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核心素養(yǎng)下的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

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核心素養(yǎng)下的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

摘要:物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科,物理學(xué)科核心素養(yǎng)要求培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維以及自主學(xué)習(xí)、研發(fā)創(chuàng)新的能力。本文簡(jiǎn)要分析了核心素養(yǎng)下的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,意在改善教學(xué)現(xiàn)狀,培養(yǎng)有素養(yǎng)、有情懷的優(yōu)秀人才。

關(guān)鍵詞:核心素養(yǎng);高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué);教學(xué)方式

引言

實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高中物理教學(xué)中充當(dāng)著非常重要的角色,實(shí)驗(yàn)教學(xué)有助于學(xué)生探索科學(xué)知識(shí),培養(yǎng)主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)和開拓創(chuàng)新精神等。實(shí)驗(yàn)探究過程,即觀察現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)問題、提出猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的過程,在此過程中學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)一些物理規(guī)律。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中也會(huì)遇到很多問題,要不斷調(diào)整實(shí)驗(yàn)方案,進(jìn)而激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)探索知識(shí),并在對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的不斷調(diào)整中,培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

一、高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

為了順應(yīng)教育改革的發(fā)展,許多中學(xué)教師積極探索和實(shí)踐以提高核心素養(yǎng)為目標(biāo)的新的教學(xué)方式,但在實(shí)際教學(xué)中仍存在不少問題[1]。首先,許多教師依然受到傳統(tǒng)教學(xué)思想的影響,過于關(guān)注學(xué)生的考試分?jǐn)?shù),使得核心素養(yǎng)培養(yǎng)策略沒有得到有效落實(shí)。在高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,部分教師為了節(jié)省時(shí)間,直接告知學(xué)生實(shí)驗(yàn)步驟,甚至用演示實(shí)驗(yàn)來替代學(xué)生實(shí)驗(yàn),導(dǎo)致學(xué)生沒有動(dòng)手操作,一味地被動(dòng)接受知識(shí),難以形成創(chuàng)新意識(shí)。其次,實(shí)驗(yàn)教學(xué)是許多中學(xué)物理教師的短板,許多教師自身實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本功不扎實(shí),無法很好地引導(dǎo)學(xué)生開展探究實(shí)驗(yàn)。由此可見,以核心素養(yǎng)為目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)難以有效開展,既有教師自身的原因,又有學(xué)校等外在因素的影響。下面筆者就核心素養(yǎng)下的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

二、核心素養(yǎng)下的高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

(一)突破傳統(tǒng)模式的創(chuàng)新教師只有改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式才能適應(yīng)新的教育觀念。物理知識(shí)較為抽象,很多學(xué)生難以理解物理概念和規(guī)律,存在學(xué)習(xí)困難。教師演示實(shí)驗(yàn)?zāi)軒椭鷮W(xué)生了解物理概念,形成物理觀念。例如,在講解瞬時(shí)速度這一概念時(shí),教師可以為學(xué)生演示木塊從平整傾斜的長(zhǎng)木塊上下滑的過程。師:木塊是不是做勻速運(yùn)動(dòng)?生:速度越來越快。師:如何證明越來越快?學(xué)生經(jīng)過討論,可能會(huì)提出測(cè)時(shí)間,測(cè)全程位移和時(shí)間,但無法證明其速度越來越快。在此基礎(chǔ)上,教師可以引導(dǎo)學(xué)生提出分兩段、四段、八段測(cè)量時(shí)間。但在具體演示過程中,學(xué)生發(fā)現(xiàn)木塊的下滑速度太快,無法測(cè)量每段位移的時(shí)間。師:時(shí)間測(cè)量有困難,怎么辦?教師引導(dǎo)學(xué)生,由等距測(cè)時(shí)變等時(shí)測(cè)距。學(xué)生可以將紅墨水裝在注射器里,每隔一定時(shí)間滴一滴,用橡皮筋綁在物體上并演示。教師創(chuàng)設(shè)具體的速度變化情境,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這一具體情境進(jìn)行分析,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到引入瞬時(shí)速度的必要性,并使學(xué)生在具體問題中理解極限的含義,加深對(duì)瞬時(shí)速度的理解。另外,實(shí)驗(yàn)探究能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,讓學(xué)生把知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活,有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和解決問題的能力。

(二)開展契合生活的教學(xué)教師可以布置一些課外小實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生去自主探究。教師可將探究問題設(shè)置成實(shí)際問題,既能鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力,又能培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力。例如,在學(xué)習(xí)“運(yùn)動(dòng)的描述”時(shí),教師可以讓學(xué)生利用身邊的物品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,測(cè)量從2米高處垂直下落小球的落地速度。學(xué)生在設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)的過程中,加深對(duì)瞬時(shí)速度、平均速度概念的理解。此外,教師布置的實(shí)驗(yàn)探究難度要循序漸進(jìn),要適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)學(xué)生,從而將實(shí)驗(yàn)難度降低到學(xué)生能夠通過努力完成的程度。對(duì)于學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案,教師要認(rèn)真批改并給予引導(dǎo)和肯定,并在課堂上展示可行的方案,通過師生、生生交流,有效提高學(xué)生的探究能力。

