基于核心素養(yǎng)的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略研究

趙占兵

（寧夏回族自治區(qū)銀川市第六中學(xué)，寧夏銀川 750011）

引 言

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中物理教學(xué)中重要的組成部分，豐富、新穎、有探究性的物理實(shí)驗(yàn)，不僅能引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與探究實(shí)驗(yàn)，還有利于學(xué)生物理觀和實(shí)踐觀的形成，使學(xué)生在探究過程中發(fā)展和提升實(shí)驗(yàn)探究能力、科學(xué)思維能力和創(chuàng)新應(yīng)用能力，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提升[1]。筆者在長(zhǎng)期的物理教學(xué)中，特別重視物理教學(xué)活動(dòng)中實(shí)驗(yàn)的作用和實(shí)際教學(xué)效果，并對(duì)基于核心素養(yǎng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略進(jìn)行了有意義的探索，具體如下。

一、興趣導(dǎo)入，實(shí)驗(yàn)課題新穎、有吸引力

高中物理屬于基礎(chǔ)性學(xué)科，理論性很強(qiáng)，如果教師在教學(xué)時(shí)照本宣科，難免會(huì)讓學(xué)生有枯燥感、乏味感，會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生理解上的困難、進(jìn)入認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)，影響和制約了物理教學(xué)質(zhì)量。因此，在物理教學(xué)過程中，教師應(yīng)充分發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)，通過設(shè)置新穎、有趣、能激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與探究的物理實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究物理現(xiàn)象、物理規(guī)律的興趣，通過實(shí)驗(yàn)逐步引入物理教學(xué)的重點(diǎn)。同時(shí)，直觀性的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)軐⒊橄蟆㈦y懂的理論知識(shí)直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，能幫助學(xué)生有效理解知識(shí)點(diǎn)，也能增強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的直觀感知，降低他們的理解難度。

以人教版物理必修“超重與失重”的教學(xué)為例，本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)是引導(dǎo)學(xué)生將生活中的超重和失重現(xiàn)象與牛頓運(yùn)動(dòng)定律聯(lián)系起來，并通過實(shí)驗(yàn)探究現(xiàn)象本身和加速度的內(nèi)在聯(lián)系。課堂伊始，筆者根據(jù)學(xué)生好奇心強(qiáng)的特點(diǎn)，播放了楊利偉在太空工作的視頻片段，以激發(fā)學(xué)生的好奇心。在楊利偉返回地面后，記者在問他乘坐飛船有何感覺時(shí)，楊利偉說：“感到有載荷，胸部受到壓力。”播放完視頻后，教師提出問題：“楊利偉所說的‘有載荷’‘有壓力’等是什么情況，在怎樣的情況下才會(huì)產(chǎn)生這種感覺？”學(xué)生積極回答：“是在加速上升時(shí)產(chǎn)生的，而‘失重’是在飛船入軌后產(chǎn)生的。”同時(shí)，學(xué)生也分享了坐電梯、過山車等都會(huì)出現(xiàn)這種情況。這樣就順利引出了課堂教學(xué)目標(biāo)。

接下來，筆者出示一個(gè)學(xué)生熟悉的彈簧秤并掛上鉤碼（見圖1），讓學(xué)生仔細(xì)觀察鉤碼靜止、緩緩上升、緩緩下降、突然上升和突然下降時(shí)彈簧秤示數(shù)的變化，并讓學(xué)生大聲讀出來，用這種導(dǎo)入式實(shí)驗(yàn)的方式，讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，將難懂的物理理論生活化、具體化，便于學(xué)生理解和掌握。

圖1

二、方法引入，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富、有實(shí)踐性

高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅要授之以理論，更要授之以方法，使物理教學(xué)有實(shí)踐性、實(shí)驗(yàn)教學(xué)有操作性。尤其在“力學(xué)”“電學(xué)”等章節(jié)的教學(xué)中，教師要把實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的豐富程度、可操作性程度、實(shí)驗(yàn)與教學(xué)重點(diǎn)的結(jié)合程度、學(xué)生的理解程度有機(jī)結(jié)合起來，融合為一體，在前期導(dǎo)入的基礎(chǔ)上，將學(xué)生的思維與注意力引到教學(xué)目標(biāo)上。這樣，一方面能幫助學(xué)生梳理已有知識(shí)；另一方面能不斷改造和重構(gòu)學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，從而提升課堂教學(xué)效果[2]。

