核心素養(yǎng)視域下高中物理實驗課堂構(gòu)建探究

鄭益霞

(江蘇省泰州市姜堰區(qū)張甸中學(xué) 225527)

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)性學(xué)科，所以教師要意識到“實驗教學(xué)”在物理課堂中的重要性.在教學(xué)過程中結(jié)合各種物理實驗，可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并且將抽象的知識點變得生動、形象，以此增強課堂教學(xué)效果.同時，“實驗教學(xué)”還可以促進學(xué)生自主探究、合作交流，以此體現(xiàn)他們在課堂中的主體地位.由此可見，以學(xué)生為主體構(gòu)建“物理實驗課堂”，可以有效提高教學(xué)效率及質(zhì)量.

1 構(gòu)建高中物理實驗課堂的意義

很多學(xué)校對于實驗教學(xué)沒有明確的教學(xué)規(guī)劃，為了不影響教學(xué)進度，同時只為完成教學(xué)任務(wù)，采取淡化實際操作，不少教師在實際教學(xué)當(dāng)中通過播放視頻或動畫來代替實驗教學(xué)，少數(shù)教師對實驗探究過程一帶而過，只注重講解書本上的理論知識，學(xué)生的實踐探究等能力沒有得到鍛煉.除此之外，許多學(xué)生認(rèn)為實驗課是一節(jié)放松課.大多數(shù)學(xué)生雖然對物理實驗比較感興趣，但他們往往不敢主動參與實驗探究，這顯然不利于提升動手操作、探究、獲取和處理數(shù)據(jù)的能力.這跟教師的實驗教學(xué)方法單一不無關(guān)聯(lián)，例如分組實驗中，一般情況下教師總要花近一半時間來講解實驗?zāi)康摹⒃淼戎R，而個別教師提前告知學(xué)生實驗該如何一步一步操作，會得出怎樣的結(jié)果，然后讓學(xué)生按部就班去完成實驗，整個實驗過程學(xué)生沒有絲毫自主思考與探究的空間，往往得到幾個數(shù)據(jù)就算完成實驗，實驗教學(xué)收效甚微；無論實驗所得的數(shù)據(jù)誤差有多大，教師都可解釋為實驗必然存在誤差，在誤差允許的范圍內(nèi).長此以往，學(xué)生只會機械模仿，不知緣由，對實驗數(shù)據(jù)沒有反思，使學(xué)生喪失質(zhì)疑能力.此外，教學(xué)中還出現(xiàn)教師將實驗當(dāng)作一種題型，將問題情境建立在假設(shè)之上，以做題代替做實驗，此類重視練習(xí)而忽視學(xué)生實踐的現(xiàn)象也較為嚴(yán)重.在素質(zhì)教育的背景下，以上種種現(xiàn)象都不可取，教師需要將“培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)”當(dāng)作教學(xué)的出發(fā)點，以此令學(xué)生的物理水平及實踐操作等能力得到提升.因此，在高中物理課堂中組織好實驗教學(xué)非常關(guān)鍵，這是促進學(xué)生形成出色物理核心素養(yǎng)的關(guān)鍵因素.結(jié)合相應(yīng)的物理實驗展開教學(xué)，可以有效活躍課堂氛圍.同時，“實驗教學(xué)”可以令理論知識形象化、生動化，這有利于幫助學(xué)生降低學(xué)習(xí)難度，以此增強課堂教學(xué)效果.由此可見，“實驗教學(xué)”是提高教學(xué)質(zhì)量與效率的關(guān)鍵教學(xué)手段.

2 構(gòu)建高中物理實驗課堂的策略

2.1 落實準(zhǔn)備工作，設(shè)計合適學(xué)習(xí)目標(biāo)

任何教學(xué)活動都是圍繞教學(xué)目標(biāo)、計劃展開，物理實驗教學(xué)同樣如此.若想令實驗教學(xué)順利落實并且取得良好效果，那么教師首先需要做好準(zhǔn)備工作，設(shè)計與實驗內(nèi)容相符的目標(biāo).在核心素養(yǎng)視域下，教師不能只關(guān)注基本的知識與技能目標(biāo)，而且還要設(shè)計科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等方面的目標(biāo).學(xué)生達到了預(yù)設(shè)的學(xué)習(xí)目標(biāo)之后，物理觀念、科學(xué)探究能力才能得到提升，這才符合物理實驗教學(xué)的目的.

