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在物理实验教学中落实五育提升素养
【关键词】 ;
【正文】 一、中学物理实验教学中存在的问题
我们都知道,中学物理是一门以实验为基础的自然学科。物理实验教学质量的高低直接影响整个物理学科的教学质量。重视物理实验教学,重视实验探究,让学生物理实验教学中体验实验探究的乐趣,让学生在观察中去发现,在发现中思考,在思考中质疑,在质疑中创新,学习应用物理知识解决生活中的物理问题,做到学以致用,正真实现“从生活到物理,从物理到社会”。缺少实验探究而只注重知识讲授的物理实验课堂是枯燥无味的课堂。最终学生会因为没有探究的乐趣、没有动手操作的快乐、缺少理论联系实际的真实而对物理失去兴趣。
实际上,我们不少的高中物理课堂,都是以老师讲解为主,包括物理实验,不管是演示实验,还是学生实验,都是以老师传授为主。不少老师认为,不管是教学生动手实验还是做演示型实验,不过也就是为了通过模拟实验的现象来得出的实验结果,利用数据进行推导分析或者进一步验证物理规律,既要老师留时间来让每个学生进行动手操作,老师还是得先给学生讲实验原理,分析操作步骤,做完实验后还得给学生总结实验现象,推导实验结论,与其说浪费时间让学生“做实验”,还不如直接讲,既节约了时间,又能把物理知识要点讲透彻,课堂效率反而更高。这种教学方式,看似课堂教学效率比较高,三年的课程两年就可以讲完。但对于这种只注重知识讲解的教学方式,学生也把能解答出“偏难怪”的习题作为骄傲,忽视对动手能力和创新能力的培养,最终培养出来的只是高分低能的无用人才。不时有网络消息,高中毕业高分考上某某名牌大学高才生不会剥鸡蛋、不会洗衣、不会换灯泡,生活不会自理,更不会自立。
当然,也有个别老师说会主动做很多实验,书本教材上要求应该做的实验,包括学生实验和演示性实验,虽然也几乎都动手做实验了,但有些却往往只是在照本宣科,实验的教学也很少尝试创新,不善于如何引导学生怎样积极、主动有效地学习,不知道要如何真正培养学生主动独立的思考与探索能力态度和基本习惯,学生缺少实际动手体验和自己动脑解决问题的机会,实验及创新能力也得不到相应的提高。
正是由于老师讲得多,学生动手少、探究少、观察少、思考少,互动互助交流讨论缺乏,导致德育渗透不足,智力提升不够,体育融合欠缺,美育渲染肤浅,劳动教育空缺。
二、国家政策及对人才培养的要求
国务院办公厅在2017年已批准颁布并在2020年已重新修订后出台实施《普通高中教育物理课程标准》一文中就重点强调:要全面而准确的贯彻实践好党中央和习总书记提出的一系列基本教育的方针,落实立德育人和培养学习型社会主义建设者和接班人等根本战略任务,发展学生素质教育,推进实现城乡公平教育,发展基本制度公平,以落实社会主义核心价值观内涵来指导统领本科学校课程进行综合评价改革,着力探索有效评价提升学校公共人文课程思想性、科学性、时代性、系统性、指导性,推动创新的人才培养新的发展模式及教育体制的重大综合实践改革研究及课程创新,培养体现学生社会主义德、智、体、美、劳等方面全面发展和谐协调发展,培养新型合格社会主义建设者和共产主义接班人。
三、实验在物理教学中的重要作用
新修定出台的初高中物理课程标准均指出:物理教育教学应注重科学探究,引导培养学生坚持科学研究,不断地实践创新探索,注意做到多创造实验探究条件,让学生去亲自实践经历一些探究实验,科学地思考、观察、探究、实践,学习科学思维、探究问题、实践研究方法,培养学生创新思维习惯,提高学生在实践中分析认识现实问题和探索发现、解决各类具体实践问题与创新解决问题的科学能力,培养终身学习能力,发展学生物理核心素养。
