指向深度學(xué)習(xí)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略 論文

指向深度學(xué)習(xí)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略摘要：學(xué)科核心素養(yǎng)教育理念的產(chǎn)生是社會(huì)進(jìn)步和教育理念發(fā)展的必然趨勢，物理核心素養(yǎng)的實(shí)質(zhì)是學(xué)生在學(xué)習(xí)和接受物理教育的過程中逐步形成能夠適應(yīng)社會(huì)發(fā)展并有利于個(gè)人終身發(fā)展的品格和能力，使學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)內(nèi)化為帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)。物理的實(shí)驗(yàn)操作是學(xué)生科學(xué)思維訓(xùn)練的有效途徑。物理教學(xué)進(jìn)入核心素養(yǎng)時(shí)代，要著眼于學(xué)生的終身發(fā)展，不要片面追求獲取知識和應(yīng)用知識，更要關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)知識的過程，不斷優(yōu)化思維方式。關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)科學(xué)思維核心素養(yǎng)深度學(xué)習(xí)而現(xiàn)如今很多數(shù)教師比較重視知識本身的傳授和解題方法的教學(xué)，或略了對學(xué)生物理思維的培養(yǎng)，導(dǎo)致核心素養(yǎng)教育的效果并不理想，最簡單的表現(xiàn)是學(xué)生在中考中物理分?jǐn)?shù)很好，甚至滿分，而在高中階段學(xué)習(xí)過程中越來越“不盡人意”，最終有的當(dāng)了“物理的逃兵”。究其原因應(yīng)該是初中階段物理解題能力“尚可”，物理素養(yǎng)“不夠”。學(xué)科核心素養(yǎng)教育理念的產(chǎn)生是社會(huì)進(jìn)步和教育理念發(fā)展的必然趨勢，物理核心素養(yǎng)的實(shí)質(zhì)是學(xué)生在學(xué)習(xí)和接受物理教育的過程中逐步形成能夠適應(yīng)社會(huì)發(fā)展并有利于個(gè)人終身發(fā)展的品格和能力，使學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)內(nèi)化為帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì)。物理學(xué)科素養(yǎng)中所強(qiáng)調(diào)的科學(xué)思維是初中物理教學(xué)要培養(yǎng)的核心內(nèi)容。科學(xué)思維是從物理學(xué)視角對客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識方式，是基于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)建構(gòu)理想模型的抽象概括過程；是分析綜合、推理論證等方法的內(nèi)化。物理實(shí)驗(yàn)對學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì)以及促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展有著重要的作用。物理的實(shí)驗(yàn)操作是學(xué)生科學(xué)思維訓(xùn)練的有效途徑。我在長期物理教學(xué)中始終思考怎樣實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)的效果、作用，如何不斷地完善物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。一、實(shí)驗(yàn)探究，揭示物理的深?yuàn)W，點(diǎn)燃學(xué)生深度學(xué)習(xí)的熱情在課堂教學(xué)中，教師試圖僅僅講授知識，通過“走捷徑”來建立物理概念，則學(xué)生頭腦中難以形成正確的物理模型，而且限制了學(xué)生的思維發(fā)展。物理概念是物理學(xué)核心素養(yǎng)之一，有些學(xué)生認(rèn)為物理課程內(nèi)容復(fù)雜抽象、難以理解，從心理上就對物理產(chǎn)生抵觸情緒，課堂教學(xué)應(yīng)以學(xué)生的體驗(yàn)開始。像滬科版八年級物理中“6.1力”的教學(xué)，其中的概念是寥寥幾個(gè)字，卻有些難以理解。