核心素養(yǎng)下高中物理實驗教學(xué)的改進探索

侯紅強

物理是一門自然科學(xué)，探究的是自然現(xiàn)象和自然界的運動規(guī)律。作為高中階段的重要科目，學(xué)生卻普遍認為物理這門學(xué)科較難，不愿意主動學(xué)習(xí)，這主要是由于物理屬于科學(xué)范疇，且形式較為抽象化，學(xué)生的思維若不夠敏捷很難掌握學(xué)習(xí)物理的技巧，這就要求高中物理教師將核心素養(yǎng)作為一切教學(xué)的基礎(chǔ)，實驗教學(xué)就是其中重要的組成部分，教師通過物理實驗的改進和完善推進培養(yǎng)學(xué)生感性認識的積累和理性思維的創(chuàng)新能力。因此，高中物理教師在實驗教學(xué)設(shè)計、改進上就有了其不可推卸的責(zé)任。

目前高中物理實驗教學(xué)存在一些弊端，主要有這幾方面：

1.實驗與理論脫節(jié)。主要表現(xiàn)為只重視理論知識，在實驗探究中沒有規(guī)范的實驗操作；沒有把實驗教學(xué)跟基礎(chǔ)理論知識的教學(xué)有機結(jié)合起來，沒有引導(dǎo)學(xué)生運用基礎(chǔ)理論知識來指導(dǎo)實驗、理解實驗、分析實驗；為了節(jié)約時間，把實驗有關(guān)的項目都講得清清楚楚，把實驗裝置都調(diào)節(jié)好，學(xué)生對實驗根本沒有更多的思考和真正的探索。

2.常規(guī)實驗探究少，只是為實驗而實驗。它主要表現(xiàn)為忽略對學(xué)生實驗探究和實際動手能力的訓(xùn)練與培養(yǎng)，而以教師的課堂演示為主。有的師生甚至錯誤地認為“做實驗不如講實驗，講實驗不如背實驗”。對于教材中的眾多實驗來說，多數(shù)是驗證性實驗，而探究性實驗實在是少之又少。學(xué)生對實驗的認識只停留在表面上，體會不到實驗的真正意義，當(dāng)然也就談不上探究與創(chuàng)新。

3.實驗教學(xué)的組織存在問題，指導(dǎo)思想不明確。很多學(xué)校進行學(xué)生探究實驗的教學(xué)時，由于班級人數(shù)和實驗器材等各方面的原因，大多數(shù)采用分組實驗，這樣造成每組人數(shù)過多，不能保證人人都能動手動腦并能獨立地做實驗。結(jié)果就會造成有的搶著做，有的甘當(dāng)“觀察員”、“記錄員”，不僅秩序不夠好，而且有些學(xué)生根本連儀器都沒摸過，數(shù)據(jù)和實驗結(jié)論也是抄別人的，這就談不上什么獨立思考和實驗技能的訓(xùn)練了。

實驗教學(xué)是提高高中物理教學(xué)效率，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強學(xué)生物理知識應(yīng)用能力的關(guān)鍵，基于以上弊端，在核心素養(yǎng)背景下，筆者提出如下改進措施：

一、采用翻轉(zhuǎn)課堂模式進行部分實驗教學(xué)

傳統(tǒng)模式都是教師在課堂中就實驗?zāi)康?、實驗方法、實驗過程、實驗中可能存在的問題進行講解，然后交由學(xué)生進行操作。運用這樣的方法，不但學(xué)生難以理解教師講授階段抽象的教學(xué)內(nèi)容，而且也縮短了學(xué)生體驗實驗操作的時間，不利于學(xué)生掌握實驗。對此，以翻轉(zhuǎn)課堂形式進行實驗教學(xué)，可以改善這樣的狀況。在實驗課預(yù)習(xí)階段，教師將制作好的實驗型微課或PPT提供給學(xué)生在家自主學(xué)習(xí)。在實驗課開始時，教師可以先對學(xué)生進行測評，以提問或小組討論的方式，獲得學(xué)生對微課學(xué)習(xí)的情況，如果學(xué)生可以清楚地了解實驗?zāi)康?、方法、過程等，即可交由學(xué)生進行實驗，教師可以在旁協(xié)助或根據(jù)微課最后環(huán)節(jié)提出問題引發(fā)學(xué)生在做的過程中進一步思考。在實驗結(jié)束后，可以交由學(xué)生分享實驗過程中遇到的問題和發(fā)生的錯誤，并由教師進行解答，如：利用U-I圖象法測定電池的電動勢和內(nèi)阻時，若電池內(nèi)阻較小時，路端電壓變化相應(yīng)也就較小，繪制的U-I圖象傾斜度小，短路電流難以確定，教師應(yīng)啟發(fā)學(xué)生放大U軸坐標，將I軸向U軸正方向平移，使的U-I圖象完整，使學(xué)生掌握U-I圖象的物理意義，從圖象中得到電池電動勢和內(nèi)阻的值，以加強實驗課程的師生互動環(huán)節(jié)。在課程結(jié)束后，教師可以讓學(xué)生通過再度觀看微課或PPT，加深對實驗的理解。