核心素养则是要求学生具有通过持续学习,逐步培育形成基本的和适应我们个人终身的发展过程和适应社会长远发展实际需要形成的正确核心价值观、必备基本品格规范和基本关键道德能力。科学探究是中学物理核心素养体系四个学习维度体系中重要的维度,要求每位学生经历“观察、实验?提出物理问题?形成猜想与假设?设计实验与制定方案?获取与处理信息?基于证据得出结论,做出解释?交流、评估、反思”小时的科学实践探究实践过程,促进了培养了学生扎实的科技动手实验能力、观察逻辑思维能力、质疑思考设问能力、设计创新能力、获取收集处理数据的能力、解释交流评估反思的能力,以及团队协作能力和集体主义精神。
实验探究是现代物理教育教学重要实践方式之一。实验驱动教学模式是高中物理课程的重要组成部分,是科学落实学校物理课程目标,全面地提高全体学生物理核心素养的一项重要而有效途径。物理实验教学通常形式包括演示实验和学生实验等。让每位学生可以通过动手设计各类实验、收集资料和归纳分析相关实验资料数据信息等,实现通过自主参与实践研究活动来全面提高科学实验研究能力,让全体学生通过在各种实验环节中进一步认识并尊重使用客观科学实验数据的重要性,从而进一步养成实事求是的科学探究态度。学生在各实验探究中相互协助、互相配合,在实验中培养集体合作的科学探究精神,在积极认真准确收集、处理各项实验研究信息材料中自觉培养积极严谨认真的严谨科学思维态度、作风和科学精神等。
中学物理课程标准同时还指出:要充分注重师生科学创新探究,尤其更应十分注重中学物理研究性实验。教师们在组织物理的实验教学工作中,应始终注重地发掘物理实验教学在帮助培养中学生快速发现解决问题和灵活提出实验问题能力方面发挥的重要潜在应用价值。无论是物理演示课实验内容还是学生实验,都必须尽量能够让广大学生进一步明确其实验活动目的,理解基本实验原理。演示和实验环节有时我们也完全可以做到让每位学生自行动手去操作,老师上课时还要格外注意的引导每个学生注意观察这些实验和现象,启发这些学生们对一些实验或者现象可以进行的积极去思考研究和相互交流。进行学生综合性实验课程时,应注重让每位学生可以自主的设计出实验器材方案,根据每个实验目的方案自己选择各种实验所用器材,组装成实验小器材,自主独立进行各类实验课题探究,鼓励广大学生创造性地利用多种实验器材,创新实验方法,让学生在用中学、在创造中学,培养终身学习能力,落实物理核心素养。
四、在实验教学中融入“五育”,提升物理核心素养
1.在物理实验教学中明“德”
中学物理课程皆明确要求:应着重让每位学生用通过动手操作、观察、体验探究等学习方式,经历一段科学实践探究活动过程,认识现代物理概念方法和活动规律,学习掌握科学方法,树立一个正确健康的世界观。让每个学生能够经历一种像一个科学家一样的科学探究学习过程,让学生了解学习科学家的科学事迹、一丝不苟尊重事实的探究精神、不怕失败乐于奉献的奋斗精神。高中物理教材设置了许多学生分组实验,这就要求多人合作完成,许多演示实验也需要师生合作完成,其目的就是要通过分组实验培养学生的团队合作意识、集体荣誉感、爱国热情。在合作中交流分享,培养实事求是,崇尚科学,热爱科学的精神。
2.利用物理实验教学启“智”
通过设计物理演示实验,观察物理实验现象,记录有关实验相关数据,进行大数据分析,探究物理规律,掌握物理原理。在做实验观察过程实践中努力培养起良好健康的观察及思维习惯,在分析实际物理问题,认识和解决具体问题时大胆尝试地运用科学知识和科学研究方法,然后才能应用物理规律和原理解释社会、生活、体育、科技中的物理现象。老师们在实验教学环节时一定要注重的通过多种情景的创设方法和多种问题来引导,让全体学生积极参与融入到本实验内容的实验创新问题设计研究中里面来,激发出学生自己的科学创新与思维能力。