為了使力的概念易于領(lǐng)會(huì)，經(jīng)過不斷觀察思考，我一直自備了一套可能以前一些比較人熟悉的康樂球，讓學(xué)生先預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)內(nèi)容，然后進(jìn)行康樂球比賽，讓學(xué)生自我感悟此活動(dòng)與本節(jié)內(nèi)容中概念的關(guān)系：力是物體對物體的作用，力可以改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，力的作用是相互的等。不僅學(xué)習(xí)了物理知識，也使學(xué)生收獲快樂，而最大的收獲是讓抽象的“力是物體對物體的作用”和“力的作用是相互的”具體化，這樣的物理學(xué)習(xí)做到物理知識問題化，物理問題情境化，再適當(dāng)引導(dǎo)，讓學(xué)生思維提升。學(xué)生經(jīng)歷觀察、體會(huì)、領(lǐng)悟的過程，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。二、鼓勵(lì)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)科學(xué)探究能力，“小實(shí)驗(yàn)”是最佳途徑之一物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。物理實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的重要組成部分，也是培養(yǎng)學(xué)生興趣，自我完善知識結(jié)構(gòu)，提升觀察、分析和表達(dá)能力、科學(xué)探究能力，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的有效載體。科學(xué)探究素養(yǎng)又是培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要任務(wù)，小實(shí)驗(yàn)是對物理課堂實(shí)驗(yàn)的有效補(bǔ)充，同時(shí)也大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自我探究學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。瓶瓶罐罐、磚頭瓦塊等一些低成本實(shí)驗(yàn)器材就能完成若干實(shí)驗(yàn)，如：壓強(qiáng)中的“覆杯實(shí)驗(yàn)”和“瓶吞雞蛋實(shí)驗(yàn)”、慣性實(shí)驗(yàn)——不倒的象棋、鍋碗瓢盆演示音色實(shí)驗(yàn)、雞蛋在鹽水中浮與沉的實(shí)驗(yàn)等等，這些器材容易獲得，又有利于學(xué)生不僅容易知其然，而且更能逐漸培養(yǎng)學(xué)生探究知其所以然。既培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，又培養(yǎng)了學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。這樣就很好地滿足了物理學(xué)習(xí)始于觀察、勤于思考，如若缺乏這樣的經(jīng)歷，學(xué)生頭腦中的物理概念和規(guī)律就缺乏形象思維的基礎(chǔ)，物理學(xué)習(xí)很容易誤入死記硬背的怪圈，給學(xué)生的物理學(xué)習(xí)造成根本性的障礙。為了幫助學(xué)生對它們進(jìn)行有效構(gòu)建，教師積極引導(dǎo)學(xué)生做一些“小實(shí)驗(yàn)”，幫助學(xué)生搭建思維階梯，以實(shí)現(xiàn)對某些科學(xué)概念、規(guī)律的有效建構(gòu)。通過實(shí)驗(yàn)引領(lǐng)學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)用“實(shí)驗(yàn)—分析—實(shí)驗(yàn)”的方法進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，促進(jìn)思維從低級走向高級，逐步發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，從模仿到創(chuàng)新，逐步培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，最終發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。三、自制教具，妙趣橫生，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)必由之路從核心素養(yǎng)的角度來看，綜合比較可以幫助學(xué)生樹立辯證思想，學(xué)生通過不斷地異中求同、同中求異，靈活地把握事物的多面性，認(rèn)清事物的本質(zhì)。在比較中，不但培養(yǎng)了學(xué)生對物理問題的分析綜合能力，而且對他們的思維培養(yǎng)和形成適應(yīng)個(gè)人發(fā)展的關(guān)鍵能力都有重要意義。