吳增錦

(高郵市第一中學 江蘇 揚州 225600)

加強實驗教學提升核心素養(yǎng)

吳增錦

(高郵市第一中學 江蘇 揚州 225600)

目前，以“核心素養(yǎng)”為主體的新課程標準體系正逐漸取代以知識結構為重心的傳統(tǒng)課程標準體系，倡導核心素養(yǎng)導向的物理教學，是體現(xiàn)物理課程價值的需求．物理教師應該加強物理核心概念的來由、注重物理研究的科學思維、關注學生真實的情感體驗、樹立正確的科學態(tài)度及責任意識，教師應加強實驗教學培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)．

物理 核心素養(yǎng) 實驗教學

學生高中畢業(yè)10年再聚會時，常與學生聊聊物理，學生常常笑著說：物理規(guī)律基本上都“還給”我了，但物理學研究問題的思維方法、科學態(tài)度一直應用于他們的學習、生活和工作中，是不會被遺忘的．這些被學生終身保持的、成為他們行為習慣的就是一個人的基本素養(yǎng)，培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)才是中學物理課程的最大價值[1]．物理學科核心素養(yǎng)是學生在接受物理教育過程中逐步形成的適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力，是學生物理學科核心素養(yǎng)的關鍵部分，主要由“物理觀念”、“科學思維”、“實驗探究”、“科學態(tài)度與責任”等4個方面的要素構成[2]．

實施核心素養(yǎng)導向下的物理教學，需要物理教師轉(zhuǎn)變教學的價值觀念，意識到物理教學應圍繞核心概念展開教學，而不是圍繞考試試題展開教學；物理教學的目的不在于對物理知識的記憶和再現(xiàn)，而在于知識的應用、思維方法的培養(yǎng)，在發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的過程中逐步形成物理學科核心素養(yǎng)．物理學科核心素養(yǎng)是一種行為習慣和思維能力，習慣和能力的培養(yǎng)不僅需要學習體驗，更離不開學習者的親身實踐——物理實驗，物理是一門以實驗為基礎的自然學科，因此，物理老師要在平時的教學過程中加強實驗教學，提升學生核心素養(yǎng)．

1 實驗教學有利于幫助學生形成物理觀念

很多物理概念和規(guī)律是抽象的、深奧的，學生很難理解，通過實驗教學可使抽象的概念形象化，深奧的規(guī)律簡單化，如磁場中安培力、洛倫茲力概念、電容器和電感器在交流電路中的作用等等．教學時教師通過形象具體的物理現(xiàn)象建立物理表象，讓學生體驗物理知識的發(fā)現(xiàn)過程和應用價值，使學生真正理解物理知識和核心概念的內(nèi)涵，真正形成自己的物理觀念．

滑動摩擦力的方向，是高中物理教學的重點，也是高中物理教學的難點，還是高考的熱點．滑動摩擦力的方向難就難在是與物體運動方向相反，還是與物體間的相對運動的方向相反．下面介紹通過實驗突破“摩擦力方向”的實驗教學．教師和每個學習小組配有一把長毛刷(理發(fā)用的)．教師一邊演示、學生一邊操作，同時要求學生觀察長毛刷的毛傾斜的方向(即為長毛刷所受摩擦力的方向)和通過手心感受手所受摩擦力的方向：

(1)左手心朝上平放、保持不動，右手抓住長毛刷沿手心向右滑動;

(2)右手抓住長毛刷不動，左手心朝上與長毛刷緊密接觸且向左移動;

(3)右手抓住長毛刷向右運動，左手心朝上與長毛刷緊密接觸且向左移動；

(4)右手抓住長毛刷，左手心朝上與長毛刷緊密接觸，兩手同時向右運動，但右手運動稍快些;

(5)右手抓住長毛刷，左手心朝上與長毛刷緊密接觸，兩手同時向右運動，但左手運動稍快些．

實驗發(fā)現(xiàn)：前4種情況摩擦力方向相同，第5種情況與前4種情況摩擦力方向不同，教師讓學生描述現(xiàn)象、分析原因、歸納要點、從而得出結論．這種實驗教學將主要的教學活動還給學生，學生依靠自己或與同學合作一步一步地探究出滑動摩擦力的方向，這個結論一輩子都不會遺忘．當然，靜摩擦力的方向也可用該實驗器材進行探究．

物理實驗教學的重要目的就是改變只注重知識和結論而忽視規(guī)律形成過程的教學方法，通過實驗教學，學生觀察到的物理現(xiàn)象、形成的物理概念、總結出的物理規(guī)律是理解的，不是死記硬背的，印象是深刻的、不會遺忘的．

2 實驗教學是培養(yǎng)和提升科學思維的重要途徑

實驗現(xiàn)象與物理概念、規(guī)律(理論)之間有很大的差距，對于人腦來說，觀察是信息的采集與輸入，思維則是信息的加工與處理，實驗現(xiàn)象與實驗數(shù)據(jù)，有利于學生對現(xiàn)象進行比較、分析，加上想象、聯(lián)想、推理等一系列的思維過程，最后作出總結判斷[3]，完成從感性到理性的第一次飛躍過程；尤其是學生實驗失敗時，教師放手讓學生自己去追尋問題的根源，引導學生發(fā)散思維，進行多角度、多方位的猜想，摸索解決問題的各種途徑，有助于培養(yǎng)學生研究物理問題的思維方法，從而提升了學生的科學思維．

打點計時器是高中物理多個力學實驗中的重要器材，在進行教學時，教師對照打點計時器介紹構造及原理，并進行打點試驗，這樣的實驗教學是粗淺的，教學效果是不理想的．教師可做如下改進：教師準備一個節(jié)拍器(網(wǎng)上可購買)或手機中安裝節(jié)拍器軟件，每個學習小組準備一支水彩筆和多根紙帶．