3.通过物理实验教学勤“体”
物理教材所引入新的体育及运动和生活素材极大有效地既丰富补充了物理课程资源,也有效吸引提高了广大学生求知的兴趣。教材编写注重了学科融合,老师们在教学教程中也得注重学科整合,利用物理与体育及其他学科的联系,培养学生全面发展的能力。在高中物理实验及教学工作中应注重融入传统体育教育,增强高中学生体质,培养高中学生强烈的科技体育精神情趣与崇高爱国情怀。“探究影响摩擦力大小的因素”教学可设计“拔河”比赛,让学生分析获胜或者失败的原因。在教学“运动的描述”和“运动的快慢”时,我们不妨与体育老师一起组织一场”短跑接力赛“,让学生自己参与测量(时间、路程)计算、比较、判断,让学生在快乐的体育运动中学习物理知识。
4.在物理实验教学中尚“美”
物理学是美妙的学科,物理定律、公式,物理图象,物理实验都是美的呈现,物理器材本身就是根据美学来设计制造的。在实验过程中,物理实验器材摆放有序,整洁,给人以美的享受,实验得出的数据,精心绘制的表格、物理图像,实验分析出来的结论,物理规律的推导,这些都是美的呈现。老师平时要经常利用各种物理实验来培养学生的爱美的思想情感、审美的情操。
5.利用物理实验教学培“劳”
在物理实验课上,学生必须通过动手实践操作,才能初步观察感受到实验现象,获得大量实验观察数据。实验完成后要收集整理实验器材,保证实验界面整洁。这是一学习过程,也是一个培养学生积极的学习劳动思维态度,劳动生活情感,劳动文化审美意识的过程。老师在教学过程中一定要注意,不能忽略对学生劳动素养的培养。在探究摩擦力的大小和方向的教学中,我们可以设计“用扫帚扫地”,让学生感受摩擦力的大小,观察摩擦力的方向,体验劳动的乐趣。
五、注重实验创新,多种实验教学方式相结合
加强物理实验教学,提倡多种实验教学方式相结合。实验场所可以在教室内,也可以在教室外。如教学《透镜》《生活中的透镜》可以带领学生到大自然中去观察树叶上的露珠反射或折射太阳光的现象。探究任务可以前置,如教学“测量物质的密度”之前,可以通过任务驱动法让学生在家里与家长一同测量酱油的密度。在帮助指导学生如何选用及规范使用现代化物理器材进行实验探究的同时,也可以设计创新实验器材,使实验现象变化更明显、实验数据更真实、实验误差更小。可运用数字模拟实验、光敏元件、传感器、数据采集器等物理装置来控制实验过程、收集实验数据,运用用计算机软件分析实验数据、得出实验结果,如用声音传感器探究生活中的噪音,用力传感器探究二力平衡关系、用压力传感器来和微型的计算机进行结合去描绘物体运动轨迹中的轨迹。同时,大力宣传并提倡让学生能用自己在身边所随处可见过的一些生活物品来去进行做物理实验,我们可以去直接的使用各种过期的饮料瓶、废旧的塑料管材等东西作为学生日常的实验用品来去进行各种物理实验,例:教学“电荷“一节,需要演示“摩擦起电”现象,我们可以找一根废弃的PVC管,用毛皮摩擦过的PVC管可以轻松吸附轻小物体,而用毛皮摩擦过的PVC管靠近用毛皮摩擦过的丝状的塑料带,排斥现象非常明显。“瓶瓶罐罐为器材,拼拼凑凑做实验”这样既可以大大的拉近学生物理知识学习过程与我们真实学习生活世界中距离的近距,让学生深切地感受到科学的真实性。不但容易激发学生的物理学习兴趣,还有利于增强学生的创新意识和创新能力,培养团队协作意识和集体荣誉感,明“德”、启“智”、勤“体”、尚“美”美、培“劳”,落实五育并举,培养学生的物理核心素养。
参考文献:
[1]2017版《普通高中物理课程标准》(2020年修订)
[2]胡瀚玮;崔壤化 《提升科学探究能力 落实核心素养培养任务——以“练习使用多用电表测电阻”教学为例》 《物理之友》-2021
[3]陈刚 《试论“科学探究”素养的实质与教学实现——问题解决的视角 《物理教学》-2021
