如何基于高中物理實驗教學(xué)提升學(xué)生物理素養(yǎng)

屈戰(zhàn)鋒

【摘要】隨著新課改的不斷發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)成為高中物理學(xué)科教學(xué)的重要目標(biāo)。物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗也極大程度的促進(jìn)物理學(xué)科的形成與發(fā)展。為此，物理實驗在教學(xué)實踐中具有重要意義。通過優(yōu)化實驗教學(xué)過程增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，進(jìn)一步加深對物理知識的理解與掌握.物理學(xué)科核心素養(yǎng)的提出，為未來人才的培養(yǎng)目標(biāo)提供新的思路，也推動物理課堂從應(yīng)試教育逐漸向素質(zhì)教育的重要轉(zhuǎn)變。

【關(guān)鍵詞】高中物理;實驗教學(xué);物理素養(yǎng);提升策略

引言

物理學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育過程中逐步形成的適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生通過學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)，主要由物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個方面的要素構(gòu)成。物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的課程，大大小小的實驗貫穿學(xué)生物理學(xué)習(xí)的始終，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)與科學(xué)思維的重要手段。在高中物理教學(xué)中，教師必須重視實驗在教學(xué)中的重要地位，這樣才能夠引導(dǎo)學(xué)生將物理基礎(chǔ)知識和物理實驗結(jié)合在一起，提高學(xué)生的理解能力。

一、創(chuàng)新設(shè)計實驗，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

對物理而言，實驗是根本。物理的定義、定律、規(guī)律都建立在大量的實驗和實踐基礎(chǔ)上，是人腦對客觀事物的認(rèn)識和理解，其發(fā)現(xiàn)過程具有一定的主觀能動性。學(xué)科核心素養(yǎng)是素質(zhì)教育中重要的組成部分。培養(yǎng)學(xué)生物理實驗?zāi)芰ψ鳛椤墩n程標(biāo)準(zhǔn)》背景下高中物理教學(xué)改革的目標(biāo)之一，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究意識與創(chuàng)新精神方面有著不可替代的作用。教師應(yīng)根據(jù)物理的特性及教育教學(xué)實際，尊重學(xué)生的個性化發(fā)展需求和主體性，進(jìn)行趣味性的物理實驗教學(xué)設(shè)計。教師可以通過課前備案、教學(xué)計劃設(shè)計、具體教學(xué)情境設(shè)計、問題情境的創(chuàng)設(shè)及完善教學(xué)反饋機(jī)制，實現(xiàn)對學(xué)生物理實驗興趣的激發(fā)，讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)。如此教師便可以使學(xué)生對學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵、基本構(gòu)成有清晰的認(rèn)識，為培養(yǎng)全面發(fā)展型人才貢獻(xiàn)力量。物理實驗教學(xué)不應(yīng)局限于課堂及教材范圍，還要積極拓展生活中的實驗教學(xué)資源。基于此，教師應(yīng)積極利用微信、QQ等平臺構(gòu)建家校溝通的橋梁，布置相應(yīng)的實驗任務(wù)，由家長輔助和監(jiān)督學(xué)生完成。課內(nèi)外結(jié)合能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，為其學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)提供強(qiáng)勁推動力。

例如，在“重力與重心”一課中，課堂上，教師可以通過對實驗教學(xué)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，自制教具及利用實驗器材的輔助，引導(dǎo)學(xué)生深刻理解重力的相關(guān)知識。教師還可以鼓勵學(xué)生進(jìn)行課外自主實驗探究，開展基于控制變量法制作重力演示器的活動，由家長輔助監(jiān)督，并在班級設(shè)立展示墻，評比最優(yōu)者，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力、動手能力及學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力。有的學(xué)生利用常見的胡蘿卜和塑料瓶蓋開展相關(guān)實驗，在瓶蓋上插一根一端插著半根胡蘿卜的竹簽，當(dāng)胡蘿卜下移到瓶口這端，則整體穩(wěn)定，反之，離瓶口越遠(yuǎn)，越不穩(wěn)定。由此就可以得出當(dāng)支持面固定，則物體穩(wěn)定度和重心的高度成反比的結(jié)論。當(dāng)更換更大的瓶蓋或支持面，學(xué)生得出結(jié)論：在重心高度保持不變的情況下，支持面和物體穩(wěn)定性成正比。如此學(xué)生再展開對自身走路重心變化的拓展分析，便可得出圖1結(jié)論。