(三)開展合作探究的教學(xué)教師在教學(xué)中要注重培養(yǎng)學(xué)生的能力,高中物理教學(xué)應(yīng)適應(yīng)教育核心的變化,注重培養(yǎng)學(xué)生的合作探究精神,促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。教師應(yīng)考慮高中生的身心發(fā)展特點(diǎn),合作探究是一項(xiàng)學(xué)生比較容易接受的教學(xué)方法。例如,在證實(shí)摩擦力的實(shí)驗(yàn)中,教師可以采用分組實(shí)驗(yàn)的方式來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,促進(jìn)學(xué)生之間互相交流,增強(qiáng)溝通和合作方面的技能。學(xué)生之間互相幫助,互相分享物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路,能夠開拓新的思路。一些學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生可以分享自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),營造團(tuán)結(jié)友愛的同學(xué)關(guān)系;而物理基礎(chǔ)較差的學(xué)生往往難以獨(dú)立完成全部實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),此時(shí)可以在其他同學(xué)的幫助下,逐漸提高解決問題的能力。另外,學(xué)生之間的合作探究可以解決教學(xué)時(shí)間不多和教學(xué)器材缺失的情況,學(xué)生的互相協(xié)作能夠加速實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和完成,也為今后學(xué)生更好地融入社會(huì)打下基礎(chǔ)。

(四)提高學(xué)生分析數(shù)據(jù)的能力,培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度科學(xué)離不開嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,認(rèn)真求實(shí)是探索科學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ),所以教師在教學(xué)中要注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、勇于質(zhì)疑的科學(xué)態(tài)度。一方面,教師可以介紹一些物理學(xué)史,如教學(xué)庫侖定律時(shí),庫侖定律告訴我們,力和距離的平方成反比,即±−δ∝2rf,其中δ是否為0,也就是力和距離是否嚴(yán)格成平方反比意義重大。為此許多物理學(xué)家精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),測(cè)量δ的數(shù)值,實(shí)驗(yàn)精度越高,δ的數(shù)值越小,越能說明庫侖定律的準(zhǔn)確性。目前精確度最高已經(jīng)達(dá)到10-16的數(shù)量級(jí)。通過介紹物理學(xué)史,學(xué)生能夠感受到物理學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的實(shí)驗(yàn)態(tài)度。另一方面,教師應(yīng)要求學(xué)生認(rèn)真記錄,處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后,要進(jìn)行誤差分析。這可以幫助學(xué)生正確地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,選擇合適的實(shí)驗(yàn)儀器,深入理解實(shí)驗(yàn)原理,還能讓學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)操作習(xí)慣。受傳統(tǒng)教學(xué)思想的影響,部分學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)后沒有做誤差分析,甚至有些學(xué)生為得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,隨意改動(dòng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失去意義。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師要讓學(xué)生明白,按照產(chǎn)生原因劃分,誤差可分為測(cè)量?jī)x器誤差、測(cè)量方法誤差及測(cè)量人員誤差。測(cè)量?jī)x器造成的誤差,如儀器老化磨損,儀器分辨率不高,數(shù)字式儀器所帶來的量化誤差。測(cè)量方法誤差,主要指測(cè)量原理上采用某種近似方法引起的誤差。例如,在探究牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中,用沙和沙桶的重力大小來替代拉力就存在明顯的原理缺陷,這種實(shí)驗(yàn)誤差必須通過改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案來減少。更多誤差來自測(cè)量人員的誤差,如實(shí)驗(yàn)步驟錯(cuò)誤或者操作不規(guī)范、測(cè)量時(shí)疏忽大意,造成讀數(shù)或記錄錯(cuò)誤等。比如,驗(yàn)證平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)過程中o點(diǎn)位置移動(dòng),確定力的方向時(shí),鉛筆所畫直線并沒有貼合細(xì)線方向,所畫力圖過小,作圖時(shí)兩力的對(duì)邊不平行等。教師要耐心地培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度和規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作意識(shí),這對(duì)于學(xué)生今后的職業(yè)規(guī)劃和人生發(fā)展具有重要的意義。

結(jié)語

本文通過分析高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀,提出教師應(yīng)通過創(chuàng)新教學(xué)模式,開展契合生活的教學(xué)和合作探究教學(xué),來提高學(xué)生分析數(shù)據(jù)的能力,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度等方式來提升學(xué)生追求科學(xué)、自主學(xué)習(xí)、研發(fā)創(chuàng)新等方面的素養(yǎng)。教師應(yīng)積極提升學(xué)生的核心素養(yǎng),為社會(huì)培養(yǎng)適應(yīng)時(shí)展、具備競(jìng)爭(zhēng)力的優(yōu)秀人才。

[參考文獻(xiàn)]

[1]張玨.基于思維能力培養(yǎng)的高中物理教學(xué)探究[J].成才之路,2018(09):52-53.

作者:吳霞 單位:福建省福清第一中學(xué)

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