我们都知道,中学物理是一门以实验为基础的自然学科。物理实验教学质量的高低直接影响整个物理学科的教学质量。重视物理实验教学,重视实验探究,让学生物理实验教学中体验实验探究的乐趣,让学生在观察中去发现,在发现中思考,在思考中质疑,在质疑中创新,学习应用物理知识解决生活中的物理问题,做到学以致用,正真实现“从生活到物理,从物理到社会”。缺少实验探究而只注重知识讲授的物理实验课堂是枯燥无味的课堂。最终学生会因为没有探究的乐趣、没有动手操作的快乐、缺少理论联系实际的真实而对物理失去兴趣。
实际上,我们不少的高中物理课堂,都是以老师讲解为主,包括物理实验,不管是演示实验,还是学生实验,都是以老师传授为主。不少老师认为,不管是教学生动手实验还是做演示型实验,不过也就是为了通过模拟实验的现象来得出的实验结果,利用数据进行推导分析或者进一步验证物理规律,既要老师留时间来让每个学生进行动手操作,老师还是得先给学生讲实验原理,分析操作步骤,做完实验后还得给学生总结实验现象,推导实验结论,与其说浪费时间让学生“做实验”,还不如直接讲,既节约了时间,又能把物理知识要点讲透彻,课堂效率反而更高。这种教学方式,看似课堂教学效率比较高,三年的课程两年就可以讲完。但对于这种只注重知识讲解的教学方式,学生也把能解答出“偏难怪”的习题作为骄傲,忽视对动手能力和创新能力的培养,最终培养出来的只是高分低能的无用人才。不时有网络消息,高中毕业高分考上某某名牌大学高才生不会剥鸡蛋、不会洗衣、不会换灯泡,生活不会自理,更不会自立。
当然,也有个别老师说会主动做很多实验,书本教材上要求应该做的实验,包括学生实验和演示性实验,虽然也几乎都动手做实验了,但有些却往往只是在照本宣科,实验的教学也很少尝试创新,不善于如何引导学生怎样积极、主动有效地学习,不知道要如何真正培养学生主动独立的思考与探索能力态度和基本习惯,学生缺少实际动手体验和自己动脑解决问题的机会,实验及创新能力也得不到相应的提高。
正是由于老师讲得多,学生动手少、探究少、观察少、思考少,互动互助交流讨论缺乏,导致德育渗透不足,智力提升不够,体育融合欠缺,美育渲染肤浅,劳动教育空缺。
二、国家政策及对人才培养的要求
国务院办公厅在2017年已批准颁布并在2020年已重新修订后出台实施《普通高中教育物理课程标准》一文中就重点强调:要全面而准确的贯彻实践好党中央和习总书记提出的一系列基本教育的方针,落实立德育人和培养学习型社会主义建设者和接班人等根本战略任务,发展学生素质教育,推进实现城乡公平教育,发展基本制度公平,以落实社会主义核心价值观内涵来指导统领本科学校课程进行综合评价改革,着力探索有效评价提升学校公共人文课程思想性、科学性、时代性、系统性、指导性,推动创新的人才培养新的发展模式及教育体制的重大综合实践改革研究及课程创新,培养体现学生社会主义德、智、体、美、劳等方面全面发展和谐协调发展,培养新型合格社会主义建设者和共产主义接班人。
三、实验在物理教学中的重要作用
新修定出台的初高中物理课程标准均指出:物理教育教学应注重科学探究,引导培养学生坚持科学研究,不断地实践创新探索,注意做到多创造实验探究条件,让学生去亲自实践经历一些探究实验,科学地思考、观察、探究、实践,学习科学思维、探究问题、实践研究方法,培养学生创新思维习惯,提高学生在实践中分析认识现实问题和探索发现、解决各类具体实践问题与创新解决问题的科学能力,培养终身学习能力,发展学生物理核心素养。
