核心素养背景下的物理实验教学策略

2019-06-11程婵容陈金轩吴学能冯森平

中学理科园地 2019年2期

程婵容陈金轩吴学能冯森平

关键词：核心素养;物理实验;教学策略

物理实验是有目的、有计划地运用仪器、设备，在人为控制条件下，使物理现象反复再现，从而进行认真观测，获取大量资料的一种科学研究方法[ 1 ] 。物理实验教学在发展学生核心素养方面占有重要地位。本文谈谈核心素养背景下的物理实验教学三大策略。

1 问题驱动型实验教学策略

问题驱动型实验教学法是在实验中教师以问题来创设各种不同情境，学生探寻解决方案的一种学习方法。以物理教材3-1的电学实验“多用电表的原理与使用”为例，这个实验是电学实验的一个重难点，若教师在课堂上一味的进行理论讲解唱独角戏，学生不仅难以接受教师所授知识，而且感觉枯燥无味，思维能力得不到提升。教师在布置学生预习作业的时候，可通过印发导学案的形式给学生抛出以下问题：

问题1：多用电表的外部有哪些部件？

问题2：多用电表的内部主要有哪些部件？

问题3：如何将表头改装成不同量程的电流表？

问题4：多用电表直流电流档的原理是什么？

问题5：如何将表头改装成不同量程的电压表？

问题6：多用电表直流电压档的原理是什么？

问题7：依据什么原理将表头改装成直接测电阻的欧姆表？

问题8：欧姆表测量前为什么要进行欧姆调零？

问题9：表盘的刻度值如何变换？

问题10：欧姆表的表盘刻度有什么特点？

问题11：欧姆表为什么要设置不同的倍率？

问题12：如何将不同功能的表共用一个表头？

问题13：测电阻、電流、直流电压时，电流流向有什么共同特点？

问题14：多用电表刻度盘怎么设置？

问题15：如何使用多用电表测量电流、电压？

问题16：如何使用多用电表测量电阻？

这些精心设计好的问题，由浅入深，层层递进的囊括了本节课的所有教学知识点。在课堂上，教师以预习作业上的问题为导向，还可以让学生通过自己的认知去发现一些新的问题，探讨问题并提出一些创造性的见解。问题驱动教学法能够提高学生学习的主动性，提高学生在教学过程中的参与程度，容易激发起学生的好奇心与求知欲，活跃其思维[ 2 ]。采用这种教学策略教师应摆正角色，大胆摆脱传统教学模式，将自己定位成问题的提出者、课堂的设计师、思路的引渡人以及结果的评判师。

2 任务驱动型实验教学策略

任务驱动型实验教学是指根据实验教学目标，教师将学习的内容预先设计成一个个小任务，让学生在完成任务过程中达成目标，也可以采取分组的形式将小任务分工布置下去，让人人有任务，组组有目标。以3-2的“楞次定律”为例，教师可以有意识的设计十个不同层次任务，通过学生分组活动，达成预期教学目标。

任务1：梳理物理学史，体会物理学发展的艰辛与趣味。

任务2：分组探究感应电流方向，完成任务表格。

任务3：以小组为单位讨论，上台展示和汇报探究成果。

任务4：分析感应电流方向与原磁场方向的关系。

任务5：分析感应电流方向与原磁场磁通量的变化方式的关系。

任务6：分析感应电流磁场方向与原磁场方向的关系。

任务7：分析感应电流磁场方向与原磁场磁通量的变化方式的关系。

任务8：分析内在关系，总结内在规律。

任务9：对楞次定律中“阻碍”二字的理解。

任务10：通过练习自我总结应用楞次定律的步骤。

以小组任务分工的形式将这十个任务布置下去以后，教师要注意组织好小组交流合作与讨论这项工作，并在教学过程中实时监控小组活动，提出一些建设性的意见。采用这种教学策略关键在于教师臻善任务设计，然后通过任务驱动的方式，引导学生自己去完成任务，归纳知识，锻炼学生思维能力，提高分析能力，发展核心素养。

