摘?要:物理學(xué)作為一門(mén)自然科學(xué)研究范圍非常廣泛,也是其他自然科學(xué)的基礎(chǔ),所以將實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容滲透到物理學(xué)的方方面面是很有必要的,實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于讓學(xué)生形成完整的物理觀,培育中學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng),讓中學(xué)生對(duì)物理學(xué)的概念和內(nèi)容有一個(gè)更深刻的理解,使學(xué)生的物理學(xué)思維有效提升。實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)也能夠有效增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)思考能力,知識(shí)不僅僅停留在理念層面,而是通過(guò)做實(shí)驗(yàn)與老師的正確引導(dǎo),對(duì)物理學(xué)進(jìn)行深度的研究和探討,在實(shí)驗(yàn)中鍛煉學(xué)生的思考和對(duì)科學(xué)的質(zhì)疑能力以及增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的推理能力,在操作實(shí)驗(yàn)中培育學(xué)生的探究精神和科學(xué)思維?;诖?,文章就如何在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)精神做出分析。
關(guān)鍵詞:自然科學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);科學(xué)思維
一、 物理學(xué)科核心素養(yǎng)
(一)近年來(lái)核心素養(yǎng)一詞走進(jìn)廣大教育工作者的視線,引起廣泛討論。培養(yǎng)中學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)是當(dāng)今教育改革中的目標(biāo)也是一大趨勢(shì),順應(yīng)了當(dāng)下新環(huán)境下學(xué)生的身心發(fā)展以及學(xué)校的基礎(chǔ)教育,可以有效地提高課堂的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。采取實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于學(xué)生對(duì)于科學(xué)知識(shí)的吸收,更加從容地應(yīng)對(duì)考試,同時(shí)也結(jié)合了學(xué)生的個(gè)人發(fā)展特點(diǎn),在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培育自己與人溝通能力,在對(duì)專(zhuān)項(xiàng)問(wèn)題進(jìn)行調(diào)查分析中也能更加有針對(duì)性,學(xué)生核心素養(yǎng)的提高無(wú)疑是離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式來(lái)引導(dǎo)。核心素養(yǎng)能讓學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中增加自身的個(gè)人成長(zhǎng)和適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的能力,而物理學(xué)作為一門(mén)以觀察為基礎(chǔ)的自然科學(xué),實(shí)驗(yàn)教學(xué)自然是培育學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要途徑。
(二)物理學(xué)的內(nèi)容對(duì)學(xué)生來(lái)講是枯燥乏味的,通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能增加學(xué)生對(duì)物理學(xué)概念和理論基礎(chǔ)的深度了解,提高學(xué)生記憶、背誦和理解的能力,同時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)還可以讓學(xué)生直觀地感受到物理的趣味性,擁有一雙在生活中發(fā)現(xiàn)物理的眼睛,實(shí)驗(yàn)?zāi)苁箤W(xué)生對(duì)物理的理解更深一層,強(qiáng)化物理學(xué)思維,從而提高自身成績(jī)。物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)通過(guò)一系列簡(jiǎn)單易操作的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生迅速上手,諸如利用小車(chē)探究速度時(shí)間的變化規(guī)律,帶電的氣球,電阻電壓的學(xué)習(xí),平面鏡成像等,強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)意識(shí),助力學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng),通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)茉黾訉W(xué)生對(duì)物理學(xué)中的不同數(shù)據(jù)理解,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,教師可以組織學(xué)生進(jìn)行分組學(xué)習(xí)來(lái)進(jìn)行交流和討論,提高學(xué)生的參與感,讓學(xué)生掌握從實(shí)驗(yàn)前期的材料準(zhǔn)備,到實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中的一遍遍實(shí)驗(yàn)以及實(shí)驗(yàn)結(jié)束后經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),形成一種系統(tǒng)化學(xué)習(xí)的理念,這樣才會(huì)有利于學(xué)生物理觀念的培養(yǎng)。
