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學(xué)科核心素養(yǎng)融入高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

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學(xué)科核心素養(yǎng)融入高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

摘要:高中階段的一門重要課程即為物理學(xué)科,此也為學(xué)生借助自然科學(xué)知識(shí)的重要途徑,針對(duì)學(xué)生個(gè)人發(fā)展而言具備重要意義,因此,學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重要性自然不言而喻.分析物理學(xué)科特點(diǎn)發(fā)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)為物理教學(xué)活動(dòng)的主要構(gòu)成部分,所以,在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中需重視核心素養(yǎng)培養(yǎng)的滲透,推動(dòng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的全方位提升.

關(guān)鍵詞:學(xué)科核心素養(yǎng);高中物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué)

物理學(xué)科教學(xué)活動(dòng)展開的基礎(chǔ)即為物理實(shí)驗(yàn),此也為推動(dòng)現(xiàn)代科技得以不斷發(fā)展的重要手段,同時(shí)在強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐能力、思維能力方面發(fā)揮著重要作用.物理教學(xué)活動(dòng)中,教師借助物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)還可實(shí)現(xiàn)學(xué)生求知欲、學(xué)習(xí)興趣的激發(fā),因此,利用物理實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)為一項(xiàng)有效途徑.分析物理教學(xué)現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn),教師多將學(xué)生理論學(xué)習(xí)成績(jī)的提升作為重點(diǎn),針對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的重要性并未形成正確認(rèn)知,部分教師即便展開物理實(shí)驗(yàn),針對(duì)學(xué)生的自主操作環(huán)節(jié)也并未加以重視,甚至選擇忽略此環(huán)節(jié),使得學(xué)生物理學(xué)習(xí)效率難以得到有效提升.本文即圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)融入高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略展開探討.

一、重視學(xué)生思維發(fā)散,強(qiáng)化學(xué)生思維能力

高中物理教學(xué)活動(dòng)中教師借助演示實(shí)驗(yàn),可促使學(xué)生在此過程中主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、思考問題、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論,由此推動(dòng)學(xué)生科學(xué)思維的形成、發(fā)展.此外,教師借助演示實(shí)驗(yàn)的合理應(yīng)用,還可有助于學(xué)生對(duì)物理規(guī)律形成清晰認(rèn)知,推動(dòng)學(xué)生物理知識(shí)體系的健全.演示實(shí)驗(yàn)過程中,教師為實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng),需從如下幾方面著手:首先為應(yīng)激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題.演示實(shí)驗(yàn)過程中,教師應(yīng)重視學(xué)生思維的引導(dǎo),幫助學(xué)生體驗(yàn)物理探究的樂趣,激發(fā)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)探究主動(dòng)性、積極性,提高演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率.其次為借助實(shí)驗(yàn)的演示,引發(fā)學(xué)生問題思考.演示實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生發(fā)掘物理問題僅為推動(dòng)學(xué)生科學(xué)思維形成的基礎(chǔ),針對(duì)學(xué)生思維素養(yǎng)的形成還存在一定距離.因此,教師在物理演示實(shí)驗(yàn)過程中,需引導(dǎo)學(xué)生思考,借助程序的演示,推動(dòng)學(xué)生科學(xué)思維的形成.再次為加快學(xué)生思維運(yùn)轉(zhuǎn),細(xì)致觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.若教師在物理教學(xué)中所展開的演示實(shí)驗(yàn)僅發(fā)揮“演示”作用,則學(xué)生思維將會(huì)遵循教師思維發(fā)展,自主思維能力仍舊難以形成.所以,教師在演示實(shí)驗(yàn)過程中,需引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,推動(dòng)學(xué)生思維運(yùn)轉(zhuǎn),探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,推動(dòng)學(xué)生思維能力的形成.最后為獲取實(shí)驗(yàn)結(jié)論,發(fā)展學(xué)生思維能力.教師在物理教學(xué)活動(dòng)中,為推動(dòng)學(xué)生思維能力發(fā)展,教師在演示實(shí)驗(yàn)過程中,需激活學(xué)生思維,借助層層引導(dǎo),推動(dòng)學(xué)生思維能力發(fā)展.如教師在高中物理教學(xué)活動(dòng)中,引導(dǎo)學(xué)生探究運(yùn)動(dòng)物體在經(jīng)過凹型橋面中心、凸型橋面頂端兩段不同路徑對(duì)橋面所造成的壓力時(shí),便可設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn),推動(dòng)學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展.教師可先將鐵絲彎曲成過山車所經(jīng)過的軌道形狀,使得處于靜止?fàn)顟B(tài)的小球,在凸橋頂端時(shí)可掉落;尚未搭上鐵鉤時(shí),小球處于凹橋中心位置.主要演示步驟如下:首先為凹橋演示時(shí),搭鉤未搭接,此時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)的小球由斜軌頂端自由落下,下落至凹橋底端位置時(shí),落入杯子.由此表明,運(yùn)動(dòng)物體經(jīng)凹橋中心位置時(shí),橋面所承受壓力大于物體自重.其次為凸橋演示時(shí),搭鉤搭接.小球經(jīng)斜軌自由下落后,可掠過凸型橋面,由此表明,運(yùn)動(dòng)物體經(jīng)凸橋中心位置時(shí),橋面所承受壓力小于物體自重.此外,教師在演示實(shí)驗(yàn)過程中,還可借助變魔術(shù)的方式,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,如教師可先將搭鉤搭接時(shí)運(yùn)動(dòng)小球經(jīng)過凹橋現(xiàn)象向?qū)W生展示,隨后,在悄悄斷開搭鉤,再次演示,借助前后不一的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象調(diào)動(dòng)學(xué)生探索欲望,引導(dǎo)學(xué)生積極展開探討活動(dòng).隨后,教師可將演示實(shí)驗(yàn)分步驟向?qū)W生展示,引導(dǎo)學(xué)生探索問題原因,借助理論推導(dǎo),推動(dòng)學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展.