以必修一第二章第1節(jié)“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”為例，在正式教學(xué)之前，教師需要精心研究本課內(nèi)容，并且以此為基礎(chǔ)設(shè)計學(xué)習(xí)目標(biāo).首先，實驗中需要通過測量紙帶上的計數(shù)點來計算小車的瞬時速度，這在第一章第3節(jié)的實驗“測量紙帶的平均速度和瞬時速度”中已經(jīng)作為重點讓學(xué)生練習(xí)過，故在此實驗中可直接作為一項技能來用，不是本實驗的教學(xué)重點和目標(biāo).本實驗的重點在“數(shù)據(jù)分析”部分，要求學(xué)生能用速度-時間圖像描述實驗數(shù)據(jù)，而且圖像法又是高中物理中分析物理問題的重要的數(shù)學(xué)方法之一.所以，本實驗教學(xué)的目標(biāo)是讓學(xué)生掌握速度-時間圖像的畫法，并且可以用簡練語言描述圖像.同時本實驗是第一次要求學(xué)生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作擬合曲線，因此，在數(shù)據(jù)分析時，可以先引導(dǎo)學(xué)生分析表格中的數(shù)據(jù)，在學(xué)生無法得出結(jié)論的情況下，讓學(xué)生嘗試用速度-時間圖像來研究，并在學(xué)生描點完成后，讓其思考怎樣做能使得到的曲線更符合實際規(guī)律.可見，本節(jié)課的 “過程與方法目標(biāo)”是靈活運用物理圖像描述實驗數(shù)據(jù)，展示規(guī)律；結(jié)合猜測、探究，進而發(fā)現(xiàn)其中的物理規(guī)律.最后，教師還要明確“情感與價值觀目標(biāo)”——引導(dǎo)學(xué)生形成主動思考、探究的學(xué)習(xí)習(xí)慣.確定本課時的學(xué)習(xí)目標(biāo)之后，教師便可以圍繞這些目標(biāo)展開實驗教學(xué)，以此提升學(xué)生的物理探究能力，并且令他們逐步形成科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度.學(xué)生形成正確、科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度，物理水平得到提升之后，他們才能形成出色的物理核心素養(yǎng).

2.2 促進合作探究，實施實驗教學(xué)的關(guān)鍵

物理實驗教學(xué)可以將抽象知識點形象化，這有利于提高教學(xué)效率，“小組合作探究”是構(gòu)建高效課堂的重要教學(xué)手段.因此，教師在實施實驗教學(xué)過程中要注重促進學(xué)生之間的合作探究，以此讓他們在共同交流的過程中解決學(xué)習(xí)問題、完成物理實驗.借此方式，課堂氛圍會變得更加活躍，學(xué)生的合作探究等學(xué)習(xí)能力可以得到鍛煉.由此可見，在高中物理實驗教學(xué)的過程中，靈活運用“小組合作學(xué)習(xí)模式”非常重要，這是保證實驗教學(xué)順利推進并且取得良好效果的關(guān)鍵因素.

在教學(xué)必修一第2章第1節(jié)“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”時，教師首先需要明確本次實驗教學(xué)的任務(wù)：通過實驗數(shù)據(jù)畫出V-t圖像，隨后以此為基礎(chǔ)總結(jié)小車速度隨時間變化的規(guī)律.在正式實驗之前，教師結(jié)合學(xué)生的物理水平等因素進行分組，分配好學(xué)習(xí)小組之后，教師便可以設(shè)計“合作學(xué)習(xí)任務(wù)”——回顧如何根據(jù)紙帶上面的點去測量小車的速度以及其中涉及到的物理原理是什么？如何記錄數(shù)據(jù)，需要設(shè)計怎樣的表格？布置完任務(wù)之后，教師便可以組織學(xué)生正式開始實驗.在此之前，教師要仔細(xì)觀看每個學(xué)習(xí)小組的表現(xiàn).如果某位學(xué)生不主動參與小組的實驗探究活動，那么教師要及時引導(dǎo)這位學(xué)生改變學(xué)習(xí)態(tài)度，以此令他自覺參與小組的實驗探究活動；實驗數(shù)據(jù)收集完后，請學(xué)生小組討論如何處理數(shù)據(jù)以更好發(fā)現(xiàn)小車運動的規(guī)律？學(xué)生通過對表格中初步分析發(fā)現(xiàn)不太容易發(fā)現(xiàn)規(guī)律，這時引導(dǎo)學(xué)生畫速度-時間圖像，從圖像中發(fā)現(xiàn)規(guī)律.如果有小組不會使用v-t圖像進行實驗數(shù)據(jù)分析，教師要在一旁及時指點引導(dǎo)，以此幫助這個學(xué)習(xí)小組成功完成任務(wù).通過畫速度-時間圖像可以形象地看出規(guī)律——是一條傾斜的直線.學(xué)生通過合作探究不僅鍛煉了學(xué)生的合作精神，也讓學(xué)生切實體會了圖像法在分析數(shù)據(jù)找規(guī)律過程發(fā)揮著獨特的作用，這樣的探究式實踐過程的教學(xué)效果要比教師講授要好很多.

