摘 要：物理學(xué)科本身就是利用豐富的生活資源讓學(xué)生重演物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，利用掌握的物理規(guī)律去解釋生活中的具體問題，讓學(xué)生深深領(lǐng)略、感悟規(guī)律發(fā)現(xiàn)過程中處理方法的巧妙之處，體驗(yàn)探索和發(fā)現(xiàn)的喜悅，感受科學(xué)家探究和解決問題的過程中表現(xiàn)出來的毅力和大智慧，形成科學(xué)情感、科學(xué)態(tài)度。培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)就是要重視和盡可能地運(yùn)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

關(guān)鍵詞：物理學(xué)科核心素養(yǎng)；實(shí)驗(yàn)探究；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

2015年教育部下發(fā)的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)修訂稿》內(nèi)部征求意見稿中提出，物理學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理教育的過程中形成的適應(yīng)個(gè)人發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，其主要包含了四個(gè)方面的要素：物理觀念、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，凸顯了物理學(xué)科的價(jià)值及學(xué)生的專業(yè)成長。物理學(xué)科本身就是利用豐富的生活資源讓學(xué)生重演物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，利用掌握的物理規(guī)律去解釋生活中的具體問題，讓學(xué)生深深領(lǐng)略、感悟規(guī)律發(fā)現(xiàn)過程中處理方法的巧妙之處，體驗(yàn)探索和發(fā)現(xiàn)的喜悅，感受科學(xué)家探究和解決問題的過程中表現(xiàn)出來的毅力和大智慧，形成科學(xué)情感、科學(xué)態(tài)度。培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)就是要重視和盡可能地運(yùn)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

在物理教學(xué)中，為保證有效的課堂教學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往占據(jù)很重要的地位，教師不僅要重視學(xué)生的學(xué)科知識(shí)積累，更應(yīng)該重視學(xué)生主動(dòng)參與知識(shí)探究的全過程，著眼于學(xué)生的動(dòng)手能力和探索、驗(yàn)證習(xí)慣的培養(yǎng)。

基于以上認(rèn)識(shí)，筆者就“光的折射”物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中談?wù)劥龠M(jìn)物理學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)。

一、 在導(dǎo)入環(huán)節(jié)中借助生活案例，通過學(xué)生的自我展示來培養(yǎng)知識(shí)類物理觀念素養(yǎng)

物理觀念指的是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)，在深入理解物理學(xué)科特征的基礎(chǔ)上所獲得的對物理的概括性認(rèn)識(shí)。

如在本課題中的導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師提供一段自制視頻：在茶杯放入一枚硬幣，選擇合適角度恰好看不見，然后向茶杯慢慢注入水，慢慢地又可以看到硬幣了，這是為什么？屬于什么現(xiàn)象？

此時(shí)大膽給予學(xué)生表達(dá)的機(jī)會(huì)，學(xué)生在原有的認(rèn)知上很輕松地回答出是光的折射現(xiàn)象，同時(shí)也給予機(jī)會(huì)讓學(xué)生用自己語言給出光的折射規(guī)律，甚至還可以要求學(xué)生在黑板上把這種現(xiàn)象的光路圖畫出來。當(dāng)下的高中生的已經(jīng)具備一定的概括抽象事物的能力和語言組織能力，缺少的是用自己的語言來科學(xué)準(zhǔn)確地描述概念與規(guī)律的機(jī)會(huì)。在這一環(huán)節(jié)中通過學(xué)生的口頭表達(dá)和黑板的具體展示，加上教師的引導(dǎo)、師生一起討論，學(xué)生對物理知識(shí)就有了自己的思維加工，就有了深刻地理解，也就完成了本堂課的知識(shí)類物理觀念素養(yǎng)

二、 提供實(shí)驗(yàn)器材，通過實(shí)驗(yàn)來培養(yǎng)探究的素養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)是物理核心素養(yǎng)的主要部分，主要包括問題、證據(jù)、解釋、交流等要素。