二、 用實(shí)驗(yàn)教學(xué)來(lái)強(qiáng)化核心素養(yǎng)
(一)核心素養(yǎng)的培育要采用通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的方法,包括合理假設(shè),實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),評(píng)估論證與結(jié)果反思,在實(shí)驗(yàn)中教師盡可能引導(dǎo),將實(shí)驗(yàn)分成驗(yàn)證試驗(yàn)和探究實(shí)驗(yàn),注重提問(wèn)、解釋、探討交流等不同的環(huán)節(jié),目的在于增強(qiáng)學(xué)生的探究性,讓學(xué)生自由提問(wèn)合理質(zhì)疑一些困難和難點(diǎn)讓學(xué)生自己想辦法去改正,自己找問(wèn)題所在也可以通過(guò)小組交流的方式,對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的問(wèn)題,大家一起探討,加強(qiáng)學(xué)生自己找出問(wèn)題,解決問(wèn)題的能力。像物理學(xué)中電學(xué)這一板塊,就可以讓學(xué)生自己動(dòng)手探究,加深對(duì)課本知識(shí)的深度了解,老師可以先向?qū)W生演示實(shí)驗(yàn)操作,然后讓學(xué)生自己突破。例如像電表與滑動(dòng)變阻器的選擇,在分壓電路中滑動(dòng)變阻器的選擇有一個(gè)依據(jù),那就是盡量使用總阻值較小的滑動(dòng)變阻器,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中要做到首先要正確連接電路,先是結(jié)合題意,選擇適當(dāng)?shù)幕瑒?dòng)變阻器,再選擇分壓或限流電路,確定好內(nèi)連接還是外連接,在操作過(guò)程中要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,依次讀取電流表與電壓表的示數(shù),并且做好表格記錄,最后是處理數(shù)據(jù),方法一:學(xué)生可以通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算,求出各個(gè)電阻在進(jìn)行平均值的計(jì)算,得到電阻阻值的大小,方法二:學(xué)生通過(guò)將讀取的I與U分別記錄在坐標(biāo)紙上,建立U-I坐標(biāo)軸,通過(guò)斜率的計(jì)算求解電阻R的數(shù)值。這種通過(guò)自己動(dòng)手做數(shù)據(jù)的方式,貫穿在整個(gè)物理學(xué)的學(xué)習(xí)當(dāng)中,是培養(yǎng)學(xué)生抓住科學(xué)探究,提高核心素養(yǎng)的關(guān)鍵點(diǎn)。
(二)讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中作為主導(dǎo),教學(xué)要做到在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,第一,指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)之前大膽猜想,拋磚引玉,由學(xué)生自己準(zhǔn)備器材進(jìn)行測(cè)量,在老師的引導(dǎo)下,學(xué)生可以經(jīng)過(guò)小組討論后設(shè)計(jì)出較為可行的實(shí)驗(yàn)方案,再通過(guò)實(shí)際的動(dòng)手操作掌握其精髓,了解物理學(xué),把知識(shí)從課本中拿到實(shí)驗(yàn)室,加深理解與記憶;第二,老師安排分組研究,可以設(shè)立一些比賽環(huán)節(jié),比一下哪個(gè)小組完成速度快,哪個(gè)小組完成的質(zhì)量高,提高學(xué)生的參與感與成就感,在實(shí)驗(yàn)中也能加深學(xué)生之間的合作意識(shí)與競(jìng)爭(zhēng)意識(shí),打造優(yōu)質(zhì)教學(xué)課堂,高質(zhì)量完成教學(xué)目標(biāo)在教學(xué)中,只有以學(xué)生為主體,才能切實(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),也能提高學(xué)生的科學(xué)思維與推理能力;第三,教師要指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行收集整理,學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中得到的科學(xué)結(jié)論,必須對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析與總結(jié),要提高學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)、歸納總結(jié),進(jìn)行層層遞進(jìn)式的教學(xué)。
