淺談如何在DIS實驗教學(xué)中培育高中生的物理核心素養(yǎng)

趙善田

摘 要：新課改的提出要求教師在教學(xué)過程中將核心素養(yǎng)作為重點。在高中物理核心素養(yǎng)的養(yǎng)成過程中，不僅需要重視學(xué)生的理論學(xué)習(xí)，更需要培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。本文根據(jù)DIS實驗教學(xué)的意義，對高中生物理核心素養(yǎng)的培育方式進行研究。

關(guān)鍵詞：DIS實驗;高中生;物理;核心素養(yǎng)

引言：DIS實驗是指數(shù)字化實驗系統(tǒng)，即是在傳統(tǒng)的物理實驗的基礎(chǔ)上，通過數(shù)字化的設(shè)備，提高實驗的教學(xué)效率，降低學(xué)生自主實驗的難度。DIS實驗從2002年在我國教學(xué)中開始嘗試，已經(jīng)完成了起步、改進、推廣、深化等幾個階段，目前我國大多數(shù)高中學(xué)校已經(jīng)逐漸將DIS實驗教學(xué)方式運用在物理等學(xué)科的實驗教學(xué)當(dāng)中，旨在培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

1.高中物理實驗融入DIS實驗?zāi)Ｊ降囊饬x

新課改的實施要求教師在教學(xué)的過程中，重視學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，在教學(xué)課堂中以學(xué)生為教學(xué)的主體，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)新意識。在高中物理的教學(xué)過程中，教師需要通過日常教學(xué)有意識的培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，即培養(yǎng)學(xué)生的物理理論知識基礎(chǔ)以及物理實踐活動的探索能力與創(chuàng)新能力，從而促進學(xué)生的全面發(fā)展。為實現(xiàn)新課改的要求，教師在實際的教學(xué)活動中，必須重視物理實驗對于學(xué)生核心素養(yǎng)的重要性，科學(xué)合理的安排學(xué)生的物理實驗時間，利用DIS實驗教學(xué)的方式，在實驗的過程中通過引導(dǎo)的方式培養(yǎng)學(xué)生的自主探索能力與創(chuàng)新能力。

例如：在“加速度、力與質(zhì)量之間關(guān)系”的實驗教學(xué)中，由于在課堂中進行物體的加速度測試在一定的限制，在以往的實驗當(dāng)中數(shù)據(jù)采集十分困難，所以教師多是采用“口述”或是僅僅進行加速實驗，實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性容易受到學(xué)生的質(zhì)疑。利用DIS實驗?zāi)Ｊ剑處焺t可以通過專業(yè)的DIS實驗設(shè)備，利用網(wǎng)絡(luò)計算機實現(xiàn)數(shù)字化的實驗，即是利用相關(guān)軟件，通過感應(yīng)器對物體在加速度中各項數(shù)據(jù)進行分析，在通過力與質(zhì)量的變化，收集不同條件下的實驗數(shù)據(jù)，通過對實驗數(shù)據(jù)進行分析，更加準(zhǔn)確的得影響加速度變化的因素。因此可以看出DIS實驗?zāi)Ｊ降募尤耄瑸槲锢韺嶒炋峁┝肆己玫膶嶒灄l件，有利于促進物理實驗教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效率的提升。

2.高中物理實驗融入DIS實驗?zāi)Ｊ降木唧w策略

2.1利用DIS實現(xiàn)實驗簡單化

在以往的教學(xué)中，一旦需要進行物理實驗課程的教學(xué)，教師總是“如臨大敵”的感覺，要求學(xué)生必須按照自身設(shè)計或是標(biāo)準(zhǔn)的實驗方式進行實驗，這樣的實驗方式稱為“專門實驗”。在“專門實驗”中教師對于提出的問題以及實驗的方式都具有專門的研究，確保實驗完全處于學(xué)生的掌控之中。在“專門實驗”當(dāng)中，教師規(guī)定了多方面的約束條件，導(dǎo)致在實驗的過程中，顯得死板、沉悶，完全無法發(fā)揮物理實驗的樂趣，學(xué)生在實驗的過程中完全按照教師的實驗安排進行實驗，約束了學(xué)生的自主探索能力，限制了學(xué)生創(chuàng)新意識的發(fā)展。

