周 鵬 張錫娟

(1.江蘇省揚(yáng)州中學(xué),江蘇 揚(yáng)州 225009;2.揚(yáng)州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,江蘇 揚(yáng)州 225009)

物理學(xué)是建立在大量觀察和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的科學(xué)，近年來由于受到應(yīng)試教育等因素的影響,中學(xué)物理教學(xué)正經(jīng)歷前所未有的困境。首先,目前一些學(xué)校的應(yīng)試傾向剝奪了學(xué)生走進(jìn)生活、接觸社會(huì)的機(jī)會(huì),使得學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象缺乏感性認(rèn)識(shí),也使得物理教學(xué)“缺物少理”。其次,一些學(xué)校的物理教學(xué)嚴(yán)重脫離實(shí)驗(yàn),課本上列出的實(shí)驗(yàn)都不能保證做齊、做好,更別說拓展性的實(shí)驗(yàn)了。在很大程度上實(shí)驗(yàn)教學(xué)還僅僅滿足于用紙和筆“做”實(shí)驗(yàn),學(xué)生與豐富的物理現(xiàn)象和事實(shí)直接接觸的機(jī)會(huì)甚少,只能按部就班地進(jìn)行刻板的技能訓(xùn)練,缺乏實(shí)驗(yàn)意識(shí),不會(huì)提問,無法創(chuàng)新。再次,盡管我們的改革口號(hào)喊得震天響,教學(xué)要以人為本,教學(xué)已很難真正激發(fā)學(xué)生的興趣和探究欲望,學(xué)生在初中階段培養(yǎng)的物理學(xué)習(xí)興趣到了高中后迅速衰減,物理學(xué)習(xí)也變得越發(fā)困難。

隨著教學(xué)改革的不斷推進(jìn)和深入,人們已清醒地認(rèn)識(shí)到輕視物理實(shí)驗(yàn)的弊端,提出了中學(xué)物理教學(xué)要切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。著名教育家蘇霍姆林斯基說過：學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)知識(shí)不感興趣,智力情感就會(huì)缺乏,就會(huì)對(duì)新知識(shí)、新事物變得遲鈍。好奇心是興趣的初級(jí)階段,有好奇心才會(huì)有探究,有探究才會(huì)有認(rèn)識(shí),有認(rèn)識(shí)才會(huì)有創(chuàng)新。而最能有效激發(fā)學(xué)生的好奇心、提起學(xué)生興趣的教學(xué)手段就是實(shí)驗(yàn),必須以生活實(shí)際和實(shí)驗(yàn)作為突破口。如何才能有效地改變現(xiàn)狀,切實(shí)提升高中生的核心素養(yǎng)呢?

提升素養(yǎng),意識(shí)先行！我們必須從物理學(xué)科自身的特點(diǎn)出發(fā),高度重視物理實(shí)驗(yàn),重視培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)意識(shí)和探究欲望,以此帶動(dòng)學(xué)生核心素養(yǎng)的整體提高。意識(shí)是人所特有的一種對(duì)客觀現(xiàn)實(shí)的高級(jí)心理反映形式，它是包括感覺、知覺和思維在內(nèi)的高級(jí)認(rèn)知活動(dòng)。結(jié)合日常的物理教學(xué)實(shí)際,依據(jù)認(rèn)知科學(xué)和心理學(xué)理論,我們實(shí)施了以下行之有效的培養(yǎng)途徑,進(jìn)行了高中生物理實(shí)驗(yàn)意識(shí)培養(yǎng)的實(shí)踐研究。

1 從客體感知層面培養(yǎng)高中生物理實(shí)驗(yàn)意識(shí)

在物理教學(xué)中,我們應(yīng)從多個(gè)角度讓學(xué)生覺察物理現(xiàn)象及其蘊(yùn)含的重要概念和規(guī)律,以培養(yǎng)高中生的物理實(shí)驗(yàn)意識(shí)。

1.1 利用貼近生活的素材,引導(dǎo)學(xué)生觀察物理現(xiàn)象

我們?cè)诮虒W(xué)中應(yīng)積極創(chuàng)造機(jī)會(huì),讓學(xué)生親歷實(shí)踐,獲取第一手的感性認(rèn)知。例如,帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)自然,深入車間、田頭,這是最易激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲的途徑之一。以乘車為例，沿途可以引導(dǎo)學(xué)生注意觀察汽車起動(dòng)的過程,從中覺察牽引力跟車速的關(guān)系,理解換檔的作用與必要性；從汽車的加速和減速過程覺察物體的慣性和慣性在勻速與加速過程中的不同表現(xiàn)。這里還涉及相對(duì)運(yùn)動(dòng)、參考系、多普勒效應(yīng)、共振、視差現(xiàn)象、大氣壓與流速的關(guān)系等等,這些都是我們課堂教學(xué)的生動(dòng)素材和資源,是引導(dǎo)學(xué)生感知和覺察物理現(xiàn)象、促進(jìn)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)意識(shí)形成的利器。