這樣的模式不但能提高教師的教學(xué)效果，而且對學(xué)生的思維培養(yǎng)和形成適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展的關(guān)鍵能力都有重要意義，教師有意識地為學(xué)生提供比較的機(jī)會(huì)讓學(xué)生在比較中提升物理核心素養(yǎng)?！读x務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》在“實(shí)驗(yàn)建議”中明確指出：實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分，是落實(shí)物理課程標(biāo)準(zhǔn)，全面提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑。同時(shí)也強(qiáng)調(diào)應(yīng)大力提倡身邊物品做實(shí)驗(yàn)，特別是合理利用他們自制教具、學(xué)具，不僅能夠培養(yǎng)師生的創(chuàng)新能力，還可以培養(yǎng)師生的動(dòng)手能力，促使他們親身體驗(yàn)到科學(xué)探究的樂趣……。倡導(dǎo)學(xué)生自制教具，利用學(xué)生自制教具的接地氣的素材進(jìn)行分析、比較，學(xué)生一方面加深了對實(shí)驗(yàn)的了解，另一方面提高了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，提升了物理實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。物理核心素養(yǎng)是在應(yīng)用物理概念分析實(shí)際問題，進(jìn)行預(yù)測、推論、解釋、應(yīng)用等實(shí)踐活動(dòng)的過程中逐漸養(yǎng)成的。這樣的學(xué)習(xí)過程，不斷優(yōu)化學(xué)生的思維方法、提升思維品質(zhì)。一件（套）教具往往包含多個(gè)物理量要素于一身，實(shí)驗(yàn)時(shí)可能會(huì)隱含不同的現(xiàn)象或規(guī)律，在符合學(xué)生認(rèn)真的前提下進(jìn)行比較、分析和適當(dāng)?shù)耐卣梗瑫r(shí)恰如其分表揚(yáng)與評價(jià)，激發(fā)學(xué)生思維的火花，鼓勵(lì)他們進(jìn)一步科學(xué)思考和科學(xué)創(chuàng)新。如學(xué)生自制“小孔成像”裝置，是人人都可以動(dòng)手就有收獲。點(diǎn)評時(shí)告訴學(xué)生實(shí)像與虛像的概念，為學(xué)生平面鏡成虛像做好知識儲(chǔ)備，在告訴學(xué)生實(shí)像既可以呈現(xiàn)在光屏上又可以用眼睛直接看到，細(xì)心的學(xué)生還可以發(fā)現(xiàn)光的衍射，簡單介紹衍射就“自然而然”了，當(dāng)然學(xué)生在自制小孔成像裝置時(shí)還涉及“小孔”的大小、形狀、材料研究方法——控制變量、綜合比較等科學(xué)方法。再如，讓學(xué)生自制“杠桿平衡條件實(shí)驗(yàn)”中的杠桿時(shí)，學(xué)生認(rèn)為很簡單，幾乎人人動(dòng)手，最后呈現(xiàn)的“杠桿”，有長有短、有方有圓。讓他們用自己自制的“杠桿”做實(shí)驗(yàn)，有的能成功，有的無法完成實(shí)驗(yàn)。分析點(diǎn)評時(shí)特別是不能完成實(shí)驗(yàn)的同學(xué)想方設(shè)法搞明白原因。其實(shí)這里面涉及到材料選取、重心的問題等。重心問題是不能成功的普遍問題，因?yàn)樗麄冎酪?guī)則物體的重心在物體的幾何中心，而不知道質(zhì)量分布是否均勻?qū)Φ奈矬w重心的影響，還要杠桿的寬度、厚度、懸掛點(diǎn)的位置的因素（類似2021年中考第23題的問題討論）的干擾，學(xué)生們不斷吸取“經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)”，不斷修改杠桿的設(shè)計(jì)，知識不斷得到拓展，最終收獲成功的喜悅。還要自制驗(yàn)電器、自制滑動(dòng)變阻器等等。在各種問題情景中，引導(dǎo)學(xué)生從不同角度、不同層次進(jìn)行分析和思考，讓他們先“自查自糾”，然后再對問題進(jìn)行歸納、整理和分類，從而發(fā)現(xiàn)“真理”，這樣不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還提高了思維的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)知識向智慧轉(zhuǎn)化。也加強(qiáng)了物理學(xué)習(xí)與生活世界的聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)了“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的課程理念。