核心素养下高中物理实验教学的创新实践
蹇波
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蹇波,. 核心素养下高中物理实验教学的创新实践[J]. 教师教育与创新,2022.1. DOI:10.12721/ccn.2022.157123.
摘要: 物理是一门对于实践要求很高的探究教学课程,要想学好物理,必须要做到理论与实践相结合,实验既是教师传授物理的重要方法,也是学生探究物理的重要方法。在物理课堂教学中要重视物理实验的教学,才会让学生通过观察探究实验,提升科学思维和学科核心素养。
关键词: 学科核心素养;高中物理;实验教学
DOI:10.12721/ccn.2022.157123
基金资助:

引言:近年来,教育改革逐步推进,国家越来越重视在教学中对学生综合素质和学科核心素养的培养,本文主要针对基于学科核心素养高中物理实验教学创新与实践进行相关分析,以促进物理实验教学目标更快更好地实现。

一、转变教师观念

基于物理知识传授,教师本身需充分认识到实验在物理学科核心素养中的重要性。学生通过实验探究操作锻炼了自身的实验操作能力、实验探究能力以及实验创新能力。学生探究问题能力,解决问题能力以及思考问题的方法方式才能够得到锻炼。物理实验的探究教学过程中,教师首先需要做好实验课的导学案,并要求学生能够充分了解本次实验需要探究的相关问题,要测量哪些数据,要观察哪些现象。例如,在做电学实验时要引导学生注意电表的量程、电源的电压以及测量工具的精准性等方面是否满足实际的实验要求。学生实验过程中,通过导学案引导学生对实验过程进行积极的探究,同时对实验过程中出现的各种误差进行简单地分析。实验教学探究过程培养了学生自己操作动手分析问题的能力。在分组实验教学中,老师进行简单地引导后,要让学生自己动作操作,通过自己动手测量,可以有效地找出其中的知识奥秘,实现对学生科学思维的有效培养。

二、创新实验教学方式,培养学生的物理观

物理实验是培养学生物理观的主要途径,这就要求物理教师在教学中,立足课改前沿,学习先进的教学理论,创新实验教学的方式,给学生提供全新实验教学模式,让学生通过观察物理现象,提高对物理规律的认知,从而培养学生良好的物理观。比如,在学习“摩擦力方向”时,教师可通过以下的情境化问题,培养学生的物理观。问题1:生活中卫生清洁工具扫把运动之前所接收到的力是哪一种形式:滑动摩擦力还是静止摩擦力?问题2:你能通过扫把毛呈现的形状判断一下它相对于桌子面是哪一种运动趋势吗?问题3:通过实验观察你能发现扫把受到的静止摩擦力的方向吗?问题4:从实验中你能观察出静摩擦力与运动趋势之间的关系吗?问题5:如果你推动桌面上的笔盒时,没有推动,那么,笔盒相对于桌面的运动趋势是怎样的?问题6:如果你用手握住笔筒,不动时,你能判断一下静止摩擦力的方向吗?在学生亲自参与实验的情境中,以问题进行引领,学生进行了仔细的观察,并对实验过程和现象进行了积极的讨论,最终理解了静摩擦力方向这一物理概念,形成了自己的理性认知,很好地培养了学生的物理观。

三、强化多媒体技术对于物理实验教学的巧妙补充

近年来,我们愈发清晰地认识到多媒体技术在物理实验探究教学中的作用。在高中物理实验的教学中,完全可以利用现代化的信息技术进行辅助实验教学,教师在讲解过程中可以通过图片、动画和视频来对物理实验进行更加生动和直观的展现,进而实现实验教育与数字信息技术的有效结合。例如,高中物理在探究"自由落体运动"的运动规律时,由于自由下落的时间极短,学生难以从稍纵即逝的变速运动中找到其运动的具体特征。此时,教师可以拍摄自由下落过程,再用视频编辑软件对整个过程进行“慢动作”展示,"延缓"实验进程,学生通过多次观察放慢的实验过程,可以直观感知自由落体运动的具体特征,形成物理概念。还可以再进一步使用DIS传感器软件设定相等的时间间隔,并标出相对应的小球位置,让学生在感知实验现象的基础上,通过小组合作动手处理实验数据得出自由落体运动的运动本质和规律,达到教学双赢的效果。多媒体辅助高中物理的实验教学,还可以用于展示一些无法搬上课堂的大型实验,展示有安全隐患的实验,让学生通过观察不当实验操作导致的后果,增强学生科学规范操作的实验态度。比如,在电学实验中,教师反复强调的电源短路问题,电流表的超程烧毁等,有些甚至会引发触电或者火灾等不良后果。通过多媒体展示短路现象,高压触电等现象,提高学生的警惕性,达到事半功倍的效果。

四、立足物理认知规律,培养学生的探究能力

科学探究能力是新课改倡导下最主要的素养之一,而在物理实验中通实验探究,提出问题,探究现象背后的规律,从而形成自己的观点,提高学生对物理规律的认知能力。在高中物理实验中,学生要通过实验开展探究能力的培养。比如,在做“加速度与力、质量间的关系”探究实验时,教师可通过如下问题进行引领:问题1:本次实验主要呈现了哪几种物理量间的关系,最好的探究方式是什么?问题2:请设计一下本次探究实验中所需要的实验器材?问题3:教材中的实验方案I能不能探究出加速度与力和质量间的关系呢?问题4:在实验中小车遇到的阻力有哪几种,能在探究实验中测量出来吗?问题5:如何测量出实验中小车运动时的拉力大小呢?问题6:请对实验过程中纸带中计算出几个点的瞬时速度,并做出图像。这几个问题针对核心素养的指向非常清楚,学生根据实验要求设计方案,运用变量来探究出加速度与力和质量之间的关系,并通过实验讨论得出数量关系,提高学生对加速度与力和质量之间关系的认知,很好地培养了学生的科学探究能力。

五、鼓励学生合作自制实验仪器,让实验操作富有成就感

在传统的教学过程中,受应试教育的思想,一些学校只注重对学生成绩分数的提升,对于实验投入的经费较少,这样就严重影响了高中物理实验教学质量。因此物理教师可以通过自制实验仪器解决仪器短缺的问题,可以发动学生从生活出发,去制作相关的实验仪器,对生活中的常见物品进行积极和综合性的利用,将感性和理性知识进行充分的结合,使学生们认识到物理知识与生活之间的紧密联系,更能够激发学生的学习热情和成就感。例如,在学习"力的作用是相互的"这一知识点的过程中,教师就可以让同学拿一个橡皮泥与一个塑料瓶子之间进行挤压,引导学生通过二者挤压后的形变来对其受力效果进行判断,进而帮助学生更深刻地掌握相关知识点。

结论:综上所述,高中物理实验教学对于学生综合能力和学科核心素养的提升非常关键,应该对其给予足够的重视。为此,作为物理教师,需不断追随时代脚步,革新教学观念,利用问题引导的方式去强化学生参与实验的积极性,利用课余时间进行物理实验操作以及有效更新实验教学方法等多种途径和方法去提升物理实验教学效果,进而在一定程度上,促进教学目标更快更好地实现。

参考文献:

[1]胡思凡,刘竹琴.核心素养导向下高中物理实验教学策略研究[J].科技风,2020(01):45.

[2]汪康.核心素养背景下高中物理实验的教学思考[J].科学咨询(科技·管理),2019(07):140.

[3]胡晓雄,徐志燕.基于高考实验题对高中物理实验课有效教学的思考[J].物理教师,2017,38(12):27-30.

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