郭 燕

(江蘇省南通第一中學(xué) 226000)

在高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)之中，非常清晰地指出了本學(xué)科對于學(xué)生的核心素養(yǎng)要求，其中包含有基本物理觀念，以及與之相關(guān)的科學(xué)思維、探究及情感態(tài)度內(nèi)容，學(xué)生需要在據(jù)此形成科學(xué)的探索意識(shí)，在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行充分的觀察和思考，猜想與假設(shè)，并形成合理化探究方案，借助有效的方法對信息進(jìn)行分析和處理等.然而僅就目前情況來看，高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的情況并不能令人滿意，如果想要讓學(xué)生更具科學(xué)觀念，教師一定要有條不紊地推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，采取知識(shí)遷移、過程調(diào)整及目標(biāo)優(yōu)化等手段，確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果與學(xué)生科學(xué)觀念相結(jié)合，使學(xué)生得到更大的收獲.

一、在知識(shí)遷移中發(fā)現(xiàn)物理科學(xué)內(nèi)涵

物理科學(xué)內(nèi)涵有區(qū)別于其他學(xué)科的獨(dú)特之處，更加強(qiáng)調(diào)物理相關(guān)概念與規(guī)律等在思維之中的總結(jié)與提煉.對于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說，過程中所包含的內(nèi)容很廣，如教師前期的講解和演示，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃及動(dòng)手操作等，在整個(gè)過程中，學(xué)生將逐步產(chǎn)生獨(dú)立的結(jié)論，并在充分理解與消化后成為自身物理觀念的一部分.應(yīng)該說，這是一個(gè)典型的知識(shí)遷移過程，教師所要做的是幫助學(xué)生更有效地完成知識(shí)遷移，并保證物理科學(xué)內(nèi)涵的有機(jī)融入.現(xiàn)以打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對速度進(jìn)行測量的實(shí)驗(yàn)說明此問題，這個(gè)實(shí)驗(yàn)難度并不大，但對于學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)至為關(guān)鍵.在實(shí)驗(yàn)開始之前，教師可以和學(xué)生共同梳理初中時(shí)期已經(jīng)接觸過的磁場知識(shí)，再向?qū)W生說明不同類型打點(diǎn)計(jì)數(shù)器的用法.要求學(xué)生明確當(dāng)利用電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器過程中，需要將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器同交流電源相接，使電流方向?qū)Υ艌龇较蛟斐捎绊?，達(dá)到振片帶動(dòng)振針振動(dòng)的效果，紙上打點(diǎn)的預(yù)期目標(biāo)將得以實(shí)現(xiàn).同時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在實(shí)驗(yàn)研究中的重要意義.當(dāng)學(xué)生完成這個(gè)相對簡單的實(shí)驗(yàn)之后，會(huì)對打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所涉及的原理及其具體使用方法有所體會(huì)，這可以給后續(xù)借助打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對物體加速度進(jìn)行測量等實(shí)驗(yàn)奠定堅(jiān)實(shí).總的說來，教師對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行基于知識(shí)遷移的引導(dǎo)，可以讓學(xué)生對這部分知識(shí)點(diǎn)更有效而深入的吸收，使之迅速消化，成為知識(shí)體系之中一部分.

