物理實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)的培養(yǎng)

段建忠

【摘要】隨著新一輪課程改革的推進(jìn)，注重學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展成為各學(xué)科的改革目標(biāo)，本文就物理學(xué)科核心素養(yǎng)的第三個(gè)素養(yǎng)——實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)，展開實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)培養(yǎng)的一些具體做法和案例，探討如何更好地實(shí)施核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】高中物理;實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng);措施;案例

【中圖分類號(hào)】G633.7【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1992-7711（2020）24-109-02

高中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的第三點(diǎn)，要求高中生具有一定的“實(shí)驗(yàn)探究”能力。具體是：“高中階段的物理學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)具有實(shí)驗(yàn)探究意識(shí)，能在學(xué)習(xí)和日常生活中發(fā)現(xiàn)問題、提出合理猜測與假設(shè);具有設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案和獲取證據(jù)的能力，能正確實(shí)施實(shí)驗(yàn)探究方案，使用各種科技手段和方法收集信息;具有分析論證的能力，會(huì)使用各種方法和手段分析、處理信息，描述、解釋實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果和變化趨勢;具有合作與交流的意愿與能力，能準(zhǔn)確表述、評(píng)估和反思實(shí)驗(yàn)探究過程與結(jié)果。”——《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》反觀現(xiàn)在的高一高二高三各年級(jí)學(xué)生，經(jīng)過1至3年的高中物理學(xué)習(xí)后，他們的物理核心素養(yǎng)，有些理論水平很高，有些考試成績很好，但動(dòng)手操作能力較弱，設(shè)計(jì)創(chuàng)新更無法談上。由于傳統(tǒng)的教學(xué)方式，教師著重理論的講解講明講透，教師的課堂一環(huán)扣一環(huán)，推理嚴(yán)密，有前因后果，步步為營，所以學(xué)生的理論水平可以很高，考試分?jǐn)?shù)也可以很高。但是，很多學(xué)生的動(dòng)手操作能力卻很弱，常用的天平的使用中，天平的游碼的平衡，怎么都弄不平衡，彈簧測力計(jì)的零刻度代表的含義也不明白。本著培養(yǎng)能操作能創(chuàng)新的育人目標(biāo)，本著物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)的目標(biāo)，更關(guān)注的是實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)，本人在高中物理教學(xué)中嘗試了如下的措施和方案。

1.培養(yǎng)學(xué)生的觀察興趣，學(xué)會(huì)觀察是物理實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要過程，而興趣是人們學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)中最活躍的部分，它是推動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，探索未知的動(dòng)力來源。

2.指導(dǎo)學(xué)生制訂觀察計(jì)劃：在物理探究實(shí)驗(yàn)中，要透過物理表象獲得關(guān)于物體間的內(nèi)在聯(lián)系、物體運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)、物體變化的內(nèi)因等信息，必須制定觀察計(jì)劃，科學(xué)的觀察計(jì)劃能夠避免學(xué)生“顧此失彼，沒有重點(diǎn)”的瞎看。初入高中的學(xué)生在第一次做探究實(shí)驗(yàn)，第一次觀察時(shí)，往往沒有重點(diǎn)，不知道“看”什么。因此，要指導(dǎo)學(xué)生制訂觀察計(jì)劃——“1.確定觀察對(duì)象和觀察順序;2.選定常規(guī)觀察對(duì)象和重點(diǎn)觀察對(duì)象;3.明確觀察要點(diǎn)。”

3.引導(dǎo)學(xué)生明確觀察目標(biāo)：任何實(shí)驗(yàn)都有其實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑢?shí)驗(yàn)者必須根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x定觀察目標(biāo)和觀察重點(diǎn)。初入高中的學(xué)生剛開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，大多數(shù)是憑借一時(shí)的熱情和興趣，帶著一種玩的心態(tài)做實(shí)驗(yàn)。這時(shí)的他們?cè)谟^察時(shí)注意力是分散的，不知道要觀察什么，沒有目標(biāo)更沒有重點(diǎn)，往往只能看到部分表象，出現(xiàn)以部分代替整體，尤其是對(duì)一些稍縱即逝的重要現(xiàn)象及多種聯(lián)系并存的現(xiàn)象，往往抓不住其本質(zhì)。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生明確觀察目標(biāo)，學(xué)會(huì)重點(diǎn)觀察那些關(guān)鍵性的、不易觀察的對(duì)象。

4.指引給學(xué)生科學(xué)的觀察方法：科學(xué)的觀察方法能夠讓實(shí)驗(yàn)者事倍功半，順利的達(dá)成實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

