基于核心素養的中學物理實驗教學探討

董航飛 李衛東

摘 要：物理實驗在中學物理教學中具有舉足輕重的作用，而實驗教學在中學一直沒有得到足夠的重視，物理教師也缺乏相關的實驗教學技能，在新課標提出核心素養的背景下這種矛盾更加突出。為了解決這種矛盾，在中學物理實驗教學中可以通過激發學生認知沖突、引導學生發現并解決問題，來培養學生的科學思維、科學探究，同時也為物理教師實驗教學提供理論借鑒。

關鍵詞：中學物理;實驗教學;核心素養

物理核心素養包括物理觀念，科學思維，科學探究，科學態度與責任四個維度。其中科學思維，科學探究，科學態度與責任一直以來都是我國物理教學最薄弱的環節，難以落實到平時的物理教學之中;而實驗又是物理教學的基礎，在物理教學的整個過程中具有十分重要的作用，所以如何更好地在物理實驗教學中操作對學生物理核心素養的培養，值得深入分析和研究。

1 科學思維的培養

科學思維是從認識方式和過程的角度對學生的關鍵能力的說明，質疑和創新是科學思維的重要特征。[1]同時也是我國教學最薄弱的環節，也是教學改革努力的方向。質疑是創新的基礎，在物理學的發展歷程中，任何新概念的提出和新理論的創立，都是科學家在對前人的結論提出質疑的基礎上，運用創新思維綜合已有的研究成果才實現的。[1]

1.1 激發學生認知沖突——培養質疑精神

而培養學生質疑精神或者說批判性思維最行之有效且容易操作的方式就是激發學生的認知沖突，使學生對之前所一直服從的東西產生質疑。例如：在探究牛頓第二定律的時候，為了探究物體加速度細繩的一端跨過定滑輪掛上砝碼盤和砝碼，在忽略摩擦力作用的前提下，可以將砝碼的重量看做是小車所受的拉力，為了保證砝碼和小車構成的運動系統總質量不變，在改變滑輪左側砝碼質量（既小車所受拉力）之后會將取下的砝碼放置在小車上。看起來是很經典的一個實驗，并且現行課標版物理教材基本都采用的這個實驗，然而還是存在很大問題，主要就是這個實驗操作方式與教材中所規定的砝碼使用規則相沖突。教材中規定砝碼的使用必須輕拿輕放，用鑷子加取，避免剮蹭以避免造成儀器不精確，但是將砝碼放在小車上，經過運動后和擋板碰撞后停止運動，并且繩子的另一端拴著的砝碼在小車突然停止后也會產生較大的沖力，必然會對小車上和繩子拴著的砝碼造成較大磨損。[2]教師在引導學生進行這個實驗的過程中，就需要有意引導學生發現這個矛盾，當學生發現這個矛盾之后，必然會驚嘆于教材也并非絕對準確，從而打破學生對教材以及教師的盲目服從，激發學生的質疑精神和批判性思維。

1.2 引導學生發現并解決問題——培養學生的創造性思維

培養學生創造性思維能力，其要點在于學生在具有質疑能力基礎之上，能夠發現存在的問題，并加以解決。這就要求教師需要設立或者尋找出適合教學活動的供學生思考并待于解決的問題。培養學生的創造性思維能力，主要目的是使學生習得或者提高這種創造性思維能力，并不一定非得在現實的基礎上創造出什么東西，這也是現階段對培養學生創造思維能力所存在的一個誤區。所以，教師為了培養學生創造能力所設置或者發現的問題并不一定是現實教材中所存在的，也可以是教師為了培養學生的創造性思維而有意創設的。

2 科學探究——以科學思維為核心的問題解決“過程”

“科學探究”是指提出物理問題、形成猜想和假設、設計實驗與制定方案、獲取和處理信息、基于證據得出結論并作出解釋，以及對科學探究過程和結果進行交流、評估、反思的能力。[1]實質上就是以科學思維為核心的解決問題的“過程”，這里的過程必須打上雙引號，科學探究強調的是解決問題的過程，著重培養學生在實踐中解決問題的能力。這個能力包括觀察記憶能力，概括論證能力，關聯整合能力，分析解釋能力，推論預測能力，綜合應用能力。[1]科學探究能力的培養并不是獨立進行的，需要貫穿于整個實驗的過程當中，否則它必然是機械的，教條的，沒有意義的操作技能的記憶過程。無論是兒童還是成人，都是帶著自己的已有信念來展開探究活動的，要將科學探究真正貫徹于每一個實驗過程之中，實際上就是要求實驗課堂，不是簡單的按說明書操作的過程，這里面必須包含自主的探究，獨立的思考，團隊的協作，教師的有效引導。

3 總結

物理核心素養的四個方面是相互聯系共同發展的，物理觀念的形成過程伴隨著科學思維的形成，而物理觀念和科學思維的形成，又以科學探究為載體，同時又滲透著科學態度與責任的發展，所以教師在實驗教學的過程中，不能相互割裂，導致教條主義，而應相輔相成靈活協調教學，物理核心素養必將發揮其應有的作用。

參考文獻：

[1]郭玉英.基于學生核心素養的物理學科能力研究[M].北京：北京師范大學出版社，2017.

[2]李維兵.對物理教材中幾類“錯誤”的商榷[J].教學與管理，2015（07）：46-48.

[3]王海紅.物理實驗教學研究[M].哈爾濱：哈爾濱地圖出版社，2008.

[4]晉文梅，鄭威.核心素養下物理實驗教學的創新設計[J].中小學教師培訓，2018（09）：69-71.

[5]杜錫來.激活實驗思維 培養創造能力[J].學科教育，2000（12）：28-31.

基金項目：陜西省高水平大學建設專項資金資助項目（2015SXTS02）資助;延安大學課堂教學改革專項項目（KGHH2008-10）資助