核心素養背景下的物理實驗教學策略

程嬋容 陳金軒 吳學能 馮森平

關鍵詞：核心素養;物理實驗;教學策略

物理實驗是有目的、有計劃地運用儀器、設備，在人為控制條件下，使物理現象反復再現，從而進行認真觀測，獲取大量資料的一種科學研究方法[ 1 ] 。物理實驗教學在發展學生核心素養方面占有重要地位。本文談談核心素養背景下的物理實驗教學三大策略。

1 ?問題驅動型實驗教學策略

問題驅動型實驗教學法是在實驗中教師以問題來創設各種不同情境，學生探尋解決方案的一種學習方法。以物理教材3-1的電學實驗“多用電表的原理與使用”為例，這個實驗是電學實驗的一個重難點，若教師在課堂上一味的進行理論講解唱獨角戲，學生不僅難以接受教師所授知識，而且感覺枯燥無味，思維能力得不到提升。教師在布置學生預習作業的時候，可通過印發導學案的形式給學生拋出以下問題：

問題1：多用電表的外部有哪些部件？

問題2：多用電表的內部主要有哪些部件？

問題3：如何將表頭改裝成不同量程的電流表？

問題4：多用電表直流電流檔的原理是什么？

問題5：如何將表頭改裝成不同量程的電壓表？

問題6：多用電表直流電壓檔的原理是什么？

問題7：依據什么原理將表頭改裝成直接測電阻的歐姆表？

問題8：歐姆表測量前為什么要進行歐姆調零？

問題9：表盤的刻度值如何變換？

問題10：歐姆表的表盤刻度有什么特點？

問題11：歐姆表為什么要設置不同的倍率？

問題12：如何將不同功能的表共用一個表頭？

問題13：測電阻、電流、直流電壓時，電流流向有什么共同特點？

問題14：多用電表刻度盤怎么設置？

問題15：如何使用多用電表測量電流、電壓？

問題16：如何使用多用電表測量電阻？

這些精心設計好的問題，由淺入深，層層遞進的囊括了本節課的所有教學知識點。在課堂上，教師以預習作業上的問題為導向，還可以讓學生通過自己的認知去發現一些新的問題，探討問題并提出一些創造性的見解。問題驅動教學法能夠提高學生學習的主動性，提高學生在教學過程中的參與程度，容易激發起學生的好奇心與求知欲，活躍其思維[ 2 ]。采用這種教學策略教師應擺正角色，大膽擺脫傳統教學模式，將自己定位成問題的提出者、課堂的設計師、思路的引渡人以及結果的評判師。

2 ?任務驅動型實驗教學策略

任務驅動型實驗教學是指根據實驗教學目標，教師將學習的內容預先設計成一個個小任務，讓學生在完成任務過程中達成目標，也可以采取分組的形式將小任務分工布置下去，讓人人有任務，組組有目標。以3-2的“楞次定律”為例，教師可以有意識的設計十個不同層次任務，通過學生分組活動，達成預期教學目標。

任務1：梳理物理學史，體會物理學發展的艱辛與趣味。

任務2：分組探究感應電流方向，完成任務表格。

任務3：以小組為單位討論，上臺展示和匯報探究成果。

任務4：分析感應電流方向與原磁場方向的關系。

任務5：分析感應電流方向與原磁場磁通量的變化方式的關系。

任務6：分析感應電流磁場方向與原磁場方向的關系。

任務7：分析感應電流磁場方向與原磁場磁通量的變化方式的關系。

任務8：分析內在關系，總結內在規律。

任務9：對楞次定律中“阻礙”二字的理解。

任務10：通過練習自我總結應用楞次定律的步驟。

以小組任務分工的形式將這十個任務布置下去以后，教師要注意組織好小組交流合作與討論這項工作，并在教學過程中實時監控小組活動，提出一些建設性的意見。采用這種教學策略關鍵在于教師臻善任務設計，然后通過任務驅動的方式，引導學生自己去完成任務，歸納知識，鍛煉學生思維能力，提高分析能力，發展核心素養。

3 ?創新型實驗教學策略

創新型實驗教學就是以培養實驗中創新素質為基本取向的教學實踐活動[ 3 ]。實驗關鍵在于要體現“新”，理念新，方案新，實驗效果讓學生新奇。實施創新教學要注意以下兩個方面。