二、基于學(xué)生現(xiàn)實(shí)生活,融入物理觀念

物理知識(shí)同日常生活密切相關(guān),所以,教師在物理實(shí)驗(yàn)過程中,選擇實(shí)驗(yàn)器材時(shí),應(yīng)重視同學(xué)生實(shí)際生活的融合,借此除可實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的調(diào)動(dòng)外,還可同物理學(xué)科本質(zhì)更為相符.高中物理教學(xué)活動(dòng)中,教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)“超重失重”此部分知識(shí)時(shí),教師可將學(xué)生在日常生活中常見的體重秤帶入課堂教學(xué)中,促使學(xué)生對(duì)失重、超重形成更為直觀的認(rèn)知,同傳統(tǒng)的單一口頭知識(shí)講述而言,更便于學(xué)生理解,針對(duì)運(yùn)動(dòng)與相互作用觀的形成還可起到一定推動(dòng)作用.如加速站起至減速站起時(shí)的交點(diǎn),加速度方向向上,超重,此時(shí)體重秤指數(shù)應(yīng)高于人的體重.教師在講解過程中,可引導(dǎo)學(xué)生積極參與至課堂活動(dòng)中,對(duì)自身在體重秤上迅速蹲下、站起中體重秤指數(shù)的變化加以記錄,借助親身實(shí)驗(yàn),對(duì)物理知識(shí)的奇妙之處加以感悟.高中物理教學(xué)活動(dòng)中,教師借助生活元素的引入,可有助于學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣的調(diào)動(dòng),借此除可幫助學(xué)生對(duì)物理知識(shí)加以掌握外,也可有助于學(xué)生深化物理規(guī)律、物理概念,推動(dòng)相應(yīng)物理觀念的形成.

三、合理利用教材演示,深化學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)

