孫濤

[摘 要]培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)是當(dāng)前教育的根本。結(jié)合物理學(xué)科的特點(diǎn)及物理學(xué)科的核心素養(yǎng)，更加凸顯高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性。高中物理教師要掌握科學(xué)的教學(xué)方法，以高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)為重要依托，可采取“五問(wèn)教學(xué)法”，把對(duì)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)落到實(shí)處。

[關(guān)鍵詞]高中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；五問(wèn)教學(xué)法

近年來(lái)，全面培養(yǎng)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)已經(jīng)成為教育改革的主旋律。物理學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育過(guò)程中逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生通過(guò)物理學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)，是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要構(gòu)成。

物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分，即提出科學(xué)問(wèn)題、形成猜想和假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋?zhuān)约皩?duì)科學(xué)探究過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行交流、評(píng)估、反思的能力。在課堂上通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生演示、觀察、思考、討論、總結(jié)，會(huì)使教學(xué)效果事半功倍。美國(guó)伊克中學(xué)的校訓(xùn)這樣寫(xiě)道：“讓我看，我記不?。蛔屛衣?tīng)，我會(huì)忘記；讓我參與，我就會(huì)理解、明白！”因此，在課堂教學(xué)過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)分析與評(píng)價(jià)非常重要。

一、高中學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

在“大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新”的新時(shí)代，如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維和動(dòng)手能力，是每一位教育者都必須思考的問(wèn)題，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是一個(gè)培養(yǎng)學(xué)生能力的重要平臺(tái)。然而站在教師和學(xué)生的角度，考慮到課堂教學(xué)的實(shí)際，物理實(shí)驗(yàn)命題又遵從了源于課本而又不拘泥于課本的規(guī)律，著重考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ拿}要求，并且逐年加大了對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾?。物理?shí)驗(yàn)的重要性更加突顯。但從學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的掌握來(lái)看，仍然存在很多不足，在學(xué)習(xí)過(guò)程中存在很多困難，同時(shí)給教師的課堂教學(xué)也帶來(lái)了很多困惑。教師反復(fù)講、講反復(fù)，但對(duì)于學(xué)生而言，仍然是常講常新、常講常忘。怎樣才能把多個(gè)復(fù)雜的環(huán)節(jié)合理、順暢地連接在一起，形成有機(jī)的整體，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率呢？

由于過(guò)去長(zhǎng)期以來(lái)所形成的教育觀念和教學(xué)方式?jīng)]能給學(xué)生提供更多的活動(dòng)空間和體驗(yàn)場(chǎng)所，致使學(xué)生動(dòng)手能力較差，常用固有思維方式學(xué)習(xí)和解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，導(dǎo)致事倍功半。學(xué)生容易陷入以下誤區(qū)：一是把實(shí)驗(yàn)從物理學(xué)科的整體學(xué)習(xí)中孤立出來(lái)，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)是獨(dú)立的，加大了學(xué)習(xí)難度；二是沒(méi)有把實(shí)驗(yàn)與理論緊密聯(lián)系，不能追根溯源，沒(méi)有意識(shí)到物理實(shí)驗(yàn)是理論學(xué)習(xí)的延伸和拓展，是通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段對(duì)物理知識(shí)的探究和驗(yàn)證。三是學(xué)生普遍感覺(jué)與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的學(xué)習(xí)內(nèi)容復(fù)雜繁瑣，涉及多個(gè)方面、多個(gè)環(huán)節(jié)，如實(shí)驗(yàn)原理、目的、器材、步驟、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等，且一個(gè)實(shí)驗(yàn)又有多種方法，導(dǎo)致易忘、易混，由此產(chǎn)生了畏難情緒；四是對(duì)于創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不知如何下手，不能把已有知識(shí)和設(shè)計(jì)要求相聯(lián)系，不能把設(shè)計(jì)目標(biāo)逐級(jí)分解回歸到基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中。

二、五問(wèn)教學(xué)法初探

為了幫助教師和學(xué)生解決在教與學(xué)中遇到的困難，筆者在長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)反思中，總結(jié)提煉出了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的“五問(wèn)教學(xué)法（WWHCA）”，即學(xué)習(xí)過(guò)程中遵循著“做什么（What）—為什么（Why）—怎么做（How）—得什么（Conclusion）—怎么好（Analysis）”這樣一個(gè)逐級(jí)追問(wèn)的思維脈絡(luò)，讓學(xué)生在追問(wèn)中深入理解、快樂(lè)學(xué)習(xí)，也可以簡(jiǎn)稱(chēng)為WWHCA教學(xué)法。學(xué)習(xí)是通過(guò)親身經(jīng)歷而獲取知識(shí)、技藝、態(tài)度、心理概念或價(jià)值觀的過(guò)程。此種學(xué)習(xí)法的主要特點(diǎn)是注重學(xué)習(xí)過(guò)程中思維發(fā)展的邏輯性和知識(shí)呈現(xiàn)的緊密性，引導(dǎo)學(xué)生突破物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的瓶頸。

在教學(xué)中，這種方法可將一個(gè)復(fù)雜的、碎片化的物理實(shí)驗(yàn)連接成一個(gè)有機(jī)的教學(xué)整體，使學(xué)生較容易掌握重點(diǎn)，突破難點(diǎn)。在逐級(jí)追問(wèn)中完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)。如第一問(wèn)是關(guān)于實(shí)驗(yàn)需要做什么、完成什么內(nèi)容，這就是實(shí)驗(yàn)?zāi)康?；第二?wèn)是關(guān)于實(shí)驗(yàn)為什么要這樣做，指向?qū)嶒?yàn)原理；第三問(wèn)是關(guān)于怎樣做實(shí)驗(yàn)、需要什么儀器做實(shí)驗(yàn)，涉及實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)步驟；第四問(wèn)是關(guān)于實(shí)驗(yàn)最終要得到什么樣的結(jié)論，關(guān)系到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和實(shí)驗(yàn)結(jié)論；第五問(wèn)是思考怎樣做才能更好地完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)、提高實(shí)驗(yàn)精度，這就需要對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行誤差分析（見(jiàn)圖1）。