在教學(xué)中將折射率的展示性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成學(xué)生探究型實(shí)驗(yàn)，按照素養(yǎng)的要素設(shè)計(jì)成“提出問題→猜想與假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)記錄→論證”的流程。具體而言，教師從學(xué)生已知入射角與折射角大小的定性關(guān)系為切入點(diǎn)，以尋找具體的定量關(guān)系為目標(biāo)，以提問的方式引導(dǎo)學(xué)生完成。在本環(huán)節(jié)中關(guān)鍵是教師要始終是作為旁觀者、引導(dǎo)者參與，所有的操作都是學(xué)生自行完成，問題式的引導(dǎo)貫穿實(shí)驗(yàn)探究的各個(gè)環(huán)節(jié)，由此訓(xùn)練學(xué)生思維的邏輯性和條理性，培養(yǎng)學(xué)生建模能力、運(yùn)用科學(xué)方法解決問題等方面的能力，這是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的關(guān)鍵點(diǎn)。

三、 實(shí)驗(yàn)后抽象概括、科學(xué)論證，著眼科學(xué)思維的培養(yǎng)

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）》中指出科學(xué)思維素養(yǎng)指的是構(gòu)建模型、理想化方法、質(zhì)疑推理、抽象概括、科學(xué)論證等方面的能力。

學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)探究后獲得了很多組光從空氣射向水中入射角與折射角的大小真實(shí)數(shù)據(jù)，并填入以下表格，這一環(huán)節(jié)就是要引導(dǎo)學(xué)生從真實(shí)數(shù)據(jù)中找出背后隱藏的定量規(guī)律，有兩個(gè)關(guān)鍵性的實(shí)踐要點(diǎn)需重視：①指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)就應(yīng)該考慮用表格來收集數(shù)據(jù)；②在論證總結(jié)環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生對兩者定量關(guān)系大膽猜測：角度之間關(guān)系、三角函數(shù)值之間關(guān)系、之和關(guān)系、之積關(guān)系、之比關(guān)系、二次方關(guān)系、三次方關(guān)系等等。這一過程可以鍛煉學(xué)生質(zhì)疑推理、抽象概括等方面的能力，教師適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)學(xué)生分析，逐一印證逐一排除入射角與折射角之間存在明顯不可能的定量關(guān)系，學(xué)生在真實(shí)的數(shù)據(jù)面前慢慢地會(huì)總結(jié)出是存在兩者正弦之比為定值的關(guān)系。

在這一過程中關(guān)鍵是讓學(xué)生面對數(shù)據(jù)大膽猜測大膽驗(yàn)證，為了證明兩者之比為定值結(jié)論的科學(xué)性，還可以引導(dǎo)學(xué)生用畫坐標(biāo)圖的方式或是提醒學(xué)生更換介質(zhì)再次實(shí)驗(yàn)來繼續(xù)印證，不斷地提升學(xué)生的科學(xué)思維素養(yǎng)。

四、 挖掘生活素材，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)魅力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感

只有真真實(shí)實(shí)的去動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，才能感受科學(xué)的魅力，只有真真實(shí)實(shí)沿著先輩們的路徑去體驗(yàn)，才會(huì)真正地理解物理規(guī)律的得出是多么的困難，先輩們處理問題的方法是多么高明。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中最后的總結(jié)環(huán)節(jié)，得出兩者的正弦值之比為常數(shù)的結(jié)論，并引入折射率這個(gè)物理量來反應(yīng)介質(zhì)對光線的偏折程度，這一過程看似很簡單、很順暢，但教師務(wù)必指明先輩們就是憑借扎實(shí)的理論知識(shí)、敏銳的洞察力、不斷地質(zhì)疑和論證、不斷的實(shí)驗(yàn)嘗試才會(huì)在大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中尋找出最本質(zhì)的規(guī)律。這一環(huán)節(jié)非常重要的，教師只有著眼于物理的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感，實(shí)驗(yàn)教學(xué)才會(huì)真正體現(xiàn)物理學(xué)科的本質(zhì)。

綜上所述，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的確是培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的有效教學(xué)方式。四方面學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)并沒有嚴(yán)格的先后順序之分，也沒有固定的模式可以借鑒套用，教師為保證有效性教學(xué)，首先得加強(qiáng)自身的知識(shí)積累、理解學(xué)科特點(diǎn)，教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)思維特點(diǎn)，將學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)理念穿插在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)，借助常見的生活案例，設(shè)計(jì)各種探究型實(shí)驗(yàn)，著眼于學(xué)生的全面發(fā)展，去真正推動(dòng)學(xué)生的物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

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作者簡介：

張建軍，浙江省臺(tái)州市，浙江省仙居縣城峰中學(xué)。