淺析高中物理選修課程開發對學生物理學科素養的培養

謝靈輝

【摘要】物理學科可以以教材為依據通過實驗形式開發選修課程（公式常數實驗化、習題實驗化、拓展小實驗），完善平時教學過程中實驗探究、科學態度和責任素養培養的欠缺，從而使應試和學科素養更加和諧的結合。

【關鍵詞】選修課 物理科學素養 新課改 實驗

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）10-0157-01

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》、《浙江省中長期教育改革和發展規劃綱要》要求推進普通高中特色化多樣化發展指的是：鼓勵和引導教師、教育機構以及行業企業，積極參與開發開設適合普通高中學生需要的選修課程，研究制定普通高中學生校際選課和跨校選課的政策，努力擴大學生選擇學習空間。現實物理背負著高考的壓力，特別新高考的改革，物理作為重點大學必選的科目，學生考試壓力很大，怎樣兼顧考試成績和學生物理學科素養的培養是當前首要任務。

高中物理學科素養分四塊，物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態度和責任。其中物理觀念、科學思維我們在日常教學中是非常重視的，物理考試主要就集中在該兩點上，所以我們的日常教學工作就圍繞它展開的。后兩點實驗探究、科學態度和責任，由于無法再筆試中大量體現，常常比較忽視。由于種種壓力，我們更加重視物理觀念、科學思維的培養。現在新課程改革要求學校大力開發選修課并安排課時學生自主選課，關鍵選修課沒有考試的壓力，這給培養學生實驗探究、科學態度和責任素養帶來契機。但是由于老師自身的缺陷導致開發的選修課很零碎，無法形成系統性的選修課程。可以根據教材為依托，依次開發，這樣更容易形成選修課的系統性，還能使學生更加容易掌握物理觀念、科學思維。在開發過程中，我常用的方法如下：公式常數實驗化、習題實驗化、拓展小實驗。

公式常數實驗化，就是把教材中的公式、常數以實驗的形式表示出來，這樣學生可以更加容易理解掌握。當然由于課堂時間問題，課本中很多公式常數只是說了某某科學家通過某某實驗得到的，學生理解起來比較難，那么我們可以把這些實驗放到我們選修課中去，這樣就很好的解決四個方面學科素養的培養，魚與熊掌兼得。

習題實驗化，就是把教材、參考書中典型的難以理解的習題以實驗的具體形式模擬題目情景，降低學生認知難度，從而化解難點，激發學生學習興趣，使學生準確掌握物理觀念、科學思維。例如：如圖所示，在豎直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸長的輕繩通過光滑的輕質滑輪懸掛在一重物G。現將輕繩的一端固定于支架上的A點，另一端從B點沿支架緩慢地向C點靠近（C點與A點等高）。則繩中拉力大小變化情況？學生在老師講解過程就是不能理解繩子一端從B點移向C點時滑輪也會隨之滾動，那么就把習題實驗化，在選修課上動手做一做。實驗設計如下：一副穹形光滑支架固定在鐵架臺上，在繩子（繩子選用尼龍材質的）兩端連接力傳感器，繩子一端固定在A端，繩子另一端先放置于B點，傳感器連接好電腦并準備量角器一副。這樣當繩子一端從B點移到C點過程中，兩繩的角度變化、滑輪的滾動、繩子拉力的變化就直接以實驗數據的形式展現在學生眼前，便于學生掌握理解。我在習題實驗化中，發現數字實驗室真的很有用，傳感器的大量利用，將理論數據化，而且設計、改裝習題實驗非常方便，而且還有廠家的技術支持。

拓展小實驗，就是把教材中的理論知識制作一些小東西，讓學生學以致用，提高實驗探究能力，在做實驗的過程中培養學生的科學態度和責任。當理論用于實踐時，學生的物理觀念、科學思維就上到了一個新的高度。教材中很多可以做的拓展小實驗，比如在學習電動機的時候，可以開設《自制簡易電動機》的選修課。小實驗設計如下：

工具與材料：

尖嘴鉗，小刀。 小磁鐵，漆包線，裸銅線，木板，膠帶紙，銅片，木螺絲，火柴盒，干電池。

活動過程：

1.以一長約16厘米、寬約10厘米的長方形木板為底座，在底座上放置小磁鐵，磁鐵兩側各用一根直徑1～2毫米、長約12厘米的裸銅線做一線圈支架并兼作線圈與電源間的連線，如上圖所示。

2.剪2塊銅片，彎成L形作電池夾用，用木螺絲將銅片固定在底座一端的兩側，并使銅片分別與2個線圈支架相連。

3.將直徑約0.2毫米、長約100厘米的漆包線在火柴盒上繞10—12圈，兩端各留2厘米作為引出線，2根引出線從線圈的正中引出，且兩引出線的連線OO'，基本通過線圈的重心，使兩引出線作轉軸時能保證線圈平穩轉動，用膠帶紙將線圈扎緊（線圈也可以做成圖中所示的六角形）。

4.把線圈平放在桌面上，用鋒利的小刀將線圈一端引出線（兼作轉軸）上的絕緣漆全部刮去，另一端引出線的絕緣漆只刮去上半圈（注意：貼近桌面的下半圈上的絕緣漆要保留著），即制成一“自動通斷電裝置”。

5.把線圈的兩引出線分別裝在裸銅線支架上方的圓環中，使其可以靈活轉動。如發現線圈兩側不平衡，可略為移動軸OO'，的位置或在輕的一側粘貼膠帶紙作為配重。調整線圈與磁鐵間的距離，找到一個最佳位置，使線圈不僅能轉動，而且能轉得較快。

6.接通電源，稍稍撥動線圈，觀察現象。

發現線圈能連續轉動。改變電池極性，線圈轉動方向隨之改變；改變磁鐵極性（上下倒置），線圈轉動方向亦隨之改變。

通過這個簡易電動機的制作可以讓學生更加容易的掌握物理觀念、科學思維，動手做的過程中體驗實驗探究、科學態度和責任，從而更加全面的培養學生的物理學科素養。

新課程改革正在如火如荼的進行中，我們物理學科也不能落伍，由于學科特殊性需要兼顧應試和學科素養兩方面，就需要我們開發更多與之教材配套的物理選修課程，以教材為依據形成系統的一整套的選修課程，日常教學以物理觀念、科學思維培養為主，通過選修課完善學生實驗探究、科學態度和責任素養的培養。選修課程開發任務艱巨、工作量大，需要更多老師參與、需要更多企事業科研機構幫助，為更好地提高高中生物理學科素養做出貢獻。