二、物理實驗教學(xué)中引入建模教學(xué)

所謂“通過模型解決問題”，就是根據(jù)物理的基本性質(zhì)和特征，剖切成各個層次的過程模型，并抓住同一模型中各類問題的共同特性，列舉有代表性的實體模型，綜合運用各種物理知識，各種定理、定律，運用不同的觀點、方法，歸納出解決問題的一般途徑和方法技巧。物理建模作為解決問題的一種方式，較完整的體現(xiàn)出學(xué)物理和用物理的關(guān)系。例如，愛因斯坦建立了“光的波粒二象性”模型對“光電效應(yīng)”實驗事實作出了完美解釋。讓學(xué)生先建模，后實驗的做法可以有效避免學(xué)生“動手不動腦”，機械的進行實驗。自然界發(fā)生的各種現(xiàn)象，往往是錯綜復(fù)雜的。決定某一個現(xiàn)象的產(chǎn)生和變化的因素往往也很多。為了弄清事物變化的原因和規(guī)律，必須設(shè)法把其中的一個或幾個因素用人為的方法控制起來，使它保持不變，然后來比較，研究其它兩個變量之間的關(guān)系，這種研究問題的科學(xué)方法就是“控制變量法”。

三、加強學(xué)生動手實驗過程的指導(dǎo)，實行學(xué)生自主實驗措施

在高中物理實驗教學(xué)中，讓學(xué)生邊做邊學(xué)，實現(xiàn)理論學(xué)習(xí)與實驗操作的有效結(jié)合，無疑是最理想的物理實驗教學(xué)模式。傳統(tǒng)的實驗方法人數(shù)過多，既不利于管理，更不能保證人人都能認真實驗，因此應(yīng)盡量減少每一次實驗的人數(shù)，同時應(yīng)讓學(xué)生每人都認真做一次，包括實驗的記錄及處理結(jié)果，讓學(xué)生都經(jīng)歷一個探究的過程。在具體的過程中教師不應(yīng)包辦代替，而要耐心引導(dǎo)，通過學(xué)生的理解自行進行，不讓“記錄員”或“旁觀者”再出現(xiàn)，這樣才能培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和實驗?zāi)芰?，更好地掌握和鞏固所學(xué)知識。實驗后取得數(shù)據(jù)應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生進行分析、綜合、判斷，從而更好地鞏固所學(xué)的知識，獲得新的知識。再一點，應(yīng)開放實驗室，增加學(xué)生探究實驗的次數(shù)?，F(xiàn)在在很多學(xué)校學(xué)生都強烈反映實驗室開放次數(shù)太少，光靠課堂上的演示實驗很難達到實驗?zāi)康?。只有利用課余時間開放實驗室，學(xué)生才能有比較充裕的時間獨立地做更多實驗。

四、鼓勵學(xué)生實驗創(chuàng)新

物理實驗的創(chuàng)新是基于核心素養(yǎng)的物理實驗教學(xué)的重要內(nèi)容。在實際的物理實驗教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維，不僅能幫助學(xué)生挖掘?qū)嶒灥木瑁故緦嶒灥乃枷牒枉攘?，又能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能，教會學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生的興趣，促進學(xué)生個性的和諧發(fā)展，提高物理實驗教學(xué)的有效性。例如：在《探究影響加速度的因素》這個實驗時，基于本實驗操作的難度和復(fù)雜性，筆者先花了一節(jié)課的時間把本次實驗的實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗步驟等內(nèi)容和學(xué)生一起探究了一下，然后又給學(xué)生一節(jié)課的時間讓學(xué)生去操作實驗，但有學(xué)生按教材中的原方案操作實驗后，發(fā)現(xiàn)誤差較大。經(jīng)過分析后，學(xué)生覺得誤差較大的原因是實驗室所提供的小車質(zhì)量沒有辦法遠大于鉤碼的質(zhì)量。實驗室沒有質(zhì)量更大的小車。那怎么辦呢？筆者提示可以對實驗方案進行創(chuàng)新，更改實驗方案?。≡诠P者的鼓勵下，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情上來了，陷入了一陣思考和討論中……最終提出一個新實驗方案?？梢妼W(xué)生的潛能是不容小覷的。如果能對學(xué)生提出的問題，進行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)、鼓勵和幫助，或許會讓學(xué)生在有限的實驗課堂時間內(nèi)，有所創(chuàng)新，收獲無限的知識。這也是符合核心素養(yǎng)所要求的創(chuàng)新實驗教學(xué)。endprint