譬如,以“小孔成像”和“凸透鏡成像”這兩個(gè)內(nèi)容來(lái)舉例,老師可以通過(guò)讓學(xué)生觀察光源,并且提出大膽的猜測(cè),并且通過(guò)提問(wèn),回答學(xué)生不同的問(wèn)題,包括光源的形成原因,光的傳播方式讓學(xué)生發(fā)散思維猜想這個(gè)物理實(shí)驗(yàn)在生活中的用處,老師最后強(qiáng)調(diào)一遍要領(lǐng),由學(xué)生開(kāi)始動(dòng)手做實(shí)驗(yàn),找到一些人造光源,諸如白熾燈,手電筒等,用一個(gè)帶有小孔的擋板放在屏幕與物品中間,這時(shí)候打開(kāi)手電筒照射或者蠟燭等,在屏幕上面就會(huì)呈現(xiàn)出一個(gè)倒影,老師也可以繼續(xù)引導(dǎo),讓學(xué)生放大和縮小,前后移動(dòng)中間的擋板,通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)小孔成像的學(xué)習(xí),讓學(xué)生直觀地感受小孔成像的實(shí)驗(yàn)原理,光學(xué)知識(shí),并且讓學(xué)生加以聯(lián)想,這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果在生活中的體現(xiàn),有關(guān)日食月食的出現(xiàn)也能順理成章地解釋清楚。所以總的來(lái)說(shuō),實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)來(lái)講是舉一反三的,不僅加深了自己的動(dòng)手實(shí)驗(yàn),動(dòng)手操作能力,也對(duì)物理學(xué)的基本定義,物理知識(shí)的掌握有一個(gè)質(zhì)的提升,打破了學(xué)生的思維局限,合理猜想,大膽懷疑,學(xué)習(xí)生活中的其他問(wèn)題,像與同學(xué)的合作交流,與老師的配合問(wèn)題等也自然能迎刃而解,這對(duì)于提升學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)來(lái)說(shuō),也是水到渠成的。
三、 核心素養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略研究
(一)培育學(xué)生探究素養(yǎng)
實(shí)驗(yàn)中難免產(chǎn)生誤差,那么學(xué)生對(duì)于誤差的分析是培養(yǎng)自身探究素養(yǎng)的關(guān)鍵點(diǎn),當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理想狀態(tài)出現(xiàn)較大偏差時(shí),教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考,找出不足在下次實(shí)驗(yàn)時(shí)不能再犯類(lèi)似的錯(cuò)誤。此外,實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)也能在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中樹(shù)立學(xué)生全方面發(fā)展,教師可以鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立批改,學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)進(jìn)行報(bào)告環(huán)節(jié)時(shí),可以采取兩兩同學(xué)互相批改,以及小組合作批改的形式,老師提出主要目標(biāo),讓同學(xué)互相提意見(jiàn)找問(wèn)題,對(duì)一些語(yǔ)序語(yǔ)病也要及時(shí)找出來(lái),刪除一些無(wú)關(guān)描寫(xiě),使用恰當(dāng)?shù)脑~語(yǔ)來(lái)修飾,同學(xué)之間互相批改也能鍛煉到學(xué)生的分析能力,在給別人批改的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)自身的缺點(diǎn),對(duì)于其他同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作,實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)過(guò)程中完成得好的地方,學(xué)生也要對(duì)自己的方式方法適當(dāng)改進(jìn),物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)自然是離不開(kāi)同學(xué)之間的互幫互助,在班里形成一個(gè)團(tuán)結(jié)協(xié)作的良好氛圍,修改之后也可以大聲地在班里朗讀,廣泛采納其他同學(xué)的意見(jiàn),這也是一個(gè)知識(shí)的回顧,還原真實(shí)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。
(二)培育學(xué)生質(zhì)疑推理能力