(1)讓學習小組右側(cè)學生手握水彩筆，當聽到節(jié)拍器發(fā)出“嘀”聲時就在草稿本上“打”一個點，讓學習小組左側(cè)學生練習沿直線拉紙帶．

(2)讓兩位同學合作，左側(cè)學生沿直線拉紙帶，右側(cè)學生用水彩筆在紙帶上“打”點．

(3)比較不同學習小組打出的紙帶上相鄰點的間距大小并引導學生分析原因．

(4)介紹打點計時器的構造、工作原理．

(5)將輸液用的500 ml瓶中裝適量水，并在水中滴數(shù)滴紅墨水并搖勻，連同輸液管一起固定在鐵架臺上，調(diào)節(jié)好輸液管的滴水速度，讓一位同學手提鐵架臺在教室內(nèi)走一圈，時而加速運動，時而減速運動，并讓學生觀察地面上的紅色水滴．

(6)有條件的教師演示用頻閃攝影技術拍攝小球做自由落體運動，獲得小球做自由落體運動的頻閃照片．

通過以上實驗教學，不僅可以讓學生真正理解打點計時器的工作原理，還可以讓學生理解打點法、滴水法、頻閃照相法研究勻變速直線運動的思想方法．

3 實驗教學能提高實驗探究技能培養(yǎng)創(chuàng)新意識

由于教材中安排的分組實驗從實驗目的、實驗原理、實驗器材到實驗環(huán)節(jié)、實驗數(shù)據(jù)、實驗結論全部預設好，所有學生只要按照固定的實驗步驟，在同一時間用相同器材、相同方法完成同一實驗，得出相同結論，從而導致學生發(fā)現(xiàn)問題的能力、合理猜測的能力、設計實驗探究方案的能力和獲取證據(jù)、分析論證、合作與交流、評估和反思的能力得不到提高．所以教師在實驗教學時，要挖掘教材及教參中沒有的實驗，這就需要教師啟迪學生及自身智慧進行拓展實驗教學，學生通常面對的是未知的、開放性的問題，沒有現(xiàn)成的實驗步驟和數(shù)據(jù)，也沒有明確的結論，學生只有充分利用所學的知識、經(jīng)驗和物理素養(yǎng)，創(chuàng)造性地運用自己積累的理論和物理研究方法，提出種種猜想，不斷設計實驗方案，通過拓展實驗進行探究、論證，反思、修正，最終得出結論．當然，拓展實驗還可以培養(yǎng)學生多項能力，如實驗前查閱資料，汲取重要信息，可培養(yǎng)閱讀、自學能力；實驗時要動手安裝實驗器材并操作實驗器材進行實驗，從而培養(yǎng)了操作能力；實驗時認真觀察，提高觀察能力；有些實驗現(xiàn)象讓學生感到驚奇、有趣，激發(fā)學生的求知欲，促進學生去探究緣由，從而培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，等等．如驗證機械能守恒定律，教師不僅讓學生用落體法進行驗證，還要引導學生用單擺法、彈性勢能與動能轉(zhuǎn)化法、系統(tǒng)法進行驗證，測速度可用紙帶法、平拋法、光電門法等，這樣的拓展實驗更能提升學生的實驗探究能力．

4 實驗教學有利于學生科學態(tài)度與責任意識的養(yǎng)成

實驗本身是一個嚴格的科學過程，由于某種偶然因素的出現(xiàn)都會導致實驗失敗，所以實驗要想成功，必須一絲不茍，來不得半點閃失，從而培養(yǎng)學生嚴肅認真的態(tài)度及對實驗結果的實事求是的作風．實驗中常常出現(xiàn)意料之外的現(xiàn)象，教師要引導學生追溯其原因，不僅能擴大知識面，而且有利于培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W作風和捕捉機遇、獲得成功的本領．實驗往往需要兩人或多人協(xié)作才能完成，從而培養(yǎng)了學生交流合作能力．實驗教學過程中教師還可利用科學家(如法拉第)發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的歷程激發(fā)學生不服輸?shù)囊庵酒焚|(zhì)，培養(yǎng)吃苦耐勞的精神和責任意識，培養(yǎng)學生愛國主義情操、民族自尊心等，促進學生形成科學的世界觀、人生觀、價值觀[3]．

毋庸置疑，物理實驗教學是提升學生物理學科核心素養(yǎng)的最有效途徑，因而筆者認為，教師在教學過程中，要盡量挖掘更多的實驗進入課堂，督促學生認真完成不能進入課堂的課外實驗，同時做到實驗的“主體角色轉(zhuǎn)變”，即能讓學生獨立做的實驗教師不參與，不能讓學生獨立做的實驗由教師與學生一起做、變“教學”為“導學”、變“演示實驗”為“師生協(xié)同實驗”[4]．學生親自設計實驗方案并親自動手實驗，在觀察、分析、推理、歸納的過程中切實提升學生的物理學科核心素養(yǎng)．

1 林欽，陳峰，宋靜.關于核心素養(yǎng)導向的中學物理教學的思考.課程·教材·教法， 2015，35(12)：90

2 彭前程. 積極探索基于核心素養(yǎng)理念下的物理教學.中學物理，2016，34(3)：2

3 許美嵩,吳增錦.挖掘課外實驗.發(fā)揮實驗功效.中國科教創(chuàng)新導刊，2009，(32)：91～92

4 謝春，趙林明.核心素養(yǎng)導向的高中物理演示實驗創(chuàng)新.物理教學，2016，38(6)：50

2016-12-07)