優化器件教學過程 提升實驗探究素養

駱文洲　傅可欽

[摘要]實驗探究是培養學生物理學科核心素養的有效途徑，而物理器件是實驗探究的必備器材。顯然，采用以問題為主導的探究式教學模式進行物理器件教學，是提升學生實驗探究素養的有效手段和重要途徑。

[關鍵詞]器件教學；實驗探究；素養

[中圖分類號]G633.7 [文獻標識碼]A [文章編號]1674-6058（2017）05-0063-02

布魯納指出：“不論我們教什么學科，務必使學生理解該學科的基本結構，這是在運用知識方面的最低要求，這樣才有助于學生解決在課堂外所遇到的問題和事件，或者日后課堂訓練中所遇到的問題。”對物理器件教學而言，我們可以這樣理解：不論學習什么物理器件，務必使學生理解其設計思想、基本原理、優點與不足等，這就要求教師采用以問題為主導的探究式教學模式來優化物理器件教學過程，真正體現新課程“從生活走向物理、從物理走向社會”的理念，從而切實提升學生的物理學科核心素養。那么，教學實踐中，我們該如何優化物理器件教學過程，提升學生的實驗探究素養呢？

一、器件的含義與特點

器件，是指用于某一特定目的或完成某一特定功能的一種設備或零件。物理器件，是指運用科學的物理知識、獨特的實驗方法、精湛的工藝流程，采用一系列規范操作來解決物理教學、科學探究、生產生活中各類問題的裝置或儀器，如電磁打點計時器、電流表、交流發電機、變壓器、回旋加速器等。

通過物理器件的含義，結合物理教學實踐，不難看出，物理器件具有以下特點：①知識性，是指與物理器件關聯的物理概念、定理、規律等知識。②方法性，是指蘊含其中的解決物理問題的基本思想與方法，如轉換法、比較法等。③工藝性，是指物理器件的制造工藝、安裝工藝、維修工藝等。④規范性，是指物理器件操作具有一系列的使用規范，如多用電表測量電阻。⑤發展性，是指物理器件都將隨著知識、方法、工藝、操作等方面的不斷發展或完善，而不斷改進，以提高使用效果。

二、器件教學基礎

物理器件的內涵是如此豐富，作為教學主導的物理教師，應該仔細做好學生情況的分析工作，通過優選教學模式，讓物理器件在教學中大放光彩。器件教學應注意以下三個方面。

1.教學應基于學生的心理特點。蘇霍姆林斯基說過：“在人的心靈深處都有一種根深蒂固的需要，這就是希望自己是一個發現者、研究者、探索者，而在學生的精神世界中，這種需要特別強烈。”根據蘇霍姆林斯基的分析，教學時應該讓學生成為一個發現者、研究者、探索者，這也符合現代心理學的研究。有效的學習活動不能單純地依賴模仿與記憶，自主探索、動手實踐與合作交流應是學生學習的重要方式。顯然，探究式教學模式相比講授式教學模式，更加符合學生的心理特點。

2.教學應基于學生的認知水平。根據教育家維果茨基的“最近發展區理論”，學生自己實力所能達到的水平，與經教師、同伴給予協助后所可能達到的水平存在一定的差距。如果教師準確地把握“最近發展區”，即可通過創設具有不大于這個差距的探究問題，讓學生辨析器件設計時的優點與不足，那么更有助于加速學生的發展，提升學生的認知水平。顯然，器件教學最好采用以問題為主導的探究式教學模式，這樣比較符合學生的認知水平。

3.教學應基于學生的核心素養。我國學生的核心素養是以培養“全面發展的人”為核心的。核心素養是學生的知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等方面的綜合表現，既包括問題解決、探究能力、批判性思維等“認知性素養”，又包括自我管理、組織能力、人際交往等“非認知性素養”。顯然，著眼于學生的未來和終身發展需要，器件教學既能培養學生的認知性素養，又能培養學生的非認知性素養，尤其是其中的探究能力，因為器件在培養學生設計能力方面有著無可替代的作用。

三、優選探究式教學模式

基于對學生實際情況的分析，一般情況下，器件教學應該選擇以問題為主導的探究式教學模式，如下圖。

來源于生活中的“實際問題”，結合學生已有認知水平，通過自主或合作等途徑，提出初步的“設計方案”。在教師的主導下對學生的“設計方案”進行“分析測試”。一般情況下，“設計方案”的“分析測試”受到時間和空間等條件限制，課堂教學中主要采用下列兩種方法進行：隨堂實驗進行測試、已有理論進行分析。通過“分析測試”，有不妥之處時可對“設計方案”進行改進，甚至重新設計；否則，可對“設計方案”進行評價、理論研究甚至進行實用化操作練習使用等。當然，后續的“評價研究”、“操作使用”等環節中仍可對原來的“設計方案”進行拓展、延伸，或者改進、重設，因為實際中的任何器件都可以不斷改進和完善。

四、例析器件教學設計

以人教版高中物理3—2第五章第一節《交變電流》的新課引入部分為例，新課教學時，教師不宜直接拿出交流發電機模型，然后運用電磁感應原理分析電壓、電流隨時間變化的規律。這樣的教是以講授式為主，這樣的學便只能是以接受式為主了，可想而知，學生的核心素養難以得到有效提升。如果改用以問題為主導的探究式教學，教學效果就完全不同了。依據上述教學模式，教學設計主要環節如下。

五、結束語

隨著新課改的不斷推進，物理教學不應僅限于知識的傳授，而應引導學生在自主探索中主動獲取知識、訓練能力、養成素質，采用問題為主導的探究式器件教學可以發揮應有的作用。當然，我們還需建立合理的探究小組，留足自主探究的時空，配以積極的評價機制，這樣才能進一步提升探究的廣度和深度。

（責任編輯 易志毅）