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聚焦核心素养,改革实验教学

2023-06-09朱文敬

数理天地(高中版) 2023年8期
关键词:高中物理实验教学核心素养

朱文敬

【摘要】毋庸置疑,培养学生核心素养是当前高中物理课程中的重要目标之一.实验作为物理课程中的重要内容,是培养学生物理核心素养的有效渠道.从实际情况来看,仅依靠传统的物理实验教学很难完全满足现阶段的教学要求,所以改进实验教学成了教师的必然选择.本文通过资料分析与直接观察相结合的方式,对“高中物理实验教学”的相关内容进行了一定的研究.笔者结合研究当中产生的认识,分析高中物理实验教学现状,思考核心素养下高中物理实验教学的原则以及具体策略.

【关键词】高中物理;核心素养;实验教学

在以培养核心素养为导向的课程标准颁布以来,“核心素养”便成为了教学活动中的重要概念,对教学活动的开展具有重要的指导作用.简单来说,核心素养是指一种对学生的当下学习以及未来发展具有重要影响的关键能力以及品质.核心素养理念的提出,对教学活动提出了更高的要求.因此,高中物理教师应准确把握核心素养的基本概念,并根据教学现状以及学生的实际情况设计具体的教学策略,以此来逐步优化教学过程,从而推动学生核心素养的发展.

1 高中物理实验教学现状

当前高中物理实验教学的效果仍不理想,这也成了阻碍学生物理核心素养发展的重要因素.其中,以下几个问题是比较突出的.

第一,教學目标比较片面.在长期以来的高中物理实验教学中,教师往往过于重视通过实验巩固学生对基础知识的了解,而对于其他方面的发展,教师是比较忽视的.在这种情况下,容易对学生核心素养的发展产生不利影响.

第二,学生主体地位缺失.在高中物理课程中,“满堂灌”的现象仍然存在.在这样的教学活动当中,教师始终牢牢掌握教学活动的主动权,而学生则处于从属位置,只能跟随教师的思路被动理解.尽管这种方式可以在一定程度上提高学生知识建构的效率,但从核心素养发展的角度来看,被动接受不利于学生发挥自身的创造性,会对核心素养的发展产生一定的阻碍.

第三,实验形式比较单一.当前高中物理实验以单一的演示性实验为主,其目的是对相关知识加以验证.对于学生而言,这种单一的实验方式容易使其感到枯燥.长此以往,容易引发学生的抵触情绪.

第四,实验评价有待改进.当前高中物理实验教学评价环节的问题主要体现在两个方面.一方面,教师有时会忽视评价环节的重要性,将引导学生完成基本实验任务视为教学活动的结束.另一方面,教师采用的评价方式有时比较单一,难以真正发挥出评价环节的积极作用.

2 核心素养下高中物理实验教学原则

为了通过实验教学促进学生核心素养的发展,教师在组织高中物理实验教学时应遵循恰当的原则.从整体来看,这些原则主要包括以下几项内容.

第一,科学性.物理作为一门自然学科,其知识结构是非常严谨的.因此,在物理实验教学的组织过程中,必然要遵循科学性原则.在进行物理实验设计时,要保障实验原理的正确性,实验数据与实验现象的真实性.只有在科学性原则的引领下,才能保障物理实验的有效性,并且能够培养学生求真务实的精神.

第二,主体性.《普通高中物理课程标准》最重要的理念之一就是“以学生为主体”.所以在物理实验教学的组织过程中,应遵循主体性原则.在这一原则的引领下,要引导学生参与到实验活动的全过程当中,提升其学习深度,从而帮助学生取得理想的实验效果.

第三,渐进性.核心素养的形成与发展并不是一蹴而就的,而是要经历渐进的过程.在实验教学中要遵循渐进性原则,避免急于求成的心态.根据这一原则,教师要结合学生的认知特点进行恰当的引导与点拨.从而促进学生核心素养的逐步发展.

