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伴随着新课程的改革,提升学生的物理核心素养已经成为高中物理实验学习的重要目标。但就目前而言,在传统高中物理实验学习过程中,教师常常将实验现象、实验结果作为重点,忽视了实验方法和实验过程,以至于无法培养学生的物理核心素养,致使高中物理实验学习形同虚设,因此,这一现状亟需被打破,以更好地提升学生的物理核心素养。下面具体分析。
1、注重演示实验,激发学习兴趣。物理演示实验是当前物理实验学习中采用最多的实验方式,教师在课堂上向学生展示一些新奇有趣的物理实验,既能激发学生的学习兴趣,也可以很好地帮助学生理解物理知识,培养学生的物理学科素养。
例如:在学习《互感和自感》这一节时,教师可以借用两个演示实验,让学生产生认知冲突,激发其学习兴趣。用电磁炉点亮灯泡的趣味实验引入“互感”这一概念,线圈和灯泡组成一个串联电路,将线圈放置在电磁炉上方,小灯泡被点亮。用“千人震”演示断电自感,一节干电池为何能使这么多同学受到电击?学生对这些现象引发思维疑问和惊奇,从而引起学生的学习兴趣。
2、创新实验,突破学习难点。物理教师要重视利用创新实验的有效指导,激活学生的物理学习兴趣,活跃学生物理思维,引领学生学会观察、增强素养,从而突破学习难点,使学生的学习质量得到提升。
例如:理想气体状态方程是学生学习的重点也是难点,传统的学习方式是用一道例题进行理论推导,学生通过推理得出理想气体状态方程后。但心中不免还有疑问,实验是否符合实际?本节教材没有安排实验,原因可能是实验器材难寻,测量的量较多。这就需要教师创新使用教材,让实验走进课堂,实验器材有注射器、温度传感器、压强传感器,利用注射器可以封闭一定质量的空气,体积可以从刻度上直接读出来,温度可以通过传感器测出,压强传感器可以测出封闭气体与外界大气的压强差。教师可让几名学生合作完成实验、得到数据、利用Excel处理、分析数据、获得结论,从而培养学生的科学态度与责任这一核心素养。
3、加强分组实验,培养科学思维。分组探究实验是物理实验中十分重要的实验类型。学生在分组探究实验的过程中,不仅能够理解知识的生成和论证的过程,还能掌握物理实验研究过程中所必需的物理基本观念和实验探究能力。除此之外,科学品质和科学态度的培养也可以通过探究实验来完成。
例如:探究合力和分力的关系时,教师在课堂上常利用现代化实验手段进行演示实验,利用 Dislab力传感器及其配套的力矩盘、钩码等器材获取精确的实验数据、并通过数表软件处理数据得出实验结论。这种方式节省时间,但只为完成课堂任务。但是任何技术的使用都有其弊端,现代实验替代不了传统实验,传统实验可以进行学生分组实验,让学生自己设计实验,完成实验步骤,能对实验结果进行分析、交流,给学生犯错误的机会,进而反思,发现其中的规律,形成合理的结论:合力和分力满足平行四边形定则。学生通过操作获取和建构知识,发展思维能力,培养求真精神。
4、开设特色校本课程,提高学科素养。学校应积极开设校本实验,包括3D打印、无人机、机器人、钳工等顺成时代教育的潮流,使课程、学校和学生都能达到全面的发展。
总之,科学素养的养成、培育并非易事,而是一项长期而艰巨的工程。这不仅需要物理教师的努力,更需要所有的教育工作者相互协作、共同努力。在渗透科学素养教育的过程中,要注重与实验内容的有机融合,注意方法上的灵活性、形式上的多样性。