何匯川 王曉璐

(貴州師范大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽 550025)

在物理教學(xué)中知識的應(yīng)用是不可或缺的重要環(huán)節(jié)，知識應(yīng)用對知識的鞏固、理解有著重要作用，大多數(shù)教師都是通過習(xí)題課達(dá)到使學(xué)生應(yīng)用知識、復(fù)習(xí)知識的目的。《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》指出:學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。[1]顯然物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)已經(jīng)成為物理課程目標(biāo)，所以物理知識的綜合應(yīng)用也應(yīng)該不斷創(chuàng)新，引導(dǎo)學(xué)生將自己所學(xué)的物理知識應(yīng)用于實際問題的解決，為物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)發(fā)揮更大的作用。

1 在課堂教學(xué)中布置物理小制作任務(wù)

教師在完成了知識的教學(xué)與總結(jié)之后，需要引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用知識解決問題。在傳統(tǒng)的物理教學(xué)中，教師通常會給出與所學(xué)知識相關(guān)的習(xí)題，讓學(xué)生解答以達(dá)到使學(xué)生應(yīng)用知識的目的。針對這一環(huán)節(jié)，為培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，可以增加學(xué)生動手操作、運用知識自主探究的機(jī)會，開展課堂小制作等活動。在單元總結(jié)復(fù)習(xí)的課堂上，教師同樣可以推出綜合應(yīng)用這一章知識的小制作。

在物理知識應(yīng)用環(huán)節(jié)進(jìn)行課堂小制作，有利于學(xué)生深入理解知識，學(xué)生在制作過程中可積累感性認(rèn)識，形成物理觀念。同樣在制作過程中，學(xué)生通過對制作中出現(xiàn)的實際問題解決、自主思考與探究，可培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

案例一：在“法拉第電磁感應(yīng)定律”的教學(xué)中，學(xué)生學(xué)習(xí)了導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生動生電動勢的知識，教師可以提供器材，引導(dǎo)學(xué)生制作“人力小電燈”，學(xué)生利用磁鐵產(chǎn)生磁場，連接電路，運用電磁感應(yīng)知識，由人提供動力使導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而點亮小燈泡。在小燈泡被點亮的瞬間，學(xué)生將會受到鼓舞，學(xué)生對于物理學(xué)的學(xué)習(xí)熱情將會進(jìn)一步得到激發(fā)，同時在實際制作過程中，學(xué)生通過解決制作過程中遇到的問題，培養(yǎng)了他們的科學(xué)探究能力。在制作完成后，教師可以提出如下問題，引導(dǎo)學(xué)生討論、交流。

師:在使“人力小電燈”發(fā)光的過程中經(jīng)歷了怎樣的能量轉(zhuǎn)化？

生:由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能。

在此問題中，通過提問，使學(xué)生再次回顧制作過程，初步形成能量觀念。

師:如果點亮的不只是這一只小燈泡，而是千家萬戶的燈泡，那人力提供的機(jī)械能還夠用嗎？應(yīng)該怎么辦呢？

生:不夠用，如果需要大量電能，可以用水力或風(fēng)力代替人力。

師:利用水力和風(fēng)力發(fā)電有什么優(yōu)勢呢？

生:利用水力與風(fēng)力發(fā)電可保護(hù)環(huán)境，而且水能和風(fēng)能是可再生能源。

通過這些問題，使學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境之間的關(guān)系，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。在物理教學(xué)中開展小制作活動，不僅能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)造能力，還能使學(xué)生靈活運用物理知識。[2]

2 通過課外活動豐富學(xué)生的知識應(yīng)用

物理知識的應(yīng)用不應(yīng)局限于課堂之中，課外活動、物理設(shè)計創(chuàng)新賽等同樣可以給學(xué)生運用物理知識的機(jī)會，有效培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

2.1 課外活動

將對于一節(jié)課知識的應(yīng)用，可擴(kuò)展為對學(xué)生已有物理知識的綜合應(yīng)用，更能有效地培養(yǎng)學(xué)生對于物理的學(xué)習(xí)興趣，同時也有利于自身知識體系的進(jìn)一步梳理與整合。在教學(xué)安排中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生參與課外活動，以實踐為載體，促成學(xué)生物理觀念的凝練、科學(xué)思維的養(yǎng)成、實驗探究能力的提升和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的形成，這是物理教學(xué)的改進(jìn)思路之一。[3]通過活動可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，深化學(xué)生對知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。在學(xué)?？萍颊桂^中放置物理模型，播放解釋其物理原理的視頻。此外，劃定特定區(qū)域，提供器材，供學(xué)生進(jìn)行物理小制作，同時配備指導(dǎo)教師，為學(xué)生提供指導(dǎo)，保證學(xué)生的操作安全。學(xué)生通過觀察模型與觀看視頻，眼前的學(xué)習(xí)內(nèi)容與自己腦海中的物理知識形成共鳴，激發(fā)了他們運用物理知識動手制作的興趣。學(xué)生通過動手制作，運用相關(guān)物理知識解決制作中遇到的實際問題，可加深他們對相關(guān)知識的理解。這一過程提高了學(xué)生的動手能力，更重要的是在該過程中學(xué)生積累了大量的感性認(rèn)識，有利于核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)的落實。