總而言之，教師要做好實驗教學(xué)中的引領(lǐng)組織工作，以此令“合作學(xué)習(xí)模式”順利融入至實驗活動中，這才有利于鍛煉學(xué)生的各項學(xué)習(xí)能力，進而令他們逐步形成出色的物理核心素養(yǎng).

2.3 結(jié)合信息技術(shù)，直觀展示課本實驗

高中物理實驗有多種類型，并不是所有實驗都適合在課堂中展示.同時，教師也不是可以將所有實驗都準(zhǔn)確無誤地向?qū)W生演示出來.因此，教師可以結(jié)合信息技術(shù)進行實驗教學(xué)，用多媒體平臺演示相對抽象的物理實驗，將它們直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前.借此方式有利于幫助學(xué)生降低理解難度，以此令實驗教學(xué)順利落實.由此可見，在實驗教學(xué)中靈活運用信息技術(shù)非常重要，這是攻破某些抽象實驗的有效手段.

以必修三第13章“電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其應(yīng)用”為例，“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”屬于微觀層次的實驗.如果教師在課堂中結(jié)合相應(yīng)器材完成該實驗，那么學(xué)生很難有效理解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件——閉合回路的磁通量發(fā)生變化.其中，直觀地展示磁通量就可以借助現(xiàn)代信息技術(shù)來實現(xiàn).因此，教師可以在實驗教學(xué)中結(jié)合相應(yīng)的視頻片段、PPT課件，通過多媒體平臺展示各種“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”中閉合回路磁通量的變化，將電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原理形象地展現(xiàn)在學(xué)生面前.最后，教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件——閉合回路的磁通量發(fā)生變化.除此之外，教師在介紹“電荷守恒定律”“摩擦生電現(xiàn)象”等內(nèi)容時，同樣可以結(jié)合信息技術(shù)展開教學(xué)，以此將相對抽象、模糊的物理現(xiàn)象變得形象、直觀，學(xué)生才能有效掌握這些知識點.

2.4 引導(dǎo)學(xué)生反思，增強實驗教學(xué)效果

“實驗教學(xué)”以學(xué)生為主體，教師是引領(lǐng)者、組織者.學(xué)生的實驗水平以及認(rèn)知能力有限，所以在實驗過程中往往會出現(xiàn)各種問題.因此，教師在結(jié)束實驗之后要及時引導(dǎo)學(xué)生反思總結(jié)，以此找出實驗過程中的不足之處.隨后，教師要充分發(fā)揮自身的“引領(lǐng)組織作用”，幫助學(xué)生完善不足之處，以此令他們逐步提升實驗?zāi)芰Α⑽锢硭?由此可見，“總結(jié)反思”是物理實驗教學(xué)不可或缺的一部分.

在高中物理課堂中組織實驗教學(xué)，可以有效促進學(xué)生自主探究、合作交流，這是形成物理核心素養(yǎng)的關(guān)鍵因素.為了有效增強實驗教學(xué)的效果，教師要靈活運用信息技術(shù)，并且及時組織學(xué)生總結(jié)反思實驗步驟.總而言之，教師要明確學(xué)生在課堂中的地位，然后圍繞學(xué)生展開教學(xué)，這才有利于推動實驗教學(xué)并且取得良好效果.