優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略 提升學(xué)生科學(xué)探究能力

李 東

（重慶市兼善中學(xué) 重慶北碚 400700）

物理核心素養(yǎng)是學(xué)生通過(guò)物理學(xué)習(xí)逐步形成適應(yīng)社會(huì)的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生在物理知識(shí)內(nèi)化之后養(yǎng)成的帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)。物理核心素養(yǎng)主要由“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(gè)方面構(gòu)成。而物理實(shí)驗(yàn)既能加深學(xué)生對(duì)物理概念、規(guī)律的理解，又能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、合作探究能力、分析推理能力、數(shù)據(jù)處理能力、質(zhì)疑創(chuàng)新的能力，還有利于學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的科學(xué)精神[1]。

當(dāng)前，普通高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式比較單一，基本上是由教師演示，學(xué)生觀看或在教師講解后，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。在接受學(xué)習(xí)之后，學(xué)生根據(jù)自己對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，通刷題形成對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理能力。這種形式顯然不利于學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，不利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。筆者根據(jù)物理核心素養(yǎng)的要求，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略的優(yōu)化[2]。

首先，重視實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的地位，樹立正確的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究興趣。我們都知道，物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，2017年頒布的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》明確把“物理課程應(yīng)致力于學(xué)生物理核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展”放到了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要位置。同時(shí)，課程標(biāo)準(zhǔn)中還明確提出，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生才是探究的主體，教師應(yīng)當(dāng)處于引導(dǎo)地位，在保障學(xué)生進(jìn)行充分探究時(shí)間、空間的同時(shí)還要注意防止學(xué)生進(jìn)行虛假探究，盡可能地讓學(xué)生親身經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)的整個(gè)探究過(guò)程，進(jìn)而培養(yǎng)他們的探究意識(shí)和創(chuàng)新能力。

所以，物理教師應(yīng)當(dāng)挖掘身邊的素材，盡可能將演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生實(shí)驗(yàn)，將驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)改為探究實(shí)驗(yàn)，力求讓學(xué)生自己動(dòng)手“學(xué)物理、做物理”。有時(shí)候，甚至可以將物理概念和規(guī)律通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式呈現(xiàn)，通過(guò)學(xué)生的內(nèi)化與聯(lián)想，讓學(xué)生逐步理解物理規(guī)律。例如，在探究電荷之間的相互作用時(shí)，先將兩根相同材質(zhì)的吸管都用餐巾紙摩擦，帶上同種電荷，其中一根用大頭釘穿透后放在豎直支架上，另一根靠近它，結(jié)果發(fā)現(xiàn)排斥作用。由此，學(xué)生很容易得出：同性相斥。再用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒靠近吸管，發(fā)現(xiàn)相吸，通過(guò)分析學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)：相吸的絕不是同性（同性已證明相斥），是異性。

其次，教師課前編寫實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)案，提高學(xué)生科學(xué)探究的有效性。由于實(shí)驗(yàn)課的時(shí)間有限，如果既想做到在規(guī)定課時(shí)內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，還想讓學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究，僅僅利用課上時(shí)間是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。所以，筆者認(rèn)為可以利用實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)案，提前讓學(xué)生在課后搜集資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，等到上實(shí)驗(yàn)課的時(shí)候，再與教材提供的方案進(jìn)行比較，再完善自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。這樣，不僅能夠提高課堂教學(xué)效率，使學(xué)生更加專注地投入到科學(xué)探究中去，還能很好的體現(xiàn)學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)作用。比如，在探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件的課前，可以事先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)學(xué)案，將實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程一分為三。探究活動(dòng)一：導(dǎo)體動(dòng)，磁場(chǎng)不動(dòng)，即閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線。探究活動(dòng)二：導(dǎo)體不動(dòng)，磁場(chǎng)動(dòng)，即向線圈中插入磁鐵，把磁鐵從線圈中拔出。探究活動(dòng)三：磁體和導(dǎo)體都不動(dòng)，即模擬法拉第的實(shí)驗(yàn)。每次探究活動(dòng)都讓學(xué)生自己動(dòng)手操作，自己觀察和記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，最后，通過(guò)小組合作討論，得出感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。

再次，注重物理實(shí)驗(yàn)的思想方法的總結(jié)提煉，促進(jìn)學(xué)生形成科學(xué)思維素養(yǎng)。物理實(shí)驗(yàn)的思想方法是科學(xué)思維方法在物理實(shí)驗(yàn)中的具體體現(xiàn)，比如等效法、比較法、放大法、模擬法、補(bǔ)償法和控制變量法等等。物理實(shí)驗(yàn)思想方法的學(xué)習(xí)和運(yùn)用，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和科學(xué)素質(zhì)起著不可或缺的作用，并且，學(xué)習(xí)、掌握這些實(shí)驗(yàn)思想方法的過(guò)程也是科學(xué)素質(zhì)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ粩喾e累和提高的過(guò)程。例如，控制變量法能培養(yǎng)學(xué)生初步的分析問(wèn)題和研究問(wèn)題的能力，轉(zhuǎn)換法有利于培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性，替代法有利于培養(yǎng)學(xué)生思維的變通性，模擬法有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)想象力[3]。

最后，充分利用傳感技術(shù)精準(zhǔn)再現(xiàn)教材實(shí)驗(yàn)，在創(chuàng)新中培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。在物理教學(xué)中利用現(xiàn)代教育技術(shù)可以便捷再現(xiàn)平時(shí)教學(xué)中無(wú)法完成的實(shí)驗(yàn)，深挖教材實(shí)驗(yàn)，結(jié)合生活中的傳感技術(shù)，利用各種傳感器和數(shù)字采集器，通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。比如，在學(xué)習(xí)牛頓第三定律時(shí)，可以利用傳感器和計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)平臺(tái)讓學(xué)生自己動(dòng)手探究，教師只需要指導(dǎo)學(xué)生操作——把兩個(gè)力學(xué)傳感器的掛鉤鉤在一起，向相反方向拉動(dòng)，觀察顯示器屏幕上出現(xiàn)的結(jié)果。學(xué)生通過(guò)觀察分析兩個(gè)力傳感器的相互作用隨著時(shí)間變化的曲線，從而得出作用力與反作用力同時(shí)變大，同時(shí)變小。

俗話說(shuō)，“授人以魚不如授人以漁”。作為物理教師，我們只要做到——搭建好實(shí)驗(yàn)探究的平臺(tái)，讓學(xué)生通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)探究發(fā)展自己，掌握科學(xué)探究技能，形成科學(xué)思維，遠(yuǎn)比傳統(tǒng)的死記硬背，機(jī)械式學(xué)習(xí)來(lái)達(dá)到分?jǐn)?shù)上的提高而更加有意義。