為了進(jìn)一步說(shuō)明五問(wèn)教學(xué)法的使用價(jià)值和使用方法，下面將以高中物理必修一中“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)為例，加以闡述。

1.做什么

這是五問(wèn)教學(xué)法的第一個(gè)環(huán)節(jié)，也就是實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ǔＲ彩菍?shí)驗(yàn)的標(biāo)題和實(shí)驗(yàn)的任務(wù)，在實(shí)驗(yàn)的第一個(gè)任務(wù)驅(qū)動(dòng)下，開(kāi)始實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)。本實(shí)驗(yàn)的任務(wù)是：在學(xué)生已經(jīng)知道力是物體產(chǎn)生加速度的原因，了解了在相同力的作用下加速度的大小還與物體的質(zhì)量有關(guān)的基礎(chǔ)之上，研究加速度與力和質(zhì)量三者間的定量關(guān)系。

2.為什么

思考為了完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康乃扇〉姆椒ê褪侄危约盀槭裁匆眠@種方法或手段。指向?qū)嶒?yàn)的基本原理。即控制變量法的實(shí)驗(yàn)原理。分為以下兩種情況：一是保持物體不變，測(cè)量物體在不同作用力下的加速度，探究加速度與外力的關(guān)系。采用根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制圖象的方法。

二是保持物體受力相同，測(cè)量不同物體在該力作用下的加速度，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。采用根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制圖象的方法。

3.怎么做

這是五問(wèn)教學(xué)法中的關(guān)鍵一步，決定著實(shí)驗(yàn)是否成功及其準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)器材包括打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶及復(fù)寫(xiě)紙片、小車(chē)、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、小桶和砂、細(xì)繩、天平砝碼等。實(shí)驗(yàn)步驟為：

（1）用天平測(cè)出小車(chē)和小桶的質(zhì)量M和m，把數(shù)值記錄下來(lái)；

（2）按圖把實(shí)驗(yàn)器材裝好，不掛小桶；

（3）平衡摩擦力：在長(zhǎng)木板不帶定滑輪的一端墊上一塊薄木塊，讓小車(chē)能在其上面做勻速運(yùn)動(dòng)；

（4）保持小車(chē)質(zhì)量不變，改變所掛重物的質(zhì)量，重復(fù)步驟4，把與不同作用力對(duì)應(yīng)的紙帶標(biāo)好。

4.得什么

這是在完成實(shí)驗(yàn)操作之后的深加工，也是順利完成實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵一步，即實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理的方法有很多種，但準(zhǔn)確性各不相同，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮吞攸c(diǎn)合理選擇處理數(shù)據(jù)的方法。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理和步驟，本實(shí)驗(yàn)分兩步進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，填表并繪制圖形（見(jiàn)表1、表2、圖2）。

5.怎么好

這一環(huán)節(jié)要思考為了保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要考慮的注意事項(xiàng)，以免產(chǎn)生較大實(shí)驗(yàn)誤差。這也是在實(shí)驗(yàn)完成之后所進(jìn)行的深入反思，可以提出有利于提高實(shí)驗(yàn)精確度的改進(jìn)意見(jiàn)，重點(diǎn)在于實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)和誤差分析。主要包括以下內(nèi)容：

（1）砂和小桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量；

（2）在平衡摩擦力時(shí)，需要懸掛小桶，但小車(chē)應(yīng)連著紙帶且接通電源；

（3）用手給小車(chē)一個(gè)初速度，如果在紙帶上打出的點(diǎn)的間隔是均勻的，表明小車(chē)受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡；

（4）實(shí)驗(yàn)前要調(diào)整滑輪的高度使拉小車(chē)的細(xì)線與木板平行，摩擦力平衡后，木板的傾角不能改變。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：物體的加速度與物體的質(zhì)量成反比，與物體合外力成正比。

三、對(duì)五問(wèn)教學(xué)法的反思

教學(xué)方法是對(duì)學(xué)生素養(yǎng)培養(yǎng)最直接、最穩(wěn)定的影響因素，也是教學(xué)經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)簡(jiǎn)約的概括，對(duì)教師來(lái)講，有直接的應(yīng)用價(jià)值和借鑒意義。教學(xué)方法包括教師教的方法（教授法）和學(xué)生學(xué)的方法（學(xué)習(xí)法）兩方面，是教授方法與學(xué)習(xí)方法的統(tǒng)一。教授法必須依據(jù)學(xué)習(xí)法，否則便會(huì)因缺乏針對(duì)性和可行性而不能有效地達(dá)到預(yù)期目的。由于教師在教學(xué)過(guò)程中處于主導(dǎo)地位，所以在教法與學(xué)法中，教法處于主導(dǎo)地位。但是沒(méi)有一種教學(xué)方法是一成不變的，要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況實(shí)施教學(xué)，方能取得良好的教學(xué)效果，提高課堂教學(xué)效率。五問(wèn)教學(xué)法中的問(wèn)題環(huán)環(huán)相扣，相互之間緊密聯(lián)系、不可分割，成為一個(gè)有機(jī)的整體，有利于學(xué)生整體建構(gòu)知識(shí)體系，為培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)創(chuàng)設(shè)新的支點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)（編者略）

（責(zé)任編輯 郭向和）