第四,趣味性.顾名思义,趣味性原则就是要增强物理实验活动的乐趣,调动学生在物理实验中的积极性,使学生更加乐于参与实验活动.在此基础上,有利于取得事半功倍的教学效果.

3 核心素养下高中物理实验教学策略

3.1 精选研究对象,渗透物理观念

物理观念是发展物理核心素养的起点.通常来讲,物理观念的形成往往是从客观事实当中抽象出一些基本的物理概念.为了达到渗透物理观念的目的,在物理实验教学中要对实验材料进行精心地选择,使实验内容更加贴近学生的认知特点.从而更顺利地推动学生形成正确的物理观念.

例如 在教学“自由落体运动”时,在进行初步的演示实验时,可以选择学生非常熟悉的白纸与粉笔,并借此开展一些简单的演示实验.首先,可以让水平放置的白纸与粉笔同时下落,然后可以让竖直放置的白纸与粉笔同时下落.之后,可以对比两种实验对比,让学生思考为什么同一张纸在下落时速度会不一样.对于学习能力暂时比较薄弱的学生,这一实验主要可以起到吸引学生注意力以及引发学生思考的作用.对于能力较强的学生,可以让他们根据这一实验进行一定的分析.在学生逐步得出“空气阻力会影响纸张下落速度”的结论时,可以组织学生进行牛顿管实验.引导学生直观观看理想条件下物体下落的实验,能够纠正学生的错误观念.通过这一过程,不但有利于帮助学生初步形成物理观念,而且能够激发学生的认知冲突,从而使其更加自觉地参与到后续学习活动当中.

3.2 创设课堂情境,激发实验热情

无论以任何目标为导向的物理实验教学,学生的学习热情都是影响最终教学效果的重要因素.一般来说,学生学习热情的强弱与学习环境是息息相关的.因此,教师可以在物理实验教学中创设一定的课堂情境,增强物理实验的趣味性,从而激发学生的实验热情.

例如 在教学“向心力”时,为了增强相关实验活动的趣味性,教师在教学中引入了冬奥会短道速滑项目的视频,据此创设了课堂情境.利用视频资料,可以将运动员的运动轨迹转化为物理模型,将转弯处视为匀速圆周运动,以此来引导学生对向心力的来源进行分析.同时,还可以让学生思考运动员孙龙在摔倒的时候为什么会向外飞出.结合视频以及教材内容,可以学生更加准确地认识到向心力的来源是摩擦力,由于冰面上的压力比较小,所以运动员在摔倒的时候进行的是离心运动,也就会出现向外飞出的现象.从实际效果来看,趣味性的视频不但促进了学生对相关知识的理解,而且在一定程度上激发了学生的学习热情.由此可见,在物理实验教学中,利用恰当的方式创设课堂情境是行之有效的方法.

3.3 合理设计问题,培养科学思维

简单来说,科学思维是指在一定认知的基础上,通过分析、推理等方式探究相关物理概念的思维模式,科学思维不但是物理核心素养的重要组成部分,同时也是推动其他物理核心素养发展的基础.为了启发学生的科学思维,在开展实验教学时可以结合相关内容设计一些启发性的问题,以此来激发学生的思维活力.通过这一过程,能够有效推动学生思维能力的发展.

例如 在教学“摩擦力”时,在组织学生进行本课的实验活动过程中,教师首先利用以下问题启发学生进行了思考:(1)摩擦力分为哪几类?(2)感受推手的感觉,在推手过程中产生滑动摩擦力时,摩擦力对手的相对运动产生了怎样的作用?手受到的滑动摩擦力的方向与手的相对运动方向是一种怎样的关系?(3)当相互接触的物体处于相对静止状态时,是否也可能产生摩擦力?(4)什么是静摩擦力?静摩擦力的产生条件是什么?在进行实验活动之前,学生结合教学内容对上述问题进行了初步的思考.同时,根据自己的理解,学生之间进行了一定的交流讨论.通过这一过程,使学生对相关知识产生了初步的理解,從而为实验活动的进行奠定了知识基础.