1.2 通過新穎、易行的小實(shí)驗(yàn)等引發(fā)疑問,激發(fā)學(xué)生的探究欲望

在平時(shí)的物理教學(xué)中,應(yīng)盡可能利用身邊常見的物品,設(shè)計(jì)一些新穎、易行的小實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生自主探究的欲望。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生課后親自動(dòng)手做一做,甚至自行設(shè)計(jì)一些小實(shí)驗(yàn),以增加學(xué)生進(jìn)一步觀察現(xiàn)象的機(jī)會(huì),體會(huì)理論與實(shí)踐間的聯(lián)系,從而促進(jìn)思考,引發(fā)疑問,激發(fā)興趣。例如，利用筆桿配合其他物品,可演示伯努利效應(yīng)、光的單縫衍射現(xiàn)象等；用黑板擦擦黑板,演示滑動(dòng)摩擦力可以和物體(可移動(dòng)的黑板)的運(yùn)動(dòng)方向相同、甚至可以不做功等現(xiàn)象,形象生動(dòng),讓學(xué)生過目不忘。

1.3 以小任務(wù)、小課題形式布置課后作業(yè),培養(yǎng)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)意識(shí)

為提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)意識(shí)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?形成良好的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng),平時(shí)以小任務(wù)、小課題的形式布置課后作業(yè),增加學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。在學(xué)習(xí)初期注意以引導(dǎo)為主,不能太過功利,硬性要求學(xué)生拿出作品或成果,這樣會(huì)導(dǎo)致學(xué)生疲于應(yīng)付,從而使學(xué)生失去進(jìn)一步學(xué)習(xí)的興趣。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中最關(guān)鍵的是設(shè)計(jì)思想和實(shí)驗(yàn)方法,需要教師在平時(shí)注意引導(dǎo)和說明。在日常的教學(xué)過程中,我們應(yīng)當(dāng)重視并突出對(duì)物理思想和方法的教學(xué),創(chuàng)設(shè)學(xué)生運(yùn)用這些思想方法的情景和條件。只有真正理解了這些實(shí)驗(yàn)的思想和方法,學(xué)生才能做到靈活運(yùn)用，課后的小任務(wù)、小課題正好是學(xué)生親身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想和實(shí)驗(yàn)方法的重要載體。

2 從主體能動(dòng)層面培養(yǎng)高中生物理實(shí)驗(yàn)意識(shí)

意識(shí)是思維主體對(duì)信息進(jìn)行處理后的產(chǎn)物,意識(shí)產(chǎn)生的前提是思維活動(dòng),沒有思維就不可能產(chǎn)生意識(shí)。因此,我們?cè)诮虒W(xué)中應(yīng)關(guān)注學(xué)生的思維活動(dòng),讓學(xué)生的思維不斷地對(duì)信息進(jìn)行能動(dòng)操作,從而培養(yǎng)他們的物理實(shí)驗(yàn)意識(shí)。

2.1 推行以學(xué)生為中心的授課方式,滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求

以學(xué)生為中心的授課風(fēng)格更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，要讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人,就必須始終以學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)為出發(fā)點(diǎn),從學(xué)生思考問題的角度處理問題，要讓問題在學(xué)習(xí)過程中“自發(fā)”產(chǎn)生。只有讓問題能“自發(fā)”產(chǎn)生的“生態(tài)課堂”,才是符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律、符合物理學(xué)習(xí)規(guī)律的高效課堂，現(xiàn)舉例如下。

(1)在“探究加速度跟外力和質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,因?yàn)闀r(shí)間有限,很多教師都是直接將實(shí)驗(yàn)的注意點(diǎn)告知學(xué)生,而拋開了學(xué)生的認(rèn)知過程,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)做完了,學(xué)生都不知道為什么要這樣做，更不知道到底在什么情況下要這么做。這里就必須留出時(shí)間讓學(xué)生進(jìn)行思考和探究，可以讓學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn),通過分析a-F圖像和a-1/M圖像不過原點(diǎn)和發(fā)生彎曲的原因,在此過程中讓學(xué)生逐步意識(shí)到摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)有明顯影響、砝碼和砝碼盤的總重力并不總是等于其對(duì)細(xì)線的拉力,引發(fā)他們進(jìn)一步思考，自主解決以上問題,最終真正理解上述實(shí)驗(yàn)中的注意點(diǎn)。

(2)對(duì)于“力學(xué)單位制”“劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)”等非主要教學(xué)內(nèi)容,教師一般會(huì)采取“翻轉(zhuǎn)課堂”的形式,學(xué)生課前通過圖書館、網(wǎng)絡(luò)等途徑收集相關(guān)資料，先行自學(xué),在課堂上則是通過學(xué)生自己的講解,理順相關(guān)知識(shí)結(jié)構(gòu),掌握相關(guān)主要內(nèi)容。這種授課方式能充分發(fā)展學(xué)生的個(gè)性,充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望和潛能。