DIS實驗?zāi)Ｊ介_展有效的打破了“專門實驗”的限制，實現(xiàn)物理實驗的“隨手化”、“靈活化”，并且DIS實驗?zāi)Ｊ降倪\用，可以提高實驗過程中數(shù)據(jù)采集的精準(zhǔn)化。擁有DIS實驗設(shè)備，教師在講課的過程中，就可以直接利用DIS實驗設(shè)備進行簡單實驗，或是直接邀請學(xué)生自主進行實驗，提高學(xué)生對于物理實驗的參與度。數(shù)字化設(shè)備的運用，使教師在教學(xué)的過程中，可以有效的打破物理實驗的空間與時間，將物理實驗與學(xué)生的日常生活進行有效的融合，提高物理實驗的實效性，培養(yǎng)學(xué)生物理的核心素養(yǎng)。

例如：在學(xué)習(xí)“燈泡的伏安特性曲線”時，教師引導(dǎo)學(xué)生利用DIS實驗設(shè)備中的傳感器對不同電壓下燈泡瞬時變化的電壓數(shù)據(jù)進行采集，再利用計算機軟件，直接在計算上顯示燈泡的伏安特性曲線變化，使實驗具有直觀性與精準(zhǔn)性，避免傳統(tǒng)實驗中學(xué)生一頭霧水或是苦于制圖的情況，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)樂趣。并且通過DIS實驗?zāi)Ｊ骄筒槐卦趯嶒炛斑M行數(shù)據(jù)假設(shè)，便于實驗的順利開展。

2.2利用DIS設(shè)備提高實驗數(shù)據(jù)采集的精準(zhǔn)性

在以往的物理實驗中，教師必將對實驗方案進行全面的驗證，才會在課堂中帶領(lǐng)學(xué)生進行物理實驗。但是這樣的方式，使得物理實驗喪失了靈活性與創(chuàng)新性。在實驗過程中學(xué)生只能按照教師規(guī)定的方式進行實驗，導(dǎo)致學(xué)生的自主探究能力無法得到提高，學(xué)生的物理核心素養(yǎng)也無法得到提高，不利于學(xué)生的全面發(fā)展。利用DIS實驗教學(xué)則可以有效的避免這樣的教學(xué)方式，DIS實驗教學(xué)首先具有一定的安全性，在實驗的過程中教師不需要過于擔(dān)心學(xué)生違規(guī)操作造成嚴(yán)重的實驗后果，有利于教師在教學(xué)實驗中放開對于學(xué)生的掌控，使其進行實驗探究，在探究的過程中，提高學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。其次DIS實驗設(shè)備能夠準(zhǔn)確的獲取實驗當(dāng)中的各項數(shù)據(jù)，避免學(xué)生自主實驗出現(xiàn)數(shù)據(jù)混亂，影響最終實驗結(jié)果的情況。數(shù)據(jù)采集精準(zhǔn)性得到保障即是為學(xué)生自主進行實驗提供了前提條件，有利于教師引導(dǎo)學(xué)生開展自主實驗研究。

例如：在“位移與速度”的研究過程中，教師首先引導(dǎo)學(xué)生對DIS實驗設(shè)備的使用方式進行學(xué)習(xí)，確保DIS實驗設(shè)備使用的正確性。之后將學(xué)生分成小組，要求小組內(nèi)部進行討論制定實驗方式，并使用實驗方式，對位移與速度之間的關(guān)系進行分析，得出最終結(jié)果。在規(guī)定的實驗時間之后，教師隨機抽取兩組或兩組以上的小組演示實驗過程，其與小組進行評分，對于得分最高的小組進行獎勵。通過這樣的方式可以有效的激勵學(xué)生進行自主實驗的積極性，提高學(xué)生對于物理實驗的深層次認(rèn)知，提高學(xué)生的物理實驗實踐能力，促進學(xué)生核心素質(zhì)的提升。

結(jié)束語：本文主要通過傳統(tǒng)教學(xué)方式與DIS實驗教學(xué)方式之間的對比，對DIS實驗教學(xué)在物理實驗教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的方式進行研究，為高中物理實驗教學(xué)提供參考。DIS實驗教學(xué)的運用不僅可以為學(xué)生創(chuàng)建更好的教學(xué)環(huán)境，還可以為學(xué)生提供優(yōu)良的技術(shù)平臺，有利于為我國社會培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的與創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才，推動我國的教育發(fā)展。

參考文獻

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