充分體現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)資源的教學(xué)價(jià)值，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)參與效度，幫助學(xué)生突破課堂學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)。

教師采取更具整體性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)視角，加強(qiáng)物理知識(shí)的應(yīng)用對(duì)接，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)載體選擇，力求綜合訓(xùn)練學(xué)生多層面的物理學(xué)科核心能力。例如，在人教版高中物理必修2《實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律》一課教學(xué)中，教師設(shè)計(jì)開放性較強(qiáng)的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)：首先帶領(lǐng)學(xué)生回顧本章節(jié)所學(xué)物理知識(shí)，激活學(xué)生已有的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn);再借助信息技術(shù)教學(xué)手段，整理、投放與之相關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)閱讀材料，引導(dǎo)學(xué)生在這些感性認(rèn)知素材的啟發(fā)下，自主完成實(shí)驗(yàn)原理分析、實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果推導(dǎo)等學(xué)習(xí)任務(wù)。已有舊知基礎(chǔ)和拓展學(xué)習(xí)材料為學(xué)生切入物理實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)創(chuàng)造了有利條件。從學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案制訂情況來看，大部分學(xué)生都能準(zhǔn)確列出機(jī)械能守恒定律在本實(shí)驗(yàn)中的具體表達(dá)式，設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)操作方案。教師組織學(xué)生在小組內(nèi)交流學(xué)習(xí)成果，讓學(xué)生在討論互動(dòng)中找到自己實(shí)驗(yàn)方案的不足之處，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)器材選擇和實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)。這樣注重實(shí)踐性和合作性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)驗(yàn)資源的合理利用，給學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)帶來更多啟迪，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中碰撞出更多思維火花。

四、延伸生活觀察，主動(dòng)吸納實(shí)驗(yàn)資源

物理知識(shí)與學(xué)生的日常生活密切相關(guān)，很多物理模型都蘊(yùn)含于學(xué)生熟悉的生活現(xiàn)象中。教師延伸生活觀察教學(xué)，引領(lǐng)學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)，采取物理學(xué)科視角分析各類生活現(xiàn)象，自主發(fā)現(xiàn)物理問題，設(shè)計(jì)相應(yīng)的探究實(shí)驗(yàn)展開分析、解答，鍛煉學(xué)生多方面的物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)用能力。教師做好生活觀察和實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的全面預(yù)設(shè)，根據(jù)學(xué)生的動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)效果，合理投放實(shí)驗(yàn)輔助素材進(jìn)行思維干預(yù)引導(dǎo)，輔助學(xué)生緊抓實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)主線，高品質(zhì)地完成生活問題探究學(xué)習(xí)。

教師要加強(qiáng)物理學(xué)科教學(xué)的思維啟發(fā)，依托各種物理知識(shí)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，啟迪學(xué)生利用物理知識(shí)、物理思維、物理方法展開探究分析，激發(fā)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的好奇心，調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極性。例如，在教學(xué)“加速度”這一物理概念時(shí)，學(xué)生雖然在日常生活中有很多有關(guān)速度的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)，但大都圍繞于速度的快慢，缺乏對(duì)速度變化快慢的思考。教師創(chuàng)設(shè)生活教學(xué)情境，從學(xué)生熟悉的乘車出行的經(jīng)驗(yàn)切入，讓學(xué)生回憶司機(jī)輕微踩油門和用力踩油門時(shí)汽車速度的變化情況，誘導(dǎo)學(xué)生形成“加速度”概念的直觀認(rèn)識(shí)。在此基礎(chǔ)上，教師對(duì)接學(xué)生學(xué)習(xí)過的“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，組織學(xué)生設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)方案，計(jì)算勻變速直線運(yùn)動(dòng)的小車加速度。教師從學(xué)生熟悉的生活現(xiàn)象出發(fā)，通過更具深度的思維啟發(fā)，發(fā)散學(xué)生的物理應(yīng)用思維，促使學(xué)生結(jié)合生活認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)正確認(rèn)識(shí)“加速度”的概念，并以此切入物理實(shí)驗(yàn)探究方案教學(xué)，引領(lǐng)學(xué)生圍繞速度、加速度兩個(gè)物理層面，構(gòu)建勻變速直線運(yùn)動(dòng)物理模型，這樣既深化了學(xué)生的課堂知識(shí)認(rèn)知理解，又對(duì)接了之后章節(jié)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，產(chǎn)生“承上啟下”的教學(xué)效果。