2.2 為學(xué)生平時(shí)的實(shí)驗(yàn)探究提供必要的物質(zhì)保障和必備的理論支撐

并不是所有的實(shí)驗(yàn)都能夠通過利用日常的生活用品輕易地完成,我們一般是結(jié)合研究性學(xué)習(xí)、校本課程等方式進(jìn)行必要的理論補(bǔ)充,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)器材的使用培訓(xùn)。例如：數(shù)字化實(shí)驗(yàn)中各種傳感器及相關(guān)軟件的工作原理和使用方法；氣墊導(dǎo)軌、光電門和數(shù)字毫秒計(jì)的配合使用方法和作用；高壓放電裝置的應(yīng)用(研究電場分布、尖端放電、電子風(fēng)等)；涉及大學(xué)物理的一些實(shí)驗(yàn)器材(板式電位差計(jì)、分光計(jì)、駐波發(fā)生器等)的工作原理和使用方法等。

3 從評(píng)價(jià)功能層面培養(yǎng)高中生物理實(shí)驗(yàn)意識(shí)

鑒于學(xué)生的認(rèn)知水平與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ南拗?不能保證學(xué)生的每次實(shí)驗(yàn)都能成功或達(dá)到預(yù)期效果,這就要求我們要有科學(xué)的評(píng)價(jià)方式。及時(shí)、科學(xué)的評(píng)價(jià)不但可以肯定學(xué)生已取得的成績,關(guān)鍵可以幫助學(xué)生明確方向、理清思路,激發(fā)其進(jìn)一步探究、實(shí)踐的興趣,為后續(xù)的學(xué)習(xí)和研究奠定基礎(chǔ)。

3.1 思想方法的學(xué)習(xí)與評(píng)估

此類評(píng)估一般在實(shí)驗(yàn)的開始階段進(jìn)行,旨在幫助學(xué)生明確方向、理清思路,找到理想的實(shí)驗(yàn)方案等。在這一環(huán)節(jié)我們往往是通過類似于開題報(bào)告的形式進(jìn)行,學(xué)生利用PPT等將自己的學(xué)習(xí)和研究思路展示出來,接受同學(xué)和老師的質(zhì)疑和啟發(fā)、指導(dǎo)。

3.2 過程性評(píng)價(jià)

過程評(píng)價(jià)關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)和研究的過程,學(xué)生以簡短的書面或口頭報(bào)告的形式,向其他小組和教師進(jìn)行匯報(bào),再由其他小組成員或教師進(jìn)行評(píng)價(jià)或指點(diǎn),以幫助學(xué)習(xí)者及時(shí)調(diào)整思路,改良方法,順利進(jìn)入下一階段的學(xué)習(xí)和研究。實(shí)施小組協(xié)作、小組競爭,及時(shí)評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果是常用的、及時(shí)的、高效的過程性評(píng)價(jià)方式。

例如,在“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”的教學(xué)中,不同學(xué)生、小組探究的形式不一定相同,通過進(jìn)一步的啟發(fā)和歸類總結(jié),可以找到共性的特征,實(shí)現(xiàn)學(xué)生的認(rèn)知自然地從“切割”到“無相對(duì)運(yùn)動(dòng)”、從“磁場變化”到“磁通量變化”的逐步遞進(jìn)。

3.3 成果評(píng)價(jià)

成果評(píng)價(jià)是對(duì)學(xué)習(xí)者實(shí)驗(yàn)、研究結(jié)果的評(píng)價(jià)。對(duì)中學(xué)生而言,主要目的是肯定他們所做的努力,肯定其在實(shí)驗(yàn)創(chuàng)意、創(chuàng)新方法、研究成果的價(jià)值和取得的成績,同時(shí)也指出相應(yīng)的問題和不足,以促進(jìn)他們的后續(xù)學(xué)習(xí),強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)意識(shí),提升實(shí)驗(yàn)素養(yǎng),為今后進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)和研究奠定必要的、堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.4 自評(píng)與互評(píng)

自評(píng)和互評(píng)在實(shí)驗(yàn)的每一階段都可以進(jìn)行,目的是要讓學(xué)習(xí)者明了在研究過程中存在的困難,充分展示思維過程,在此過程中相互學(xué)習(xí),彼此借鑒,互相啟發(fā)，自評(píng)和互評(píng)也是培養(yǎng)和提升實(shí)驗(yàn)意識(shí)和素養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

4 結(jié)語

教師在教學(xué)中應(yīng)基于核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求,提高課堂教學(xué)效率,多聯(lián)系社會(huì)生活實(shí)際,利用一切手段激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)其實(shí)驗(yàn)意識(shí)和能力,精選、優(yōu)化課后練習(xí)和學(xué)習(xí)項(xiàng)目,真正做到以學(xué)生為本,提升其終生學(xué)習(xí)的能力。