核心素养则是要求学生具有通过持续学习,逐步培育形成基本的和适应我们个人终身的发展过程和适应社会长远发展实际需要形成的正确核心价值观、必备基本品格规范和基本关键道德能力。科学探究是中学物理核心素养体系四个学习维度体系中重要的维度,要求每位学生经历“观察、实验?提出物理问题?形成猜想与假设?设计实验与制定方案?获取与处理信息?基于证据得出结论,做出解释?交流、评估、反思”小时的科学实践探究实践过程,促进了培养了学生扎实的科技动手实验能力、观察逻辑思维能力、质疑思考设问能力、设计创新能力、获取收集处理数据的能力、解释交流评估反思的能力,以及团队协作能力和集体主义精神。
实验探究是现代物理教育教学重要实践方式之一。实验驱动教学模式是高中物理课程的重要组成部分,是科学落实学校物理课程目标,全面地提高全体学生物理核心素养的一项重要而有效途径。物理实验教学通常形式包括演示实验和学生实验等。让每位学生可以通过动手设计各类实验、收集资料和归纳分析相关实验资料数据信息等,实现通过自主参与实践研究活动来全面提高科学实验研究能力,让全体学生通过在各种实验环节中进一步认识并尊重使用客观科学实验数据的重要性,从而进一步养成实事求是的科学探究态度。学生在各实验探究中相互协助、互相配合,在实验中培养集体合作的科学探究精神,在积极认真准确收集、处理各项实验研究信息材料中自觉培养积极严谨认真的严谨科学思维态度、作风和科学精神等。
中学物理课程标准同时还指出:要充分注重师生科学创新探究,尤其更应十分注重中学物理研究性实验。教师们在组织物理的实验教学工作中,应始终注重地发掘物理实验教学在帮助培养中学生快速发现解决问题和灵活提出实验问题能力方面发挥的重要潜在应用价值。无论是物理演示课实验内容还是学生实验,都必须尽量能够让广大学生进一步明确其实验活动目的,理解基本实验原理。演示和实验环节有时我们也完全可以做到让每位学生自行动手去操作,老师上课时还要格外注意的引导每个学生注意观察这些实验和现象,启发这些学生们对一些实验或者现象可以进行的积极去思考研究和相互交流。进行学生综合性实验课程时,应注重让每位学生可以自主的设计出实验器材方案,根据每个实验目的方案自己选择各种实验所用器材,组装成实验小器材,自主独立进行各类实验课题探究,鼓励广大学生创造性地利用多种实验器材,创新实验方法,让学生在用中学、在创造中学,培养终身学习能力,落实物理核心素养。
四、在实验教学中融入“五育”,提升物理核心素养
1.在物理实验教学中明“德”
中学物理课程皆明确要求:应着重让每位学生用通过动手操作、观察、体验探究等学习方式,经历一段科学实践探究活动过程,认识现代物理概念方法和活动规律,学习掌握科学方法,树立一个正确健康的世界观。让每个学生能够经历一种像一个科学家一样的科学探究学习过程,让学生了解学习科学家的科学事迹、一丝不苟尊重事实的探究精神、不怕失败乐于奉献的奋斗精神。高中物理教材设置了许多学生分组实验,这就要求多人合作完成,许多演示实验也需要师生合作完成,其目的就是要通过分组实验培养学生的团队合作意识、集体荣誉感、爱国热情。在合作中交流分享,培养实事求是,崇尚科学,热爱科学的精神。
2.利用物理实验教学启“智”
通过设计物理演示实验,观察物理实验现象,记录有关实验相关数据,进行大数据分析,探究物理规律,掌握物理原理。在做实验观察过程实践中努力培养起良好健康的观察及思维习惯,在分析实际物理问题,认识和解决具体问题时大胆尝试地运用科学知识和科学研究方法,然后才能应用物理规律和原理解释社会、生活、体育、科技中的物理现象。老师们在实验教学环节时一定要注重的通过多种情景的创设方法和多种问题来引导,让全体学生积极参与融入到本实验内容的实验创新问题设计研究中里面来,激发出学生自己的科学创新与思维能力。
3.通过物理实验教学勤“体”