科學(xué)需要一個(gè)較真的態(tài)度,實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前,老師的引導(dǎo)也是為了讓學(xué)生更好地打開(kāi)整體思維脈絡(luò),從而更好地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)過(guò)程,擁有出色的質(zhì)疑合理分析能力,能提升學(xué)生的科學(xué)思維,讓學(xué)生明白科學(xué)正是在一次次質(zhì)疑中,一次次推斷中,才有了今天的發(fā)展,知識(shí)也是一個(gè)反復(fù)鉆研的過(guò)程,把書(shū)本中的知識(shí)落實(shí)到實(shí)踐中,才能讓學(xué)生掌握提出問(wèn)題的本領(lǐng),有問(wèn)題并不可怕,出現(xiàn)問(wèn)題可以探究,但是沒(méi)有疑問(wèn)的提出,那么就意味著學(xué)生沒(méi)有思辨能力,只想著學(xué)現(xiàn)成的內(nèi)容,那么老師在教學(xué)中也該著重發(fā)現(xiàn)和培育學(xué)生的動(dòng)腦能力,在遇到錯(cuò)誤的時(shí)候大膽分析,再通過(guò)實(shí)驗(yàn)的結(jié)合,使學(xué)生在動(dòng)腦動(dòng)手中熱愛(ài)物理這一科學(xué),并且讓學(xué)生學(xué)會(huì)立體思考。
曾有一個(gè)名人說(shuō)過(guò)“給我一個(gè)支點(diǎn)我能翹起地球”那么教師可以根據(jù)這句話作為引子,大膽地讓學(xué)生提出質(zhì)疑,并且合理分析這句話是否可行學(xué)生有不同觀點(diǎn)也可以提出,讓學(xué)生給出反駁方案,那么接下來(lái)教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用小組合作畫(huà)一個(gè)簡(jiǎn)單的示范圖,學(xué)生也可以實(shí)際動(dòng)手操作,感受物理學(xué)中的杠桿作用,對(duì)于動(dòng)力臂、阻力臂和支點(diǎn)分別應(yīng)該處于什么位置,給出學(xué)生一個(gè)思考的空間,也讓學(xué)生在生活中尋找杠桿原理的利用,探究省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿,學(xué)生可以找來(lái)相應(yīng)的工具,通過(guò)分析質(zhì)疑、實(shí)驗(yàn)觀察,解決簡(jiǎn)單機(jī)械方面的知識(shí)點(diǎn),為了方便測(cè)量力臂,學(xué)生可以通過(guò)調(diào)節(jié)杠桿兩端螺母,使杠桿的水平位置平衡,杠桿平衡是指杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng),讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)自己歸納出公式,這與老師直接把公式拿出來(lái)教給學(xué)生來(lái)說(shuō),更加能加深學(xué)生的記憶讓學(xué)生對(duì)于物理學(xué)其他知識(shí)點(diǎn)也能有強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣,因此,在學(xué)習(xí)物理的過(guò)程中一定要學(xué)會(huì)質(zhì)疑。
四、 結(jié)語(yǔ)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理課堂中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),有利于培養(yǎng)學(xué)生的探究精神、科學(xué)思維、對(duì)知識(shí)的質(zhì)疑推理能力,改變傳統(tǒng)教學(xué)單一的授課模式,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的前期準(zhǔn)備器材,小組合作動(dòng)手學(xué)習(xí)中正確認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì),一次次加深對(duì)理論知識(shí)的梳理,學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋,從實(shí)驗(yàn)中得到結(jié)論,從實(shí)驗(yàn)中得到公式,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感,讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)物理學(xué),引導(dǎo)學(xué)生善用物理觀念,具備物理思維,在實(shí)驗(yàn)中挖掘各物理量間,現(xiàn)象間的關(guān)系,從中訓(xùn)練出的質(zhì)疑能力,更是一種必要的物理態(tài)度和科學(xué)態(tài)度,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加深學(xué)生自己的核心素養(yǎng),學(xué)生在物理學(xué)中學(xué)到的知識(shí)也能夠?qū)W以致用,觀察生活中存在的物理,讓經(jīng)常動(dòng)手成為常態(tài)化,從生活中尋找能用物理知識(shí)解釋的地方,把探究與質(zhì)疑精神應(yīng)用在各個(gè)層面,從而帶動(dòng)學(xué)生全面發(fā)展。
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作者簡(jiǎn)介:
劉建明,福建省漳州市,漳州市第二中學(xué)。