3.4 组织自主实验,提升探究能力

在核心素养下的物理实验教学中要遵循主体性原则.为了真正突出学生的主体地位,需要组织学生进行一些自主性的实验活动.但是,自主实验并非等同于对学生放任自流.因此,在实验过程中,教师要利用恰当的方式对学生进行适当的引导与点拨,帮助学生梳理实验思路.在此基础上,有利于帮助学生取得理想的实验效果,从而逐步提升学生的探究能力.

为了逐步提高学生的自主实验能力,可以采取以下几种措施.第一,引导学生分析实验原理,当多数学生都不能比较准确地找到实验方法以及实验的思路时,教师要避免直接告诉学生实验步骤,而是要引导学生对相关的实验原理进行分析,帮助学生寻找实验的切入点.第二,鼓励学生自主设计实验方案.完整的实验方案是顺利进行实验活动的基本依据.在实验方案的设计中,教师要鼓励学生对相关的物理问题进行一定的猜想,并让学生根据自己的观点设计实验方案.在这一过程中,教师要避免进行过多的干预,而是要给学生提供所需的实验材料,并提醒学生注意事项.第三,在学生自主实验过程中,要注意进行巡视.这既是为了及时了解学生在实验当中存在的问题,也是为了更好地进行后续的实验评价.第四,引导学生进行实验改进,培养学生的创造性思维.在完成基本的实验任务之后,教师可以提供一些拓展性的实验资料,鼓励学生对实验方案进行创新,这无疑对学生核心素养的发展具有积极影响.

3.5 联系现实生活,优化科学态度

从学科特点来看,物理课程与现实生活之间的联系十分密切.物理课程中的很多知识都源自于生活.因此,在核心素养下的高中物理实验教学中,教师可以鼓励学生进行一些生活化的实验活动.利用这种方式,有利于调动学生的生活经验,从而更好地优化学生的科学态度.

学习物理知识的重要目的是学以致用,即运用所学知识解决实际问题.因此,在生活化物理实验的实施过程中,可以组织学生进行一些生活实践活动.

例如 完成“电路及其应用”这一单元的学习后,可以让学生在课后寻找生活中一些出现故障的小电器,并尝试运用课内所学知识对电器的电路进行检查,适当排除和解决一些简单的电路故障问题.利用这种方式,不但可以巩固学生对课内知识的理解,而且能够使学生认识到物理知识的现实意义,从而优化学生的学习体验.

3.6 完善评价方式,实现提质增效

评价作为教学中必不可少的环节之一,会对最终的教学效果产生直接影响.在核心素养理念下,对物理实验教学提出了更高的要求,所以评价方式也需要随之改进,从而真正发挥出评价环节的积极作用.

首先,要进一步发挥学生的主体作用,鼓励学生在评价中进行自我反思以及相互之间的点评,从而真正了解学生的想法.其次,要注意评价内容的全面.根据物理核心素养的具体内容将实验评价划分为不同的维度,从而准确了解学生每项物理核心素养的发展情况.最后,要进行发展性的评价,以发展性的眼光看待学生.从而肯定学生的进步,并帮助学生进一步改进尚存的问题.

4 结语

综上,在现阶段的高中物理课程中,培养学生核心素养逐渐成为最重要的目标之一.因此,教师应对物理实验教学加以改进,从而通过实验真正推动学生物理核心素养的发展.

参考文献:

[1]任厚宝.基于核心素养的高中物理实验教学设计与思考[J].考试周刊,2020(A5):131-132.

[2]李珂.核心素养理念下高中物理实验教学表现性评价的等级模型建构[J].中小学实验与装备,2020,30(06):16-19.

[3]李平.学科核心素养在高中物理实验教学中落实的有效途径[J].中学理科园地,2020,16(06):17-18+20.

[4]任志恒.核心素养导向下高中物理实验教学策略研究[J].中学物理教学参考,2020,49(29):16-17.

[5]安红霞,唐京武.高中物理实验教学中核心素养的培养[J].科学咨询(科技·管理),2020(12):269.

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