3 创新型实验教学策略

创新型实验教学就是以培养实验中创新素质为基本取向的教学实践活动[ 3 ]。实验关键在于要体现“新”，理念新，方案新，实验效果让学生新奇。实施创新教学要注意以下两个方面。

3.1 在实验现象上要尽量做到新奇

高中生都有强烈的好奇心，尤其是一些生活中与物理有关的现象更能激发他们的求知欲。课本很多经典的实验主要是课堂上教师按部就班的验证而已，毫无新奇。比如课本上的断电自感实验，实验效果还算明显，小灯泡确实闪了下然后逐渐熄灭。教师可尝试创新：把实验中的小灯泡换成班上全体学生，教师开展游戏让学生手拉手来代替小灯泡。实验的结果当然在教师的预设中，断开电键的瞬间全班几十位同学都惊叫出了声音，因为他们同时有触电的感觉，相信参加体验的学生会对本节的知识终生难忘。可以看出经过改进创新后，该实验不但现象明显，还能化枯燥为神秘，学生的内心被震撼后求知欲自然而然的得到激发，将会更加努力地学习，对一节干电池使得他们同时触电这一问题将一探究竟[ 4 ]。还比如，在探究滑动摩擦力与哪些因素有关时，教师可以设计成以小游戏的方式开展探究。让两名同学上台用筷子夹弹珠比赛，一分钟的时间内谁夹起的弹珠多谁获胜，最后揭开面纱：获胜的同学所用的筷子头有用布缠住。学生通过小游戏明白了，摩擦力与接触面的粗糙程度有关。再取来一个较软的矿泉水瓶，装满水但瓶盖未盖，让学生来挑战将瓶子提起来且水不能溢出（不能提瓶口部位，只能提瓶身处），学生的兴趣大增，看到其他同学都没有挑战成功，他们都想亲试一把，结果发现教师布置的这项任务竟然是一项无法完成的任务！教师的创新让学生通过自身体验理解了有摩擦力就一定有弹力，这些抽象的知识若直接告知学生，他们只能被动的接受，根本无法理解，所以教师在实验教学中若能多动动脑筋，尝试创新将会带来颠覆传统的教学效果。

3.2 在实验效果上尽量明显

比如对于作用力和反作用力，高一的学生刚接触时总觉得应该先有作用力，后有反作用力，如果我们能通过直观的实验来推翻这个谬论，我想比让学生死记结论效果要好得多。可以设计这样一个实验：在长直平板玻璃上放兩辆小车，小车上固定两块磁铁，先将他们移至较近位置，使他们的同名磁极相对，再同时放开双手，学生可以看到两辆小车同时开始远离对方，最后几乎同时停止。这样学生更易理解作用力和反作用力是同时产生同时消失的。还比如研究物体的微小形变，教师用手拉弹簧或捏橡皮泥学生都看到了较明显的形变，但当用手压硬质的物体，比如讲桌、玻璃瓶时，学生都异口同声的回答没有形变，因为他们的肉眼看不到形变，而这时候课本上将微小形变放大的实验很多中学不具备实验条件，没有办法演示给学生看，如果教师这时候只是灌输给学生一个观点：其实有形变，只是形变比较小，我们肉眼看不到。学生要么将信将疑，要么就记下了这个结论。教师可以找来一个装满水的输液瓶（玻璃材质），在盖子上开一个小孔插入长长的吸管，再用力去按压瓶身，会看到吸管里液柱上升了，如果在水里面滴一些红墨水，效果就会更明显。毕竟眼见为实，当学生看到液柱上升的那一刻才相信了用手按压玻璃瓶原来确实会产生微小的形变。

倡导创新型实验教学，将被动接受变为主动探究，将验证实验变为创造实验，这个过程其实是核心素养发展的必经之路，也充分体现了物理学科的育人价值。采用这种教学策略在教学目标明确“教什么”的基础上，更要解決教师“如何创新教”和学生“如何创新学"的问题[ 3 ]。

把培养物理学科核心素养作为物理实验教学的重要目标，将物理学科核心素养的培养落实于物理实验教学活动中，是对广大一线物理教师专业技能和素养的综合性考验。