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    如何在實驗探究中融入學科核心素養(yǎng)

    2018-12-06 01:18:50福建省晉江市第一中學唐漢青
    學苑教育 2018年23期
    關鍵詞:小球物理學科

    福建省晉江市第一中學 唐漢青

    新修訂的高中物理課程標準,將物理課程課程目標中的具體目標(三維目標)深化為“物理核心素養(yǎng)”。普通高中的培養(yǎng)目標是進一步提升學生綜合素質,著力發(fā)展核心素養(yǎng),使學生具有理想信念和社會責任感,具有科學文化素養(yǎng)和終身學習能力,具有自主發(fā)展能力和溝通合作能力。

    新課程改革使得每個老師都要更正自己投入到改革的浪潮中,使學生從“灌輸式”的教育走出來,培養(yǎng)學生獨立思考、敢于提問的能力,培養(yǎng)學生敢于實踐,尤其是實驗探究方面,培養(yǎng)學生的合作能力。學科不同,核心素養(yǎng)有所不同,物理學科的核心素養(yǎng)包括四個方面:物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態(tài)度與責任。

    整個高中階段物理基本知識主要由力、運動、能量三部分構成,在此基礎上進行深入挖掘,實驗探究雖然是核心素養(yǎng)之一,但是在實驗探究中自然而然也融入其他方面。完整的實驗報告包括實驗目的、實驗原理、實驗器材、實驗內容、數(shù)據(jù)處理、誤差分析以及注意事項等等。如果每次物理實驗的實驗目的、儀器準備、操作步驟、實驗報告全部都由教師預先設計好,學生只進行“按方抓藥”、“照圖施工”,那么長此以往學生在實驗過程中就不再會有濃厚的實驗興趣。因此,教師要適時、適量地改進實驗課的教學組織形式,創(chuàng)設一些開放型的探究式實驗。

    拿前不久的物理實驗——驗證動量守恒定律為例。

    實驗目的:驗證兩小球碰撞中的動量守恒,守恒式 m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′,依據(jù)實驗目的設計實驗方案,選擇實驗器材。

    實驗原理:若m2碰撞前靜止,則m1v1=m1v1′+m2v2′,遇到問題多問幾個為什么?怎么辦?遇到問題后,經(jīng)過進一步思考,同小組之間合作交流,培養(yǎng)科學探索、合作精神。從實驗原理中可知所需求的實驗器材,這就是高考的開放性實驗題目,尤其是電學實驗,高中階段可以借助核心素養(yǎng),在老師的引導下,多做這方面的訓練。

    問題一:如何測量質量?

    實驗器材就必須用到天平

    問題二:如何測量速度?

    回顧到以前,瞬時速度的測量,要借助物理極限思想,在極短時間內平均速度等于某個瞬間的瞬時速度。難度比較大,可以借助光電門、傳感器等精密儀器。如果在現(xiàn)有簡陋條件下,如何得到速度,這里可以引導學生發(fā)散思維,提出設想,驗證,引導到平拋知識來。

    借助平拋可以知道,如果下落的高度在固定的情況下,下落時間一樣,忽略一切摩擦,則水平拋出的速度與落地的水平位移成正比,所以只要測出小球的質量以及水平位移就可以了,即時間消掉,得 m1OP=m1OM+m2ON大大的簡化了難度。因此只需要一把刻度尺就可以了。

    問題四:如何確定O點?

    回顧必修一的重心概念,很容易得到重錘線可以得到O點。

    問題五:如何確定M、P、N點

    落到紙上面有很多個點,因此應該借助圓規(guī),把幾次下來的點畫出一個圓形,圓心就是我們要的點,利用物理的思維方法——求平均值法。

    實驗步驟:略

    任何一個實驗探究,雖然是學科素養(yǎng)中的一個方面,但是探究過程本身就融合其他學科素養(yǎng)。做實驗前你必須有相應的物理知識、物理觀念,在實驗過程中必須要有物理思維,構建出理想化模型,忽略一切阻力。會應用物理思維方法,極限思想、平均值法等等進行實驗,進行數(shù)據(jù)處理,并能夠解釋現(xiàn)象和解決實際問題。要有批判的思想,敢于質疑,提問,進行實驗探究,在探究過程中應該善于發(fā)現(xiàn)問題,與小組合作,提出設想,解決問題。最后還必須要有科學的態(tài)度與責任,整個過程必須要有科學的嚴謹性,提出的猜想要有科學依據(jù)。在實驗的注意事項中可以很好的體現(xiàn)出來。

    1.斜槽末端的切線必須水平——為什么呢?因為只有末端水平,才能保證小球是做平拋運動。

    2.如何保證水平?——把小球放在支架上面,小球可以靜止不滾動。

    3.入射小球必須每次都從同一高度下落——確保碰前的速度是一樣的。

    4.A球必須大于B球質量——防止A球太輕,反彈。

    5.兩個小球必須大小一樣——這樣才能夠保證兩個小球是正碰,碰撞時,兩小球的球心在同一水平面上。

    6.A球下落的高度盡量高——碰撞時內力大,遠大于外力,動量守恒誤差越小。

    7.落點位置的確定——圓規(guī),平均值法取圓心位置。

    所有的這些實驗要求等等注意事項,就是要讓學生有著敬畏科學的精神,要本著負責任的態(tài)度進行實驗。實驗在物理教學中起著舉足輕重的作用,以物理實驗來充實物理教學,全程充滿著物理的核心素養(yǎng),是現(xiàn)代化素質教育思想的重要方面。我們要給學生創(chuàng)作更多的實驗探究機會,在探究過程中潛移默化哲學學科素養(yǎng),讓他們在實驗中發(fā)揮自我,多多體現(xiàn)主人翁精神,學有所得,當他們感覺到有所收獲的時候,他們就會回報你更多意想不到的東西。

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