二、在過程調(diào)整后養(yǎng)成科學(xué)思維方法

其次，教師還應(yīng)當(dāng)和學(xué)生一道進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程的調(diào)整，也就是實(shí)地探究實(shí)驗(yàn)的演變過程，使學(xué)生產(chǎn)生更加科學(xué)的思維方法.物理學(xué)科核心素養(yǎng)之中，科學(xué)思維應(yīng)當(dāng)處在首位，其在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，重要性也相當(dāng)突出.我們普遍認(rèn)為：科學(xué)思維是基于物理專業(yè)視角，對客觀事物進(jìn)行深入探索的思維，它更容易讓事物的本質(zhì)屬性以及發(fā)展規(guī)律呈現(xiàn)在研究者面前，這是一種以經(jīng)驗(yàn)和事實(shí)為基礎(chǔ)的理想化思維，可以讓分析、研究、綜合推理以及邏輯論證等形式內(nèi)化為自身的一種認(rèn)知方式，最終可以達(dá)到提出創(chuàng)造性見解的效果.在高中物理教材中，涉及到了牛頓第一定律實(shí)驗(yàn)，這種類型的實(shí)驗(yàn)對于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程調(diào)整后養(yǎng)成科學(xué)思維方法極具代表性.比如教師首先對伽利略所做的探索過程進(jìn)行說明，指出伽利略利用觀察和探究的形式做出推斷，“如果不存在摩擦阻力的話，那么小球?qū)⒊掷m(xù)運(yùn)動(dòng)下去”，這樣的推斷同古希臘哲學(xué)家亞里士多德的觀點(diǎn)相互矛盾.接下來，使學(xué)生對原有的結(jié)論提出質(zhì)疑，養(yǎng)成其勤學(xué)善思的科學(xué)思維.最后要求學(xué)生進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)狀態(tài)，根據(jù)教材中的提示設(shè)計(jì)并完成斜面實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)演變過程中得到最終的結(jié)論：物體如果進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，無需借助力加以維持.整個(gè)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)及演變過程中，學(xué)生的科學(xué)思維方法將逐步深入，最終形成積極探究和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的良好心理習(xí)慣.

三、在目標(biāo)優(yōu)化下關(guān)注科學(xué)探究形式

高中生科學(xué)觀念的形成，不但需要自身思維的調(diào)整，而且還要有科學(xué)探究形式與之相配合，從而真正改變學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)方式，將其主體地位突顯出來.對于高中物理教師來講，一定要接受這一理念，并從目標(biāo)優(yōu)化的角度出發(fā)，使學(xué)生在探究中自覺訓(xùn)練科學(xué)觀念.比如以實(shí)驗(yàn)方式探索加速度同力和質(zhì)量的關(guān)系，屬于高中生要做的重要探究性實(shí)驗(yàn).對于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，教材中僅指出了基本目標(biāo)，但卻沒能對實(shí)驗(yàn)儀器如何使用、實(shí)驗(yàn)過程如何操作等具體目標(biāo)付之闕如，要求學(xué)生以自主探究的方式得到.在進(jìn)行到這一實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)對本次實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)向?qū)W生講解清楚，給學(xué)生的自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程奠定基礎(chǔ).這樣學(xué)生便可以基于“在物體質(zhì)量出現(xiàn)改變的時(shí)候，加速度會(huì)怎樣變化”的疑問，對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行具體設(shè)計(jì).而實(shí)驗(yàn)時(shí)如何對物體加速度加以測量屬于重難點(diǎn)內(nèi)容，在教師的提示下，學(xué)生可以借助打點(diǎn)計(jì)數(shù)器、小車、砝碼盤、紙帶一類工具，完成物體加速度測量的目標(biāo)，并按照要求繪制形成小車加速度同質(zhì)量之間關(guān)系的曲線.當(dāng)曲線繪制完成之后，將更清晰地看到關(guān)系圖像的特點(diǎn)，而依然無法直觀看到a同m之間的關(guān)系.這時(shí)教師依然要發(fā)揮出目標(biāo)引導(dǎo)功能，和學(xué)生一同對圖像性質(zhì)加以分析，讓學(xué)生借助數(shù)學(xué)思維猜想的辦法，弄清楚a同1/m之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，并形成與之相對應(yīng)的圖像，從而得到結(jié)論：加速度a同質(zhì)量m之間屬于反比關(guān)系.實(shí)驗(yàn)過程中，目標(biāo)變得更加清晰，遵循了科學(xué)探究的原則，分步驟地引導(dǎo)學(xué)生參與，使學(xué)生感受變量控制方法、圖像繪制方法等，學(xué)生的觀察能力、思維能力、分析能力、協(xié)作交流能力得到同步鍛煉，科學(xué)觀念更是得到了有效提升.

在高中物理教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義不言自明，對于學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)尤其是科學(xué)觀念形成起著決定性作用.在實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生關(guān)注科學(xué)探究.而考慮到如今的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)實(shí)情況，教師需要對此類課程采取更為關(guān)切的態(tài)度，發(fā)揮出自身主導(dǎo)功能，引領(lǐng)學(xué)生主動(dòng)參與到課堂中來，以更積極的態(tài)度與教師共同推動(dòng)知識(shí)遷移、過程調(diào)整及目標(biāo)優(yōu)化等工作，促進(jìn)課堂的深化改革.