二、提出拓展問題，鍛煉學(xué)生的思維能力

科學(xué)思維在物理學(xué)科核心素養(yǎng)體系中占據(jù)重要的地位，所以在實驗教學(xué)過程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生從知識理論的角度對物理實驗展開探索，使學(xué)生在實驗操作過程中進(jìn)行思考，從而逐漸形成核心素養(yǎng)。在引導(dǎo)學(xué)生做物理實驗時，教師可以基于具體的實驗內(nèi)容并以某個知識要點為中心進(jìn)行拓展。其中，對于相對淺顯易懂的知識點，教師可以脫離常規(guī)束縛，對實驗內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，使整個實驗更具探究性和實踐性，以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。

比如，在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗時，教師要指導(dǎo)學(xué)生完成整個實驗操作，并收集數(shù)據(jù)，畫出實驗物理圖像。在對“U-I”圖像進(jìn)行分析時，學(xué)生由圖像可以很容易求出各時刻小燈泡的瞬時功率，并能根據(jù)圖像分析知道小燈泡的電阻是變化的。之后教師可提問：“小燈泡的電阻是變化的，那么伏安特性曲線的斜率就是小燈泡的電阻嗎？”教師可通過此問題拓展學(xué)生的思路，引導(dǎo)學(xué)生思考、討論，讓學(xué)生能進(jìn)一步理解、掌握電學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。通過探討、協(xié)作、交流的實驗過程，學(xué)生不僅培養(yǎng)了團(tuán)隊觀念、操作技能，而且培養(yǎng)了剖析能力和發(fā)散思維能力，還能在實驗中感受到物理學(xué)習(xí)的樂趣，進(jìn)而愿意主動探索物理知識，最終達(dá)到了提升物理學(xué)習(xí)質(zhì)量的目標(biāo)。

三、借助技術(shù)理解實驗本質(zhì)，培養(yǎng)物理觀念

教師在展開物理實驗的過程中，不能只是單純地依靠動手實踐操作讓學(xué)生做肉眼的觀察。這樣他們很難了解到整個實驗的本質(zhì)，也很難探索實驗背后所蘊藏的原理知識，學(xué)生難免會對一些細(xì)節(jié)有所遺漏，進(jìn)而在學(xué)習(xí)過程中生成知識盲點。因此，在展開物理實驗的過程中，教師應(yīng)該充分使用一些先進(jìn)的信息技術(shù)手段，多角度地挖掘一些實驗素材，全面推動學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的均衡發(fā)展。而信息技術(shù)能將整個實驗內(nèi)容給多元化地呈現(xiàn)出來，實驗現(xiàn)象能更加清晰化、直觀化、具體化，學(xué)生的物理觀念也能隨之形成，他們的物理核心素養(yǎng)也能得到有效的培養(yǎng)。

結(jié)束語

綜上所述，高中物理實驗教學(xué)是高中物理教學(xué)不可分割的一部分，是認(rèn)識物理規(guī)律、深化物理概念、提升物理核心素養(yǎng)的重要部分，應(yīng)當(dāng)引起高中物理教師的高度重視。實驗教學(xué)又是物理教學(xué)的難點，教師應(yīng)當(dāng)從起點上立足教學(xué)實際，樹立物理實驗思想，創(chuàng)造實驗條件，優(yōu)化實驗教學(xué)模式，通過做好實驗教學(xué)提升其物理素養(yǎng)，實現(xiàn)學(xué)科育人價值。

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