例談核心素養(yǎng)背景下的高中物理實驗的考查與評價

廣東省佛山市順德區(qū)均安中學(xué)(528329) 張 超

物理是一門基于實驗的自然科學(xué),特別對于高中物理教學(xué),實驗是不可分割的重要組成部分。高中階段扎實開展以學(xué)生為主體的實驗教學(xué),不僅可以深化理論知識,而且有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力。培養(yǎng)學(xué)生敏銳細致的觀察能力、清晰縝密的思維能力、敢于動手的實踐能力、科學(xué)精準(zhǔn)的分析能力、創(chuàng)造性解決實際問題的綜合能力等。因此,在高中階段,實驗教學(xué)是否達成知識素養(yǎng)目標(biāo)、如何落實考查與評價是一個重要的課題。

1 高中實驗教學(xué)的背景與現(xiàn)狀分析

2018年初,國家教育部正式頒布實施 《普通高中課程方案和語文等學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn) (2017 年版)》?！稑?biāo)準(zhǔn)》作為高中教學(xué)的核心,相比2004年版本,2017年版本有著重大的發(fā)展與創(chuàng)新。對于高中物理教學(xué),明確提出了物理學(xué)科素養(yǎng),包含“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個方面?；谖锢韺W(xué)科素養(yǎng)的內(nèi)涵分析,“物理觀念”素養(yǎng)體現(xiàn)物理基礎(chǔ)原理和規(guī)律的理解掌握,“科學(xué)思維”素養(yǎng)體現(xiàn)邏輯分析和建模推理的思維能力;“科學(xué)探究”素養(yǎng)體現(xiàn)設(shè)計實施和動手探索的實踐能力;“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”素養(yǎng)體現(xiàn)學(xué)生科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任的養(yǎng)成。因此,高中物理實驗為培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)提供了肥沃的土壤,是深化物理教學(xué)的重要手段。特別是 《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn) (2017年版)》對于學(xué)生實驗提出了明確要求：學(xué)校應(yīng)充分利用已有的實驗器材,努力開發(fā)適合本校情況的實驗課程資源,盡可能讓學(xué)生自己動手多做實驗,提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

當(dāng)前高中物理實驗教學(xué)與課程標(biāo)準(zhǔn)存在偏離,更談不上全面落實學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)。究其根由,受單一的實驗筆試考查方式所制約。特別是 “做實驗不如講實驗”“做實驗不如做實驗題”等錯誤的教學(xué)思想和方式仍存在于當(dāng)前的物理教學(xué)中。因此,改變當(dāng)前物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀,應(yīng)從優(yōu)化物理實驗考查和評價方式出發(fā),明確素養(yǎng)立意,回歸課程標(biāo)準(zhǔn)。

2 例談高中物理實驗考查與評價

基于《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》所提出的“物理學(xué)科核心素養(yǎng)的水平劃分”,針對學(xué)生實驗的素養(yǎng)要素包含：“能分析物理現(xiàn)象,提出可探究的物理問題;能制定和實施實驗方案、使用基本的器材獲得數(shù)據(jù);能分析數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)特點,形成結(jié)論,嘗試用已有的物理知識進行解釋;能撰寫實驗報告,用學(xué)過的物理術(shù)語、圖表等交流科學(xué)探究過程和結(jié)果等。”明確素養(yǎng)立意,回歸課程標(biāo)準(zhǔn),優(yōu)化高中物理實驗考查和評價方式應(yīng)重點關(guān)注實驗觀察與方案、科學(xué)操作與實施、數(shù)據(jù)采集分析與形成結(jié)論等方面?；诶碚撗芯繉W(xué)習(xí),結(jié)合自身教學(xué)實踐,現(xiàn)以學(xué)生實驗?zāi)芰y評試題與實驗評價量表為例進行探討。

試題一：利用自由落體法探究機械能守恒定律,考查內(nèi)容如下：

(1)實驗裝置如圖1所示,請根據(jù)裝置圖,正確安裝器材;

圖1 實驗1裝置

(2)開展實驗探究,科學(xué)合理的采集數(shù)據(jù),并將所記錄的數(shù)據(jù)填入表1中;

(3)以v2為縱軸,以h為橫軸,在坐標(biāo)紙上,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出v2－h(huán)圖線;

(4)根據(jù)v2－h(huán)圖線,計算下落過程中重力加速度的大小;

(5)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)與圖線信息,得出實驗結(jié)論。

試題二：準(zhǔn)確測量未知電阻的電阻值,考查內(nèi)容如下：

(1)使用多用電表對未知電阻進行測量,測出未知電阻的電阻值;

(2)利用伏安法準(zhǔn)確測量電阻阻值。自行設(shè)計合理的電路圖;

(3)根據(jù)電路圖連接實物,開展實驗探究,科學(xué)合理的采集數(shù)據(jù),并將所記錄的數(shù)據(jù)填入表2中;

(4)以U為縱軸,以I為橫軸,根據(jù)實驗數(shù)據(jù),繪出U－I圖線。

表1 “利用自由落體法探究機械能守恒定律”實驗評價量表

表2 “準(zhǔn)確測量未知電阻的電阻值”實驗評價量表

上述兩例實驗?zāi)芰y評試題與評價量表,重在“過程性”和 “結(jié)果性”兩個方面。其中 “過程性”是指關(guān)注學(xué)生實驗過程,包括方案執(zhí)行、器材使用、觀察測量、數(shù)據(jù)采集、操作規(guī)范、以及良好的實驗習(xí)慣等方面; “結(jié)果性”是指關(guān)注學(xué)生實驗的結(jié)果,在實驗結(jié)束后,學(xué)生提交紙質(zhì)答卷,考核包括數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)處理、科學(xué)繪圖、精準(zhǔn)運算、形成結(jié)論和誤差分析等方面。根據(jù)評價量表中的 “評價內(nèi)容”與 “評價標(biāo)準(zhǔn)”對實驗進行 “過程性”和 “結(jié)果性”雙維度評分,作為實驗考核的最終成績,從而實現(xiàn)對學(xué)生實驗?zāi)芰Φ木C合評價。

3 結(jié)語

優(yōu)化物理實驗考查和評價方式,明確素養(yǎng)立意,回歸課程標(biāo)準(zhǔn)是物理實驗教學(xué)的必由之路。在核心素養(yǎng)背景下,基于以上兩個實驗考查與評價案例,分享幾點對高中物理實驗教學(xué)的建議：“物理觀念”方面應(yīng)注重強化對實驗方案的標(biāo)準(zhǔn)實施,對基本器材的熟練操作、對基礎(chǔ)原理的深度理解和對實驗數(shù)據(jù)的科學(xué)采集等實驗素養(yǎng)的培養(yǎng); “科學(xué)思維”方面應(yīng)加強對科學(xué)繪圖、精準(zhǔn)運算、形成結(jié)論和誤差分析等實驗素養(yǎng)的培養(yǎng);“科學(xué)探究”方面應(yīng)注重對實驗方案的創(chuàng)新設(shè)計,對基礎(chǔ)原理的遷移運用、對實驗器材靈活改進等實驗素養(yǎng)的培養(yǎng); “科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”方面應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和良好的實驗習(xí)慣,從而實現(xiàn)對科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任的浸潤養(yǎng)成。