五、拓寬學(xué)習(xí)視野，巧妙應(yīng)用實(shí)驗(yàn)資源

“學(xué)以致用”是物理學(xué)科教學(xué)不變的核心主題，也是最主要、最根本的教學(xué)目標(biāo)。教師關(guān)注學(xué)生物理應(yīng)用能力的培養(yǎng)，巧妙利用實(shí)驗(yàn)資源拓寬學(xué)生學(xué)習(xí)視野，發(fā)散學(xué)生的物理學(xué)科學(xué)習(xí)思維，引領(lǐng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中展開物理知識(shí)的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)。高中生的物理知識(shí)基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方法已經(jīng)相對(duì)成熟，具備自主設(shè)計(jì)、操作物理實(shí)驗(yàn)的能力。教師要高度尊重學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中的學(xué)習(xí)主體地位，依托豐富多彩的課外實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)體驗(yàn)，強(qiáng)化學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)用意識(shí)。

教師要延展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)域度，積極將實(shí)驗(yàn)教學(xué)延伸到課堂之外，加強(qiáng)課內(nèi)教學(xué)與課外實(shí)踐的對(duì)接融合，提高學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)用能力的靈活性。教學(xué)《自由落體運(yùn)動(dòng)》相關(guān)知識(shí)后，教師要深潛教材當(dāng)中，利用信息網(wǎng)絡(luò)搜集更多物理學(xué)家對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究資料，用電子課件、微課等形式指導(dǎo)學(xué)生課后觀看學(xué)習(xí)。這些拓展性的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)材料，是對(duì)學(xué)生物理概念、物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步學(xué)習(xí)的素材補(bǔ)充，能夠拓寬學(xué)生物理學(xué)習(xí)的知識(shí)面，讓學(xué)生從更深、更廣的思維層面理解物理知識(shí)。同時(shí)，教師結(jié)合自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)“測(cè)測(cè)你的反應(yīng)時(shí)間”課后趣味實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生在同伴、父母的配合下，接住垂直地面下落的刻度尺，記錄刻度尺落下的距離，根據(jù)所學(xué)知識(shí)計(jì)算出自己的反應(yīng)時(shí)間。生活化的趣味實(shí)驗(yàn)符合高中生物理學(xué)科學(xué)習(xí)的認(rèn)知取向，學(xué)生正確運(yùn)用課堂所學(xué)知識(shí)完成實(shí)驗(yàn)操作，計(jì)算出反應(yīng)時(shí)間，加深了其物理知識(shí)學(xué)習(xí)印象，增強(qiáng)了其物理知識(shí)應(yīng)用意識(shí)。

加強(qiáng)各類物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的開發(fā)、投放，能夠極大地?cái)U(kuò)充物理學(xué)科教學(xué)資源，豐富學(xué)生的物理學(xué)習(xí)感性認(rèn)知素材，對(duì)深化學(xué)生的物理知識(shí)認(rèn)知理解、形成學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)有著積極的促進(jìn)作用。教師要加快轉(zhuǎn)變學(xué)科教學(xué)觀念，基于每節(jié)課物理知識(shí)的獨(dú)特屬性，從多個(gè)角度綜合展開物理實(shí)驗(yàn)資源的開發(fā)整合，借助高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)素材作為支撐，誘導(dǎo)學(xué)生深度思考和靈活運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科多元思維能力，促進(jìn)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)全面發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]倪亞清.開發(fā)實(shí)驗(yàn)資源，提升高中學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)：以亥姆霍茲旋轉(zhuǎn)木馬研究為例[J].物理教學(xué)，2021（5）.

[2]頡瓊.關(guān)于學(xué)科核心素養(yǎng)的提升：以高中物理為例[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)（教師通訊），2021（9）.

[3]滕安平.運(yùn)用U型模式提升高中學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)：以“彈力”為例[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2019（7）.

【作者簡(jiǎn)介】劉 艷（1981— ），女，漢族，研究生學(xué)歷，一級(jí)教師，現(xiàn)就職于玉林市第十一中學(xué)，主要研究方向?yàn)楦咧形锢斫逃虒W(xué)。

（責(zé)編 唐玉萍）