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在不同的教学环节巧设物理实验情境落实物理核心素养

发表时间：2020/12/22 来源：《教学与研究》2020年12月上作者：章小萍

[导读] 互联网时代，知识唾手可得，深度学习能力，核心素养成为发展的关键。

江苏省宜兴第一中学章小萍 214200

摘要：互联网时代，知识唾手可得，深度学习能力，核心素养成为发展的关键本文通过高中物理课堂教学实践，总结出在课堂引入、课堂开展中突破重点难点以及课堂提升知识应用等不同的教学环节设计相应实验情境实现不同的教学目标，达到有效落实物理核心素养的目的。
关键词: 核心素养；实验情境；科学探究
        在人类发展史上，决定个体是否强大的关键因素一直在变化。原始狩猎时代，最重要的是肌肉力量；工业时代，机器取代了人的体力，知识就是力量；互联网时代，知识唾手可得，深度学习能力，核心素养成为发展的关键。教育教学工作也要适应时代的发展需求，如何在物理教学过程中培养学生的学习兴趣，落实好培养学科核心素养的目标成为新课程改革的焦点。笔者通过多年来高中物理课堂教学实践，领略到在课堂引入、突破重点难点以及知识应用等不同的教学环节中灵活运用物理实验可以有效地落实物理核心素养。
        1用生活中的实验现象引入课题
        人教版高中物理《选修3-2》“法拉第电磁感应定律”这一节内容的教学设计时，考虑到本节内容与生活紧密结合，所以设计如下的一组演示实验引入课题：
        【演示实验1】将火锅通电后，将串接有LED灯的线圈靠近其表面，如图1

        【现象1】LED灯亮了
        【问题1】没有电源相连的LED灯为什么会亮了呢？
        【演示实验2】将播放着音乐的手机与小螺线管连接，扬声器与大螺线圈连接，两线圈逐渐靠近、最后小螺线管插入大螺线管中，如图2。
        【现象2】大螺线管中传出手机音乐，而且音量越来越大。
        【问题2】手机和扬声器没有连接，为什么扬声器中能传出手机音乐呢？
        虽然火锅和手机学生在生活中经常接触，但是，从来没有追问过其中的物理原理是什么，老师将这些设备拿到课堂上展示，摆在讲台上演示，并做适当的技术调整，呈现意想不到的效果，快速调动起学生的求知欲望，直接促成质疑行为的产生，为新课的开展注入了动力。
        2用设计性实验化解教学难点
        在人教版高中物理《选修3-2》“自感和互感”这节中，在分析完如图3的断电自感现象后，老师可以设计这样的问题：从灯泡闪亮一下再慢慢熄灭，只能说明电流的大小，无法体现电流的方向，同学们能不能设计一个电路可以体现电流的方向变化？

        学生积极思考，激烈讨论，有的想到二极管，有的想到双向电流表，还有的想到借助DIS实验等等。
        老师请同学们尝试在原演示仪中用二极管设计电路。
        有学生自己设计并改装的实验应运而生，如图4所示，实验现象：下面的二极管瞬间亮，灯泡慢慢亮；电路稳定后，开关断开，上面的二极管和灯泡慢慢熄灭，用实验很清晰地证明了上面支路中电流的流向。
        在这个环节，学生用自己设计的实验解开了知识的疑团，化解了教学难点，突破了思维的局限，学生在思考过程中逐步掌握知识、形成能力。
        每一个实验即一个事实证据，既包含了实验探究的问题、证据、解释、交流等要素，也包含了科学思维中模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素通过设计性实验提示学生要从真实的物理情境中探究物理知识、技能和方法，教师所关注的内容是让学生经历探究过程，获得情感体验，积累知识与技能，这种课堂设计带来的探究活动具有很强的问题性、实践性和开放性。学生探究并获取知识与应用知识过程是一个有机组成部分，应使其在合理的环节和预订的计划中去完成，实验的全过程也离不开实事求是的科学态度。
        3.将知识应用于生活
        科学不能脱离生活，如何将物理课堂知识与生活相结合是体现科学社会化的重要问题。
        例如，在学习匀变速直线运动规律后，我们可以请学生观察高速公路的软隔离带，如图5，假设一辆汽车以110km/h的速度撞击隔离带，隔离带使汽车32m/s2的加速度减速，汽车在停止运动前，沿着隔离带运动了多少距离？并解释一下为什么隔离带里通常要种一些绿色花草？

        在学习了牛顿运动定律之后，我们可以让学生自带滑板，怎样做才能使滑板在水平地面上运动？让会滑滑板的学生在课堂上展示给大家，想要使滑板停下来，又该怎么做？
        通过这样的活动，学生对这些真实情景中的问题表现出强烈的好奇心和探究欲，迫不及待地想寻找答案，无形中激发了学生的学习热情，提高了学习的效率。整个课堂过程都能够围绕这个问题积极主动地收集证据、作出解释。从这个意义上讲，教师给予学生学习如何运用科学、技术解决实际问题，甚至可能提高自己生活质量的经历。
参考文献：
[1]张亚云.核心素养下高中物理实验教学策略探微[J]. 课程教育研究 2018,(44),155-156
[2]美国国家研究理事会.国家科学教育标准[S]. 戢守志，金庆和，等译.北京:科学技术文献出版社，1999.
本文系江苏省教育科学“十三五”规划青年专项重点自筹课题“高中物理实验教学的中西方比较研究”（编号：C-b/2016/02/51）阶段性成果