張海燕 耿培娟 朱賀

摘要：當(dāng)前，學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)已成為教育教學(xué)首要任務(wù)，廣大教育工作者一直致力于探索教學(xué)過程中學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。對高中物理教學(xué)而言，其學(xué)科核心素養(yǎng)需經(jīng)歷“對提出的物理問題進(jìn)行猜想和假設(shè)，根據(jù)猜想與假設(shè)來設(shè)計實驗，并將其有效完成， 之后需要就實驗過程與結(jié)果進(jìn)行交流及反思”這樣的一個過程， 學(xué)生親身經(jīng)歷這一過程，可以提高其物理觀念、科學(xué)思維、實驗探究、科學(xué)態(tài)度與能力，這正是高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要體現(xiàn)。本文以人教版高中物理教材中實驗教學(xué)為例，淺談如何在實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：演示實驗;學(xué)生實驗;探究性實驗;模擬實驗

中圖分類號：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1992-7711（2021）29-0056

一、在演示實驗中幫助學(xué)生構(gòu)建物理觀念

物理觀念是指學(xué)生通過學(xué)習(xí)物理知識，逐漸形成能夠從物理角度分析和解釋一些現(xiàn)象的能力。教師可在教學(xué)中巧妙地設(shè)計一些演示實驗，引導(dǎo)學(xué)生通過實驗現(xiàn)象形成清晰和具體的物理觀念， 學(xué)會應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題。

比如在講授“伽利略對自由落體運動的研究”一節(jié)中，教師可以這樣來設(shè)計：提前準(zhǔn)備好一張光盤和兩張與光盤形狀一模一樣的白紙。先拿出光盤和一張白紙展示給學(xué)生并提問：“同一高度同時釋放，哪個先落地？”學(xué)生一看質(zhì)地不同重量不同， 當(dāng)然是光盤先落地啦。教師演示并得出結(jié)論：重的物體先落地，輕的物體后落地。接著老師再拿出那兩張白紙，展示給學(xué)生看：重量一樣。然后將其中一張揉成團(tuán)，再提問學(xué)生：“還是同一高度同時釋放， 哪個先落地？”學(xué)生會思考片刻并回答“紙團(tuán)先落地?！苯處熢傺菔窘o學(xué)生看，并且馬上接著提問：“為什么不是同時落地？”學(xué)生會想到兩者形狀不同了，教師再啟發(fā)“形狀不同會影響到什么？”學(xué)生或許會想到受到的阻力不同，形狀越大受到的阻力越大，形狀越小受到的阻力越小。那教師接著提問：“如果阻力消失呢？哪個先落地哪個后落地？”學(xué)生會遲疑而不能立刻給出答案。此時教師就拿出牛頓管，向?qū)W生展示其中形狀一樣大小的羽毛和鐵片，先是演示有空氣的情況：兩者同時從管的一端落下，鐵片先落到另一端;再演示真空的情況：用抽氣泵將管中抽成真空，再將兩者同時從管的一端落下，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者同時落到另一端。至此學(xué)生已經(jīng)建立了輕重物體在真空中下落一樣快的物理觀念， 同時也明白阻力是造成不能同時落地的原因。

物理教師通過創(chuàng)設(shè)實物情景展開教學(xué)，既能夠激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，又能夠使學(xué)生在體驗與思考中形成科學(xué)觀念，為后續(xù)學(xué)習(xí)奠定堅實基礎(chǔ)，有效促進(jìn)知識向能力和素質(zhì)轉(zhuǎn)化。

二、在學(xué)生實驗中引導(dǎo)學(xué)生建立科學(xué)思維

科學(xué)思維也可稱為科學(xué)邏輯，遵從歷史性、方法性和邏輯性三原則，是通過對感性事物認(rèn)知和加工后所形成的一種抽象概括思維能力。高中物理教師在教學(xué)中要培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維，首先要引導(dǎo)學(xué)生從物理學(xué)角度觀察和認(rèn)識客觀事物的本質(zhì)屬性和內(nèi)在聯(lián)系，然后通過事實證據(jù)和科學(xué)推理得出相應(yīng)結(jié)論，并將這種思維能力用于解決實際問題，提出一些創(chuàng)造性見解。學(xué)生只有具備了科學(xué)思維，才能對簡單物理現(xiàn)象進(jìn)行分析和推理，養(yǎng)成質(zhì)疑與創(chuàng)新意識。

例如教師在講授“滑動摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”時，可以鼓勵學(xué)生在教室里利用教室的桌子和凳子進(jìn)行定性的研究。將桌子反過來，面朝下倒放在教室地面上，讓不同數(shù)量的學(xué)生站上去，請同一個同學(xué)去推桌子，體驗站不同數(shù)量同學(xué)推桌子的難易程度，從而說明滑動摩擦力的大小與其表面的正壓力成正相關(guān);然后在地面上潑一盆水，改變桌面與地面間的粗糙程度，再來推一次，會感覺比之前輕松多了，進(jìn)而說明滑動摩擦力大小與接觸面間動摩擦因數(shù)成正相關(guān)。由此再來引入課本上關(guān)于滑動摩擦力與正壓力、動摩擦因數(shù)的定量關(guān)系式就自然而然地多了。