案例二：在科技館內(nèi)擺放蒸汽機(jī)模型，同時播放蒸汽機(jī)的歷史介紹和原理講解。學(xué)生觀看了模型和原理視頻之后，再提供場地與器材，供學(xué)生自己動手制作簡易的蒸汽機(jī)，蒸汽機(jī)工作需要的內(nèi)能可以由酒精燈提供，氣缸可以用易拉罐代替，傳動裝置和活塞可以用注射器和鋼絲改裝代替，飛輪用光盤代替，底座可以用木塊粘合而成。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生組成小組，運用物理知識進(jìn)行簡易蒸汽機(jī)的組裝與試驗。一方面，試驗的成功直接給予學(xué)生以鼓勵，使學(xué)生對于物理的學(xué)習(xí)興趣得到進(jìn)一步激發(fā)；另一方面，學(xué)生直觀地體驗了內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程，對于能量轉(zhuǎn)化積累了新的感性認(rèn)識，有利于學(xué)生能量觀念的形成。

2.2 物理創(chuàng)新設(shè)計大賽

可以由學(xué)校主辦“科學(xué)創(chuàng)新節(jié)”，在各個年級中分別開展“物理創(chuàng)新設(shè)計大賽”，旨在讓學(xué)生聯(lián)系生活實際，學(xué)以致用，將學(xué)到的物理知識與生活實際聯(lián)系起來，進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，把知識應(yīng)用、環(huán)保等作為重要的評價內(nèi)容。由教師指導(dǎo)，各個班級先進(jìn)行內(nèi)部評選，之后進(jìn)行校級評選。這種方式將會在全校范圍內(nèi)營造出創(chuàng)新的氛圍，學(xué)生的創(chuàng)新潛能會被極大地激發(fā)出來。學(xué)生基于所學(xué)物理知識，聯(lián)系生活實際，進(jìn)行設(shè)計制作，根據(jù)大賽主題，自主選擇設(shè)計方向，制定方案、自主制作、解決實際問題。在這個過程中，提高了學(xué)生綜合運用知識的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識，利用生活中隨處可見的塑料瓶、吸管、氣球等物品進(jìn)行制作，增強(qiáng)了學(xué)生的環(huán)保意識，提高了他們的動手能力。同時，通過活動的體驗，學(xué)生深化了對物理知識的理解，對其物理觀念的形成、科學(xué)探究能力的培養(yǎng)會起到很大作用。以“學(xué)以致用”為大賽要旨，以設(shè)計的作品可應(yīng)用于社會為目標(biāo)，也將對學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的養(yǎng)成起到很大作用。

案例三：在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生運用“溫度和溫標(biāo)”的知識，利用小玻璃瓶、橡皮塞、墨水與吸管制作溫度計,將它放在教室內(nèi)顯示溫度，在制作溫度計的時候，學(xué)生應(yīng)用了“熱脹冷縮”“冰水混合物的溫度為零攝氏度”“沸水溫度為一百攝氏度”等物理規(guī)律與知識。

案例四：有學(xué)生覺得夏天教室內(nèi)十分炎熱，影響大家學(xué)習(xí)，在任課教師的指導(dǎo)下，學(xué)生決定組裝太陽能電風(fēng)扇為教室降溫，在項目設(shè)計與組裝制作中，學(xué)生利用頭腦中電路的相關(guān)知識解決實際問題，在這一過程中學(xué)生對能量轉(zhuǎn)化也能夠積累更多的感性認(rèn)識，培養(yǎng)了他們能量觀念。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生制作的目的都是為了服務(wù)老師和同學(xué)，同時所用的器材考慮到了廢物利用，所利用的能源也是優(yōu)先考慮環(huán)保的、清潔的能源，以在此過程中也培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

3 結(jié)語

物理知識的綜合應(yīng)用對于學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)至關(guān)重要，學(xué)生在動手制作等過程中，對相關(guān)物理知識進(jìn)行了回顧、梳理，加深了理解，在解決實際問題的過程中體驗了科學(xué)探究過程。動手制作是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的有效路徑，教師應(yīng)注意在知識應(yīng)用環(huán)節(jié)增加學(xué)生動手制作的機(jī)會，讓學(xué)生在實際的問題情境中，自主思考、動手制作，增加感性認(rèn)識，提高學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。