四、信息技術(shù)滲透物理實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)如虎添翼物理新課標(biāo)指出“要改革以課本為主、實(shí)驗(yàn)為輔的教學(xué)模式，提倡多樣化的教學(xué)方式，鼓勵(lì)將信息技術(shù)滲透于物理教學(xué)之中”。信息技術(shù)與傳統(tǒng)課堂的結(jié)合不但豐富了教學(xué)手段，大大提高了物理課堂的趣味性，幫助學(xué)生更加直觀地理解一些抽象的概念；能更充分地調(diào)動(dòng)學(xué)生視覺和聽覺感官，大大激發(fā)探究物理的興趣和熱情，提高教學(xué)效果。信息技術(shù)成為學(xué)生強(qiáng)大的認(rèn)知工具，提高物理教學(xué)質(zhì)量也變得越來越重要，信息技術(shù)與物理教學(xué)深度融合已經(jīng)成為一個(gè)重要方向。這樣的課堂更有利于把學(xué)生不易接觸的、抽象的事物直觀、清晰地呈現(xiàn)在學(xué)生眼前。例如：現(xiàn)在的家庭電路出于安全、美觀的考慮往往走暗線，學(xué)生無法通過實(shí)地觀察研究家庭電路的連接和使用情況，家庭電路220伏的電壓對于人體來說是非常危險(xiǎn)的，學(xué)生也難以對照實(shí)物進(jìn)行探究。通過信息技術(shù)手段，讓學(xué)生動(dòng)手不斷地償試，理解并掌握家庭電路的構(gòu)成和連接，體現(xiàn)出從物理走向社會(huì)的思想，達(dá)成學(xué)以致用的目標(biāo)。再如：在研究大氣壓的測量時(shí)，演示托里拆利實(shí)驗(yàn)要用到水銀，水銀蒸汽有毒，會(huì)影響師生健康，一般實(shí)驗(yàn)室不具備做此實(shí)驗(yàn)的條件。使用模擬實(shí)驗(yàn)則不用擔(dān)心任何安全方面的問題，可以讓學(xué)生放開手腳，大膽嘗試。對一些抽象的，難以觀察，和課堂中難以真實(shí)再現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)，比如，磁感應(yīng)線的空間分布、跨步觸電、核爆炸等，教師無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，造成學(xué)生對這些知識點(diǎn)理解的困難，不能很好地掌握物理概念、定理或規(guī)律，甚至逐漸導(dǎo)致學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)失去興趣。而采用信息技術(shù)仿真物理實(shí)驗(yàn)對這些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真模擬、永久再現(xiàn)，將抽象知識具體化、形象化，微觀現(xiàn)象可視化，瞬間現(xiàn)象永久化，可以避免過于空洞的描述，使學(xué)生產(chǎn)生真切的體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。同時(shí)將這些難以理解和觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或概念更清晰、直觀、深刻地印入學(xué)生的腦海，實(shí)現(xiàn)對抽象物理概念和規(guī)律的感性認(rèn)識，再上升為理性認(rèn)識。這樣也有助于發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的作用，使教學(xué)最優(yōu)化?？傊?，在日常教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教育環(huán)節(jié)中最薄弱的部分，演示實(shí)驗(yàn)代替分組實(shí)驗(yàn)，視頻觀看（仿真實(shí)驗(yàn)）代替實(shí)驗(yàn)操作的現(xiàn)象屢屢發(fā)生。即使在實(shí)驗(yàn)條件好的學(xué)校，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課堂上更多關(guān)注的是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的展示，忙于得出結(jié)論，而忽視在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)收集中的科學(xué)思維能力的培養(yǎng)，學(xué)科素養(yǎng)成為教師眼下的“空頭文件”，不利于學(xué)生物理核心素養(yǎng)的形成和終身發(fā)展。物理教學(xué)進(jìn)入核心素養(yǎng)時(shí)代，要著眼于學(xué)生的終身發(fā)展，不要片面追求獲取知識和應(yīng)用知識，更