分析物理教材發(fā)現(xiàn),教材中所應(yīng)用的演示實(shí)驗(yàn)器材并非為最佳實(shí)驗(yàn)器材,在實(shí)踐操作中較為復(fù)雜、繁瑣,學(xué)生無法參與到實(shí)驗(yàn)過程中,使得課堂活動(dòng)參與度、互動(dòng)性降低,在一定程度上對(duì)物理教學(xué)效率的提升形成限制.針對(duì)此現(xiàn)象,教師在物理教學(xué)活動(dòng)中應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新,對(duì)教材中實(shí)驗(yàn)所存在的不足加以彌補(bǔ),促使學(xué)生可積極參與至實(shí)驗(yàn)過程中,有助于學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng).高中物理教學(xué)活動(dòng)中,教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)“自由落體”時(shí),此節(jié)課在教材中的演示實(shí)驗(yàn)為,將小羽毛、金屬片等不同質(zhì)量的物體,放入約1.5m長(zhǎng)的玻璃管內(nèi),隨后,倒立玻璃管,對(duì)物體下落速度加以觀察.再抽空玻璃管中空氣,重復(fù)上一步驟.由此分析可知,教材中雖設(shè)計(jì)兩次對(duì)比實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀、清晰,實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)單,然而,教材中的自由落體運(yùn)動(dòng)主要強(qiáng)調(diào)從靜止下落、只受重力兩點(diǎn).教材中所設(shè)計(jì)的演示實(shí)驗(yàn)針對(duì)上述兩點(diǎn)卻難以呈現(xiàn)最佳實(shí)驗(yàn)效果.鑒于以上實(shí)驗(yàn)裝置的不足之處進(jìn)行改進(jìn),將裝置豎直放置,采用磁鐵或電磁鐵吸附羽毛和鐵片移動(dòng)到玻璃管頂端后同時(shí)釋放,這樣可以防止物體與玻璃管壁的摩擦,還可以保證物體從靜止下落.但要注意在演示過程中羽毛要在金屬片的上方,這樣下落后的現(xiàn)象更有說服力.實(shí)驗(yàn)演示過程中,若玻璃管倒立速度過快,將會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯,或可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論,如可能產(chǎn)生羽毛被壓在金屬片下降落,或?yàn)槲矬w下落提供初速度,無法同靜止開始降落的實(shí)驗(yàn)要求相符.若玻璃管倒立速度過慢,物體將會(huì)摩擦玻璃管內(nèi)壁,即便在真空環(huán)境下,此降落過程也無法滿足僅在重力作用下降落的要求.針對(duì)演示實(shí)驗(yàn)中所存在的不足之處加以改善,即豎直放置裝置,利用磁鐵吸附金屬片、羽毛,隨后,逐漸移動(dòng)至玻璃管頂端位置,同時(shí)釋放,借此,除可在一定程度上避免物體同玻璃管內(nèi)壁產(chǎn)生摩擦外,還可確保物體由靜止?fàn)顟B(tài)開始降落.此過程中,教師應(yīng)注意羽毛需處于金屬片上方位置,此種降落方式說服力更強(qiáng).曲線運(yùn)動(dòng)速度方向的演示實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備器材(圖1):磁性面板、磁珠、軟尺實(shí)驗(yàn)方法:如圖2,教師在實(shí)驗(yàn)演示過程中,可將軟尺向任意方向彎曲后,在磁性面板上固定,借助橡皮筋,或彈簧,為磁珠提供初速度,此時(shí),磁珠運(yùn)動(dòng)軌跡即為軟尺形狀,由末端出發(fā)后,磁珠在磁性面板上所劃出痕跡即為磁珠在末端位置的速度方向.演示實(shí)驗(yàn)過程中,一名學(xué)生為磁珠提供初速度,另一名學(xué)生對(duì)軟尺出口方向加以改變,兩名學(xué)生互相配合完成實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)優(yōu)勢(shì):此演示實(shí)驗(yàn)具備操作簡(jiǎn)便的優(yōu)勢(shì),軟尺可改變?yōu)槿魏涡螤?,磁珠在磁性面板上所劃出的痕跡清晰,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象清晰,可有助于學(xué)生對(duì)曲線的速度方向此知識(shí)點(diǎn)加以理解.同時(shí),學(xué)生還可積極參與,學(xué)生學(xué)習(xí)積極性得以調(diào)動(dòng),在此過程中,學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)得以培養(yǎng).伴隨信息技術(shù)高速發(fā)展,社會(huì)變化日新月異.因此,教師在高中物理教學(xué)階段,將學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)作為教學(xué)重點(diǎn),同僅重視學(xué)生理論知識(shí)傳授而言,更具教育意義.教師在物理教學(xué)活動(dòng)中,引導(dǎo)學(xué)生展開物理實(shí)驗(yàn),還可同物理學(xué)科性質(zhì)相符,因此,教師在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,融入核心素養(yǎng)培養(yǎng)內(nèi)容,針對(duì)學(xué)生個(gè)人發(fā)展而言具備重要意義.新課改持續(xù)推進(jìn)背景下,需對(duì)課改精髓加以深入體會(huì),對(duì)物理學(xué)科核心素養(yǎng)內(nèi)涵加以了解,推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)理論的完善,望借此為廣大一線教師提供參考.

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作者:吳正飛 單位:江蘇省如東高級(jí)中學(xué)