张宏燕
宁夏回族自治区银川唐徕回中宝湖校区 750001
摘要:
在物理核心素养中,科学探究是一个过程,是学习物理观念、发展科学思维、形成科学态度与责任的手段和途径。树立正确的物理观念,注重物理实验的思想方法,促进学生形成科学思维素养,注重物理实验多元性的呈现方式互补,培养科学态度与责任。
关键词:物理,实验教学,核心素养,多元性
物理核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应学生终身发展和社会需要的必备品格和关键能力,是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质,是学生科学素养的重要构成。物理核心素养主要由“物理观念”、“科学思维”、“科学探究”、“科学态度与责任”四个方面构成。那么,怎样才能在物理教学中更好地贯彻核心素养,使学生能够在自主化学习中,不断提高自己的思维能力。本文从以下几个方面进行物理实验教学和探索。
一、重视实验在物理教学中的地位,树立正确的物理观念。
物理是一门以实验为基础的学科,《物理课程标准》明确把“物理课程应致力于学生物理素养的形成与发展”放到了物理实验教学的重要位置。将物理概念和规律通过实验的方式呈现,从物理学视角解释自然现象和解决实际问题。通过学生的内化与联想,让学生逐步形成物理观念。
在学习《大气压》时,课前将饮料瓶底戳一小孔,将气球吹气口套在塑料瓶口,并将气球塞进塑料瓶中;然后向塑料瓶中的气球吹气,气球变大;堵住小孔,学生惊奇的发现气球口敞开却不缩小。 在利用惊奇的实验现象导入新课时,出现学生意想不到的奇特现象,唤起学生的注意,促进学生对物理概念和规律的强烈求知欲望,创设了树立正确物理观念的机会。
二、注重物理实验的思想方法,促进学生形成科学思维素养。
初中物理学习的思想方法有建模的思想、理想化方法、分析综合、推理论证等。物理科学方法的显性教育着眼学生科学素养的培养,根植于教学方法、教学内容的确定,逐步引导学生掌握科学方法,在多题归一的分析过程中,体会物理思维方法,提炼问题背后的规律,从而促进学生科学思维素养的培养。
在《测量物质的密度》一节的教学时,设计问题情景:小明想知道妈妈的戒指是否是纯金的,从学校实验室借来的器材有:①托盘天平(含砝码)、②量筒、③刻度尺、④细铁丝、⑤水、⑥细绳、⑦小石块、⑧沙子、⑨溢水杯,请你帮他设计实验说出实验步骤。经同学们分组讨论且在实验的基础上分析得出选取的实验器材不同,实验方法略有不同,但实验原理、基本方法是一样的(如下表中的方法一)。进而老师追问:若妈妈买回的是手镯又怎么测密度?此时要解决的问题是手镯的体积大形状又不规则不能用量筒测,同学们经过思考又提出方法二排水法。

此实验表面展示的是两种实验方法,实质是多种思维的碰撞与交流,最后融会贯通归纳为一类问题。教学中教师创设恰当的问题情景启发学生思考讨论,在思维的碰撞中有利于学生清晰地认识物理过程,培养学生的思维习惯。
三、尊重学生在实验教学中的主体性,促进学生科学探究意识。
作为教师我们应该认识到自己是为学生服务的,那就必须把学生当做学习的主人,充分尊重学生的主体地位。在教学中构建学生主动参与科学探究的情景。“科学探究”主要包括问题、证据、解释、交流等要素。加强和创新物理实验教学,既符合物理作为一门以实验为基础的学科特征,又是初中学生物理核心素养形成的主要途径。
在“探究凸透镜成像规律”的实验中,利用学生自制的投影仪探究影响成像亮暗及大小的因素,让学生根据实验现象归纳,要想把胶片上小的图案放大到白屏上,胶片应距凸透镜多远的距离?在讨论凸透镜的大小是否影响成像的大小?若凸透镜破损了像还完整吗?这些问题时,同学们利用不同的空心圆挡板从大到小依次挡在凸透镜前(改变透光面积大小),观察象的大小虚实正倒及明暗是否变化。由观察到的现象课下思考照相机“光圈”及人眼“瞳孔”的作用。
在上述实验中充分体现了实验教学中学生的主体性,也给学生提供了潜能释放的空间和平台。
四、采用物理实验多元性的呈现方式互补,培养科学态度与责任。
(一)“互联网+教育”在初中物理实验教学核心素养培养中的应用。
在对初中物理实验教学进行设计时,教师可以利用学习者青少年阶段的生理心理等特征,运用多种教学方法为学生呈现丰富的教学资源。如在课堂教学中,有一些物理实验不方便直接演示操作,教师可以用虚拟实验技术或3D动画演示的方法使学生进行学习,增强知识的直观性和学生的参与感,还可以利用作业反馈系统给学生布置学习任务,如课件点播、在线课堂同步学习等。
在人教版初三物理《电生磁》一节中,通电螺线管的磁场与电流方向的教学中,传统实验是通过电池正负极判断电流方向,通过小磁针的偏转情况判断通电螺线管的磁极。用3D动画可模拟出电流方向及通电螺线管的两极,可使学生直观形象地看到电流方向的改变导致磁极改变的过程。
在“互联网+教育”背景下建构初中物理智慧课堂,灵活运用新型教学方法,使封闭的物理知识学习变成了动态的开放的,增加了学生学习的自由度与灵活度,激发起学生的学习兴趣与求知欲,使学生成为新时代的开拓者与建设者。同时也潜移默化的渗透了学习物理的科学态度与责任。
(二)利用传感技术精准再现教材实验,在创新中培养科学态度与责任。
在物理教学中利用现代教育技术可以便捷再现平时教学中无法完成的实验,深挖教材实验,结合生活中的传感技术,利用多种传感器和数字采集器,通过改进教具提高学生的科技素养。如:人教版初二物理《测平均速度》一节,按照教材使小车由斜面静止运动下来记录斜面长度和时间,然后根据v=s/t可求出速度大小,理论上实验很简单,但实际操作不容易,小车运动的时间短不好记时,运动的距离测量误差也大,算出的速度千奇百怪让人不知可否。
若将激光传感器绑在小车上)和数据采集器结合起来将距离随时间的变化转化为电信号显示在电脑屏幕上,所示,同时电脑显示屏上的纵坐标记录了小车通过的路程,横坐标也记录了小车运动的时间,可准确计算出平均速度,也可测出瞬时速度。
在物理核心素养下,将信息技术及人工智能乃至STEAM深度融合到教学中,不但培养学生的科学态度与责任,也提升学生创新思维、创新能力。
在物理核心素养中,科学探究是一个过程,是学习方式和科学研究方式,是学习物理观念、发展科学思维、形成科学态度与责任的手段和途径。同时,也是一种能力,物理观念、科学思维、科学态度与责任是通过物理学习而形成的核心素养。所以在物理教学中,应该尊重学科规律,根据不同的知识选取恰当的物理方法,以学生为主体,充分调动学生的积极性和创造性,进而最大程度提高学生的物理核心素养和综合能力。
参考文献:
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