物理教材所引入新的体育及运动和生活素材极大有效地既丰富补充了物理课程资源,也有效吸引提高了广大学生求知的兴趣。教材编写注重了学科融合,老师们在教学教程中也得注重学科整合,利用物理与体育及其他学科的联系,培养学生全面发展的能力。在高中物理实验及教学工作中应注重融入传统体育教育,增强高中学生体质,培养高中学生强烈的科技体育精神情趣与崇高爱国情怀。“探究影响摩擦力大小的因素”教学可设计“拔河”比赛,让学生分析获胜或者失败的原因。在教学“运动的描述”和“运动的快慢”时,我们不妨与体育老师一起组织一场”短跑接力赛“,让学生自己参与测量(时间、路程)计算、比较、判断,让学生在快乐的体育运动中学习物理知识。
4.在物理实验教学中尚“美”
物理学是美妙的学科,物理定律、公式,物理图象,物理实验都是美的呈现,物理器材本身就是根据美学来设计制造的。在实验过程中,物理实验器材摆放有序,整洁,给人以美的享受,实验得出的数据,精心绘制的表格、物理图像,实验分析出来的结论,物理规律的推导,这些都是美的呈现。老师平时要经常利用各种物理实验来培养学生的爱美的思想情感、审美的情操。
5.利用物理实验教学培“劳”
在物理实验课上,学生必须通过动手实践操作,才能初步观察感受到实验现象,获得大量实验观察数据。实验完成后要收集整理实验器材,保证实验界面整洁。这是一学习过程,也是一个培养学生积极的学习劳动思维态度,劳动生活情感,劳动文化审美意识的过程。老师在教学过程中一定要注意,不能忽略对学生劳动素养的培养。在探究摩擦力的大小和方向的教学中,我们可以设计“用扫帚扫地”,让学生感受摩擦力的大小,观察摩擦力的方向,体验劳动的乐趣。
五、注重实验创新,多种实验教学方式相结合
加强物理实验教学,提倡多种实验教学方式相结合。实验场所可以在教室内,也可以在教室外。如教学《透镜》《生活中的透镜》可以带领学生到大自然中去观察树叶上的露珠反射或折射太阳光的现象。探究任务可以前置,如教学“测量物质的密度”之前,可以通过任务驱动法让学生在家里与家长一同测量酱油的密度。在帮助指导学生如何选用及规范使用现代化物理器材进行实验探究的同时,也可以设计创新实验器材,使实验现象变化更明显、实验数据更真实、实验误差更小。可运用数字模拟实验、光敏元件、传感器、数据采集器等物理装置来控制实验过程、收集实验数据,运用用计算机软件分析实验数据、得出实验结果,如用声音传感器探究生活中的噪音,用力传感器探究二力平衡关系、用压力传感器来和微型的计算机进行结合去描绘物体运动轨迹中的轨迹。同时,大力宣传并提倡让学生能用自己在身边所随处可见过的一些生活物品来去进行做物理实验,我们可以去直接的使用各种过期的饮料瓶、废旧的塑料管材等东西作为学生日常的实验用品来去进行各种物理实验,例:教学“电荷“一节,需要演示“摩擦起电”现象,我们可以找一根废弃的PVC管,用毛皮摩擦过的PVC管可以轻松吸附轻小物体,而用毛皮摩擦过的PVC管靠近用毛皮摩擦过的丝状的塑料带,排斥现象非常明显。“瓶瓶罐罐为器材,拼拼凑凑做实验”这样既可以大大的拉近学生物理知识学习过程与我们真实学习生活世界中距离的近距,让学生深切地感受到科学的真实性。不但容易激发学生的物理学习兴趣,还有利于增强学生的创新意识和创新能力,培养团队协作意识和集体荣誉感,明“德”、启“智”、勤“体”、尚“美”美、培“劳”,落实五育并举,培养学生的物理核心素养。
参考文献:
[1]2017版《普通高中物理课程标准》(2020年修订)
[2]胡瀚玮;崔壤化 《提升科学探究能力 落实核心素养培养任务——以“练习使用多用电表测电阻”教学为例》 《物理之友》-2021
[3]陈刚 《试论“科学探究”素养的实质与教学实现——问题解决的视角 《物理教学》-2021
- 【发布时间】2023/10/18 5:19:33
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