仍以人教版物理必修“超重與失重”的教學(xué)為例，在講完航天員楊利偉坐飛船的體驗(yàn)和做完彈簧秤的實(shí)驗(yàn)后，筆者緊接著用直觀的、富有總結(jié)意義的圖表列出演示實(shí)驗(yàn)的結(jié)果、分析實(shí)驗(yàn)過程、得出結(jié)論，并引導(dǎo)學(xué)生分析各種狀態(tài)下鉤碼的受力情況及加速度方向，最后應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律列出方程。

讓學(xué)生在具體的實(shí)驗(yàn)中總結(jié)概念，能實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的最大化，同時(shí)，教師利用不同的教學(xué)方式讓學(xué)生自己感知知識(shí)、理解要點(diǎn)，不僅能提高他們的學(xué)習(xí)效果，還有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)習(xí)慣，提升他們的思維品質(zhì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的目標(biāo)。

三、探究深入，實(shí)驗(yàn)步驟嚴(yán)謹(jǐn)、有思考性

在上述實(shí)驗(yàn)中，得出超重、失重的概念是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的第一步，其中，最關(guān)鍵的是讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中有所思考，培養(yǎng)思維品質(zhì)，培養(yǎng)正確的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。這就要求教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)中通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)步驟，在引導(dǎo)學(xué)生步步深入的同時(shí)，讓學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程有所思考，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)物理教學(xué)目標(biāo)。

以上面的實(shí)驗(yàn)為例，在引入概念后，如何進(jìn)行教學(xué)拓展，提高學(xué)生的運(yùn)用水平，提升學(xué)生的物理思維能力，是本階段實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)。再以彈簧秤的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，筆者引導(dǎo)學(xué)生通過受力現(xiàn)象分析超重、失重的本質(zhì)意義。如圖2所示，教師可以一邊實(shí)驗(yàn)一邊分析。通過現(xiàn)象分析，學(xué)生得出了超重與失重的四種情況，進(jìn)一步深化了課堂知識(shí)（見圖3）。這樣不僅完成了物理教學(xué)目標(biāo)，也提升了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程探究、實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)的能力，實(shí)現(xiàn)了培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀的三維目標(biāo)，極大地提升了課堂教學(xué)效果。

圖2

圖3

四、評(píng)價(jià)提升，實(shí)驗(yàn)過程反思、有拓展性

課堂教學(xué)評(píng)價(jià)的目的是促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的可持續(xù)發(fā)展。因此，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要積極開展評(píng)價(jià)認(rèn)知活動(dòng)，引領(lǐng)學(xué)生歸納總結(jié)、探究規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，提高實(shí)驗(yàn)過程評(píng)價(jià)的診斷、導(dǎo)向與激勵(lì)等立體效應(yīng)。

在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生回顧實(shí)驗(yàn)過程，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論結(jié)果相差稍遠(yuǎn)的情況進(jìn)行分析，找出問題原因。學(xué)生在此過程中，不僅能深刻理解實(shí)驗(yàn)結(jié)論，還對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行了總結(jié)與評(píng)價(jià)，分析實(shí)際操作中遇到的問題，并進(jìn)行有效改進(jìn)，從而提升了科學(xué)思維和解決問題的能力，有效提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

例如，在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”教學(xué)中，教師先讓學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在學(xué)生自主設(shè)計(jì)、探究、思考并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論后，教師再引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和所得結(jié)論進(jìn)行分析與反思。學(xué)生在此過程中不僅可以更加深刻地理解實(shí)驗(yàn)結(jié)論，還能對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，并形成初步的改進(jìn)方案。比如，在學(xué)生遇到小車質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于砝碼質(zhì)量等誤差較大的情況時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生積極探究，并對(duì)學(xué)生自主進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)加以評(píng)價(jià)，幫助學(xué)生分析產(chǎn)生誤差的原因及如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)操作等，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的理解。這樣的方式能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生參與物理實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)認(rèn)知活動(dòng)的積極性。

結(jié) 語

總之，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅優(yōu)化了課堂教學(xué)效率，也注重培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，有助于學(xué)生理解理論知識(shí)、拓展物理思維能力，提升了物理教學(xué)效果。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生體驗(yàn)到了自己動(dòng)手的快樂，激發(fā)了物理學(xué)習(xí)興趣，也培養(yǎng)了思辨能力。結(jié)合本文策略探究，不難看出，要提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率，教師應(yīng)以核心素養(yǎng)培育為目標(biāo)，通過創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法來加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解，進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的思維，提升學(xué)生的科學(xué)探究能力。