3.1 ?在實驗現象上要盡量做到新奇

高中生都有強烈的好奇心，尤其是一些生活中與物理有關的現象更能激發他們的求知欲。課本很多經典的實驗主要是課堂上教師按部就班的驗證而已，毫無新奇。比如課本上的斷電自感實驗，實驗效果還算明顯，小燈泡確實閃了下然后逐漸熄滅。教師可嘗試創新：把實驗中的小燈泡換成班上全體學生，教師開展游戲讓學生手拉手來代替小燈泡。實驗的結果當然在教師的預設中，斷開電鍵的瞬間全班幾十位同學都驚叫出了聲音，因為他們同時有觸電的感覺，相信參加體驗的學生會對本節的知識終生難忘。可以看出經過改進創新后，該實驗不但現象明顯，還能化枯燥為神秘，學生的內心被震撼后求知欲自然而然的得到激發，將會更加努力地學習，對一節干電池使得他們同時觸電這一問題將一探究竟[ 4 ]。還比如，在探究滑動摩擦力與哪些因素有關時，教師可以設計成以小游戲的方式開展探究。讓兩名同學上臺用筷子夾彈珠比賽，一分鐘的時間內誰夾起的彈珠多誰獲勝，最后揭開面紗：獲勝的同學所用的筷子頭有用布纏住。學生通過小游戲明白了，摩擦力與接觸面的粗糙程度有關。再取來一個較軟的礦泉水瓶，裝滿水但瓶蓋未蓋，讓學生來挑戰將瓶子提起來且水不能溢出（不能提瓶口部位，只能提瓶身處），學生的興趣大增，看到其他同學都沒有挑戰成功，他們都想親試一把，結果發現教師布置的這項任務竟然是一項無法完成的任務！教師的創新讓學生通過自身體驗理解了有摩擦力就一定有彈力，這些抽象的知識若直接告知學生，他們只能被動的接受，根本無法理解，所以教師在實驗教學中若能多動動腦筋，嘗試創新將會帶來顛覆傳統的教學效果。

3.2 ?在實驗效果上盡量明顯

比如對于作用力和反作用力，高一的學生剛接觸時總覺得應該先有作用力，后有反作用力，如果我們能通過直觀的實驗來推翻這個謬論，我想比讓學生死記結論效果要好得多。可以設計這樣一個實驗：在長直平板玻璃上放兩輛小車，小車上固定兩塊磁鐵，先將他們移至較近位置，使他們的同名磁極相對，再同時放開雙手，學生可以看到兩輛小車同時開始遠離對方，最后幾乎同時停止。這樣學生更易理解作用力和反作用力是同時產生同時消失的。還比如研究物體的微小形變，教師用手拉彈簧或捏橡皮泥學生都看到了較明顯的形變，但當用手壓硬質的物體，比如講桌、玻璃瓶時，學生都異口同聲的回答沒有形變，因為他們的肉眼看不到形變，而這時候課本上將微小形變放大的實驗很多中學不具備實驗條件，沒有辦法演示給學生看，如果教師這時候只是灌輸給學生一個觀點：其實有形變，只是形變比較小，我們肉眼看不到。學生要么將信將疑，要么就記下了這個結論。教師可以找來一個裝滿水的輸液瓶（玻璃材質），在蓋子上開一個小孔插入長長的吸管，再用力去按壓瓶身，會看到吸管里液柱上升了，如果在水里面滴一些紅墨水，效果就會更明顯。畢竟眼見為實，當學生看到液柱上升的那一刻才相信了用手按壓玻璃瓶原來確實會產生微小的形變。

倡導創新型實驗教學，將被動接受變為主動探究，將驗證實驗變為創造實驗，這個過程其實是核心素養發展的必經之路，也充分體現了物理學科的育人價值。采用這種教學策略在教學目標明確“教什么”的基礎上，更要解決教師“如何創新教”和學生“如何創新學"的問題[ 3 ]。

把培養物理學科核心素養作為物理實驗教學的重要目標，將物理學科核心素養的培養落實于物理實驗教學活動中，是對廣大一線物理教師專業技能和素養的綜合性考驗。

參考文獻：

[1]吳惠良. 物理單元教學中的自主學習[J].現代教育科學（中學教師）， 2012（4）.

[2]龔小玉. 問題驅動型教學模式在運籌學中的應用[J].科技世界， 2015（5）.

[3]張愛翔. 創新歷史作業—注重實踐與創新能力的培養[J].新課程（教育學術）， 2011（5）.

[4]董明主. 淺談高中物理實驗改進與創新的策略[J].新課程學習（下）， 2015（3）.