在此過程中學(xué)生不僅親自參與科學(xué)探究，更重要的是他們也體驗到了一種重要的科學(xué)思維和方法：控制變量法。相信參與過的學(xué)生在后繼學(xué)習(xí)中對于控制變量法會有更靈活的應(yīng)用和創(chuàng)新。

三、在探究性實驗中培養(yǎng)學(xué)生的探究意識和提升其探究能力

物理是一門以實驗為主的學(xué)科 ，教師在教學(xué)過程中不僅要將物理知識傳授給學(xué)生 ，還要培養(yǎng)其實驗探究意識與能力，使他們在日常學(xué)習(xí)與生活中做到發(fā)現(xiàn)問題后能夠提出合理猜測與假設(shè)， 進(jìn)而通過獲取和處理相關(guān)信息對問題進(jìn)行解釋。

比如在進(jìn)行“探究線圈的互感和自感現(xiàn)象”的實驗中，鼓勵學(xué)生自己動手設(shè)計探究方案。教師引導(dǎo)知識：奧斯特告訴我們電能生磁，法拉第告訴我們磁能生電，我們怎樣設(shè)計實驗?zāi)軐崿F(xiàn)這兩個過程呢？給學(xué)生提供器材：電磁爐、手機以及充電器、電線十米。經(jīng)過小組同學(xué)思考與討論，設(shè)計了手機無線充電實驗：將十米長電線繞成直徑約為三十公分的一盤線圈， 電線兩端與手機充電器的兩個金屬片用絕緣膠布固定好。將線圈放在電磁爐面板上，打開電源接通電磁爐，將充電器另一端插入手機充電端，會驚奇地發(fā)現(xiàn)手機顯示正在充電中。學(xué)生驚呼好神奇，線圈“沒有連”任何電源居然能給手機充電，那么究竟是哪里給手機提供能量呢？設(shè)計者給同學(xué)們解釋：說沒有電源不準(zhǔn)確，電源正是來自那盤線圈。電磁爐里的線圈通入的是交流電，產(chǎn)生變化的磁場，這個磁場就讓我們繞的線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢，進(jìn)而向手機中充入了電流。

通過教師給學(xué)生提供器材，學(xué)生分小組合作完成實驗，既能夠提高學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)合作意識，也能夠激發(fā)探究意識和創(chuàng)新能力， 同時也提高了其動手操作能力。

四、在模擬實驗中錘煉學(xué)生科學(xué)研究態(tài)度與責(zé)任

高中物理因?qū)W科特點將科學(xué)態(tài)度與責(zé)任作為核心素養(yǎng)之一 ， 要求物理教師在教學(xué)中能帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)本質(zhì)，理解 STSE ， 養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度，遵從科學(xué)倫理，為國家科技發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識時要逐漸認(rèn)識到學(xué)科知識隨著時代進(jìn)步和科學(xué)發(fā)展一直在不斷更新， 只有樹立正確的科學(xué)態(tài)度，具備科學(xué)責(zé)任感，不迷信權(quán)威，做事情、搞科研做到實事求是，才能推動社會進(jìn)步與發(fā)展，具備保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感，進(jìn)而改善人類生活。

例如，教師在講授“反沖運動與火箭”一節(jié)時，可以給學(xué)生播放我國研發(fā)火箭的艱難歷程視頻以及多級火箭的構(gòu)造和設(shè)計原理模擬視頻，讓學(xué)生在掌握反沖原理的同時感受到我國科研人員精益求精一絲不茍的工匠精神和獻(xiàn)身精神，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感和責(zé)任心，立大志科技報國。

筆者認(rèn)為：高中物理課堂都可以上成各種實驗課，主要依靠教師的用心設(shè)計，不僅要創(chuàng)設(shè)精彩的教學(xué)情境吸引學(xué)生注意，激發(fā)學(xué)生興趣，還要通過巧妙的教學(xué)設(shè)計和方法，打造高效教學(xué)課堂，使其在物理學(xué)史、物理實驗、生活物理、多媒體教學(xué)中形成物理觀念、建立科學(xué)思維、提升實驗探究能力、錘煉科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，成為新時代學(xué)科本領(lǐng)強、綜合素質(zhì)高的新青年和接班人。

參考文獻(xiàn)：

1陳麗珊.基于高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的物理教學(xué)探究[J]基礎(chǔ)教育研究2016（20）：7-8

2李富忠.高中物理課程教學(xué)中核心素養(yǎng)教學(xué)策略探究[J]考試周刊2018（14）：167-167

（作者單位：洛陽外國語學(xué)校河南471000）