李 東
(重慶市兼善中學(xué) 重慶北碚 400700)
物理核心素養(yǎng)是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)逐步形成適應(yīng)社會的必備品格和關(guān)鍵能力,是學(xué)生在物理知識內(nèi)化之后養(yǎng)成的帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)。物理核心素養(yǎng)主要由“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個方面構(gòu)成。而物理實驗既能加深學(xué)生對物理概念、規(guī)律的理解,又能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、合作探究能力、分析推理能力、數(shù)據(jù)處理能力、質(zhì)疑創(chuàng)新的能力,還有利于學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實事求是的科學(xué)精神[1]。
當(dāng)前,普通高中物理實驗教學(xué)形式比較單一,基本上是由教師演示,學(xué)生觀看或在教師講解后,在實驗室進行驗證性實驗。在接受學(xué)習(xí)之后,學(xué)生根據(jù)自己對實驗的理解,通刷題形成對實驗數(shù)據(jù)的分析和處理能力。這種形式顯然不利于學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng),不利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。筆者根據(jù)物理核心素養(yǎng)的要求,從以下幾個方面進行物理實驗教學(xué)策略的優(yōu)化[2]。
首先,重視實驗在物理教學(xué)中的地位,樹立正確的物理實驗教學(xué)觀念,激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究興趣。我們都知道,物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué),2017年頒布的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》明確把“物理課程應(yīng)致力于學(xué)生物理核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展”放到了物理實驗教學(xué)的重要位置。同時,課程標(biāo)準(zhǔn)中還明確提出,在實驗教學(xué)中,學(xué)生才是探究的主體,教師應(yīng)當(dāng)處于引導(dǎo)地位,在保障學(xué)生進行充分探究時間、空間的同時還要注意防止學(xué)生進行虛假探究,盡可能地讓學(xué)生親身經(jīng)歷實驗的整個探究過程,進而培養(yǎng)他們的探究意識和創(chuàng)新能力。
所以,物理教師應(yīng)當(dāng)挖掘身邊的素材,盡可能將演示實驗改為學(xué)生實驗,將驗證實驗改為探究實驗,力求讓學(xué)生自己動手“學(xué)物理、做物理”。有時候,甚至可以將物理概念和規(guī)律通過實驗的方式呈現(xiàn),通過學(xué)生的內(nèi)化與聯(lián)想,讓學(xué)生逐步理解物理規(guī)律。例如,在探究電荷之間的相互作用時,先將兩根相同材質(zhì)的吸管都用餐巾紙摩擦,帶上同種電荷,其中一根用大頭釘穿透后放在豎直支架上,另一根靠近它,結(jié)果發(fā)現(xiàn)排斥作用。由此,學(xué)生很容易得出:同性相斥。再用絲綢摩擦過的玻璃棒靠近吸管,發(fā)現(xiàn)相吸,通過分析學(xué)生會發(fā)現(xiàn):相吸的絕不是同性(同性已證明相斥),是異性。
其次,教師課前編寫實驗導(dǎo)學(xué)案,提高學(xué)生科學(xué)探究的有效性。由于實驗課的時間有限,如果既想做到在規(guī)定課時內(nèi)完成教學(xué)任務(wù),還想讓學(xué)生進行科學(xué)探究,僅僅利用課上時間是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。所以,筆者認(rèn)為可以利用實驗導(dǎo)學(xué)案,提前讓學(xué)生在課后搜集資料、設(shè)計實驗方案,等到上實驗課的時候,再與教材提供的方案進行比較,再完善自己的實驗設(shè)計方案。這樣,不僅能夠提高課堂教學(xué)效率,使學(xué)生更加專注地投入到科學(xué)探究中去,還能很好的體現(xiàn)學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)作用。比如,在探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件的課前,可以事先設(shè)計實驗導(dǎo)學(xué)案,將實驗探究過程一分為三。探究活動一:導(dǎo)體動,磁場不動,即閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線。探究活動二:導(dǎo)體不動,磁場動,即向線圈中插入磁鐵,把磁鐵從線圈中拔出。探究活動三:磁體和導(dǎo)體都不動,即模擬法拉第的實驗。每次探究活動都讓學(xué)生自己動手操作,自己觀察和記錄實驗現(xiàn)象,最后,通過小組合作討論,得出感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。
再次,注重物理實驗的思想方法的總結(jié)提煉,促進學(xué)生形成科學(xué)思維素養(yǎng)。物理實驗的思想方法是科學(xué)思維方法在物理實驗中的具體體現(xiàn),比如等效法、比較法、放大法、模擬法、補償法和控制變量法等等。物理實驗思想方法的學(xué)習(xí)和運用,對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和科學(xué)素質(zhì)起著不可或缺的作用,并且,學(xué)習(xí)、掌握這些實驗思想方法的過程也是科學(xué)素質(zhì)和實驗?zāi)芰Σ粩喾e累和提高的過程。例如,控制變量法能培養(yǎng)學(xué)生初步的分析問題和研究問題的能力,轉(zhuǎn)換法有利于培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性,替代法有利于培養(yǎng)學(xué)生思維的變通性,模擬法有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)想象力[3]。
最后,充分利用傳感技術(shù)精準(zhǔn)再現(xiàn)教材實驗,在創(chuàng)新中培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。在物理教學(xué)中利用現(xiàn)代教育技術(shù)可以便捷再現(xiàn)平時教學(xué)中無法完成的實驗,深挖教材實驗,結(jié)合生活中的傳感技術(shù),利用各種傳感器和數(shù)字采集器,通過改進實驗方案提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。比如,在學(xué)習(xí)牛頓第三定律時,可以利用傳感器和計算機輔助實驗平臺讓學(xué)生自己動手探究,教師只需要指導(dǎo)學(xué)生操作——把兩個力學(xué)傳感器的掛鉤鉤在一起,向相反方向拉動,觀察顯示器屏幕上出現(xiàn)的結(jié)果。學(xué)生通過觀察分析兩個力傳感器的相互作用隨著時間變化的曲線,從而得出作用力與反作用力同時變大,同時變小。
俗話說,“授人以魚不如授人以漁”。作為物理教師,我們只要做到——搭建好實驗探究的平臺,讓學(xué)生通過物理實驗探究發(fā)展自己,掌握科學(xué)探究技能,形成科學(xué)思維,遠(yuǎn)比傳統(tǒng)的死記硬背,機械式學(xué)習(xí)來達到分?jǐn)?shù)上的提高而更加有意義。