午胜伟
摘要:高中阶段的一门重要课程即为物理学科,此也为学生借助自然科学知识的重要途径,针对学生个人发展而言具备重要意义,因此,学生物理学科核心素养培养的重要性自然不言而喻。分析物理学科特点发现,实验为物理教学活动的主要构成部分,所以,在物理实验教学活动中需重视核心素养培养的渗透,推动学生物理学科核心素养的全方位提升。
关键词:高中阶段;物理学科;核心素养;实验教学
中图分类号:G4 文献标识码:A
引言
在高中阶段,学生在物理学科所需要培养的核心素养,具体表现是能够从物理视角,形成关于物质运动以及互相作用能量等的基本认识,并且能够将物理概念和物理规律经过提炼和升华,运用到实际的生活中。而这些核心素养对于学生养成物理思维,以及终身物理学习的发展都有积极作用。物理实验作为联系实际和理论知识的重要教学环节,理应肩负起培养学生核心素养的重任。
一、制订实验计划,培养学生的问题意识
引导学生根据已有知识储备和实际现实中所能提供的条件,针对所要探究的课题,细分成一个个的小问题。带着自己对问题的思考(或困惑),从实验的原理、器材、数据处理等方面尝试解决这些问题,制订相应的实验计划。
例如,在“验证牛顿第二定律”实验中,学生要解决的问题有:“采用什么方法探究”“如何测量质量”“如何测量加速度”“如何测量合外力”等。在科学探究活动中,当一个物理量和多个量有关系时,学生不难想到采用控制变量法进行探究。关于“质量测量”,学生容易想到使用天平测量。关于“加速度测量”,学生在前面的“研究匀变速直线运动规律”中已经会使用轨道、小车、打点计时器、纸带等用品测量。学生进行知识的类比迁移,思考用哪套器材来验证牛顿第二定律。“合外力的测量”最为困难,由于摩擦因数(?)未知,摩擦力测量较为困难。此时,考验学生能否结合“力的合成与分解”知识联想到由重力的分力来平衡摩擦力。拉力可由钩码的重力来测量,但这样做是否会带来实验误差,又该如何解决?即使学生不能解决所有问题,但在制定实验计划的过程中也会引发学生对探究问题的深度思考,提出猜测、假设,并带到课堂中进行验证。
二、规范实验操作,培养严谨求实的科学态度
高中物理分组实验很多都是验证性实验,是学生模仿和体验科学家探究问题的方式。实验操作是否规范往往是实验成功的关键,否则,可能会得出与实验结论完全背离的结果,无法达到验证的目的。
例如,在“验证平行四边形法则”教学中,经常出现学生实验最后画出来的力的图示与实验结论不相符的情况。更有甚者,画出来的合力的图示与根据平行四边形法則画出的合力的图示相差甚多。为了强求实验结果的一致,有些学生捏造实验数据,把实验得出的合力和平行四边形法则做出的合力画得很接近,结果实验做出的合力方向根本没有沿着橡皮筋伸长的方向,犯了科学性的错误。通过对学生的认知访谈发现,出现此类错误的原因通常是学生的实验操作出了问题。有些学生在确定力的方向时有偏差,有些学生没有保证两次橡皮筋的结点在同一位置,有些学生忘了定标度,只是随意根据力的大小画了平行四边形。
三、注重小组合作,适当引入生活化知识
在素质教育的背景下,对学生进行素质教育不可忽视,小组合作是一种非常有效的教学模式,是教学中最为普遍而又实用的手段,让学生在交流的过程中学习物理知识,能够培养学生的物理核心素养,还能培养学生良好的合作精神,学生之间相互激励,思维不断运转,能够使学生更好地学习和理解物理知识。尤其是在物理实验教学中,实验过程中必须进行小组合作,通过学生之间的相互配合,进而达到实验的目的。而很多物理现象来源于生活,教师要将相关的生活化知识引入物理教学当中。
例如,在学习“焦耳定律”相关内容时,教师可以利用生活中“电”的事物进行分析,结合相关的物理知识,对导电体产生的热量的影响因素进行假设和猜想,进而对焦耳定律的知识进行深化,提升学生的物理能力。生活中可以引用的例子有很多,如“灯泡长时间使用后产生的热量”“微波炉通电后产生的热量”等都可以作为导入的对象,让学生根据这些生活中的实际问题进行小组交流,对问题进行合理的猜测和假设,最后通过实验进行验证,这样一来既能激发学生在实验过程中的求知欲望,又能增强学生积极探索的兴趣。
四、激发学生的探索欲望,培养学生的创新意识
在新课改的背景下,教师一定要转变传统的应试思维,如果被动地接受知识,只会使学生失去物理学习兴趣,所以教师要将“自主、探究、合作”的教学方式渗入物理教学当中,进而提升学生的物理素养。而培养学生的自主探究能力需要在物理实践中加以体现,让学生在实验中进行主动探索,才能更好地帮助学生提升物理能力。
物理实验中,教师可以采用较为开放的实验教学,只给学生一个实验主题,让学生自主对实验过程和方案进行设计,这样能够使学生主动参与到教学当中,开发学生的思维能力和实践能力。例如,在“传感器的应用实验”的实验中,教师就可以设置一些开放性的实验主题,设置与传感器特点相符的探究问题,引导学生对问题进行分析,设计方案,进行实验,得出结论。而在这样开放性的实验过程中,学生能够基于自身的知识结构进行实验设计,学生能够对知识进行充分的思考,根据知识理论进行实验,进一步验证问题的准确性。学生在这样的实验过程中实现了自主探究,从很大程度上提升了学生的物理能力,深化了学生对物理知识的掌握程度。因此,教师在日常的教学过程中,一定要激发学生的探索欲望,培养学生的创新意识。
结语
总而言之,新高考背景下,优化高中物理实验教学能够促进学生核心素养的培养,提升学生的物理学习能力。在教学过程中,教师要以学生为主体,引导学生利用自身的知识结构参与到物理实验当中,深化学生对物理知识的理解和掌握。此外,物理实验是培养学生逻辑思维和创新能力的重要途径,物理教师一定要注重学生实践素养的培养,进而促进学生全面发展,为学生今后的发展打下坚实的基础。
参考文献
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