具體案例有很多，下面摘選《靜摩擦力的方向》、《多用電表》。

一、《靜摩擦力的方向》的實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)培養(yǎng)過程：

本實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)培養(yǎng)設(shè)置三個(gè)實(shí)踐活動(dòng)，意在讓每一個(gè)同學(xué)都能在愉快的活動(dòng)中學(xué)會(huì)觀察，學(xué)會(huì)分析，學(xué)會(huì)從現(xiàn)象提升到理論上的分析總結(jié)。

實(shí)踐活動(dòng)1：同學(xué)們用身邊的物品制作成如圖所示的圓盤，讓質(zhì)量適當(dāng)?shù)奈飰K在圓盤上轉(zhuǎn)動(dòng)，活動(dòng)中尋找物塊相對(duì)滑動(dòng)的趨勢的方向。這個(gè)活動(dòng)充滿著快樂的智慧。讓同學(xué)們深受觀察和動(dòng)手的喜悅。

實(shí)踐活動(dòng)2：利用活動(dòng)課時(shí)間，讓每一個(gè)同學(xué)在操場上抓緊豎直的鐵桿，靜止一段時(shí)間，主要是感覺體驗(yàn)靜止時(shí)本身欲運(yùn)動(dòng)的趨勢是什么方向？桿與手之間的靜摩擦力向什么方向？

實(shí)踐活動(dòng)3：學(xué)校每年都要組織拔河比賽，很多人都不能理解：根據(jù)牛頓第三定律，拔河雙方的作用力與反作用力大小是相等的，應(yīng)該分不出勝負(fù)，但總有獲勝的一方，這是為什么？牛頓第三定律在這里不成立？決定拔河勝負(fù)的因素是什么？

實(shí)踐活動(dòng)的過程記錄表如下：

這個(gè)實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)培養(yǎng)突出優(yōu)點(diǎn)的是：充分調(diào)動(dòng)了同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生親身參與，主動(dòng)去了解去研究，在豐富感知各種事物的物理現(xiàn)象、物理特征、物理屬性的同時(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生在“視、聽、觸”等方面的感知能力;觀察能夠真實(shí)、準(zhǔn)確地反映客觀事物，學(xué)會(huì)明察秋毫，用心去看，學(xué)會(huì)運(yùn)用全面發(fā)展和相互聯(lián)系的觀點(diǎn)，采取科學(xué)的方法去觀察，同時(shí)運(yùn)用豐富的想象和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S，透過實(shí)物的表象，揭示事物的本質(zhì)。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)不足之處有二點(diǎn)：一是初入高中的學(xué)生還不具備制定周密觀察計(jì)劃的能力，缺少觀察順序的指引，造成觀察不夠全面，抓不住重點(diǎn)。教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)多方面多視角去觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，平時(shí)多觀察日常生活中遇到的物理現(xiàn)象;二是科學(xué)的觀察方法運(yùn)用的不是很恰當(dāng)不是很嫻熟，有待進(jìn)一步地有意識(shí)地加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)培養(yǎng)。

二、《多用電表》的實(shí)驗(yàn)觀察能力、設(shè)計(jì)能力、尤其是創(chuàng)新能力的培養(yǎng)過程是如下的流程圖

這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。具體體現(xiàn)是：學(xué)生創(chuàng)新的設(shè)計(jì)了多種交流電路，用多用電表測量了交流電的電流、電壓、電功率等物理量;學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)了簡易的放大電路，用多用電表測定了二極管、三極管等新器件的物理量;更有趣的是，學(xué)生還在課余創(chuàng)新設(shè)計(jì)一些故障電路，讓其他的同學(xué)找找電路中的故障是什么，既鍛煉了設(shè)計(jì)的學(xué)生的能力，又鍛煉了找故障的同學(xué)的動(dòng)手操作能力;有些學(xué)生還把家中的有微小故障的小型電器（如臺(tái)燈等）拿來進(jìn)行嘗試。充分調(diào)動(dòng)了他們學(xué)習(xí)物理的積極性，學(xué)生更愿意做物理實(shí)驗(yàn)了。

總之，在教學(xué)的每一個(gè)章節(jié)中將物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)進(jìn)行到底，在教學(xué)的盡可能的環(huán)節(jié)中將物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)進(jìn)行到底，在教學(xué)的盡可能多的時(shí)間點(diǎn)將物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)進(jìn)行到底。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉謙君.核心素養(yǎng)導(dǎo)向高中物理概念教學(xué)[J].教師教育論壇，2017，30（8）：48-50.

[2]陳小平.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)高中生的物理核心素養(yǎng)[J].課程教學(xué)研究，2016，（10）：67-71.