通过物理实验探究,发展学生的核心素养
薛镇初级中学
刘良根
摘要:新课程改革非常高度重视对学生核心素养的培养;实验探究是初中物理学科核心素养的重要内容;物理是以实验为基础的一门课程,在教学过程中老师要结合教材设计实验,通过讨论来设计实验步骤,使学生的动手能力提高,激发学生的思维,让他们自主探究。通过物理实验,培养学生的科学思维能力;通过物理实验,培养学生科学探究的乐趣;通过物理实验,培养学生的创新精神。从而落实了新课程理念,这样,学生既学到了知识,又得到了科学思维和方法的熏陶。
关键词:核心素养
初中物理 实验 能力
创新
正文:为迎接世界未来对人才需求的挑战,国家明确提出以德育为核心,以培养学生创新精神和实践能力为重点,深化课程改革,全面推进素质教育。素养是指一个人的修养,与素质近义,广义而言素养包括道德品质、外表形象、知识水平与能力等各个方面。如今素养的含意大为扩展,它包括思想政治素养、文化素养、业务素养、身心素养等各个方面。初中物理教学主旨是在学生认知程度的基础上进一步提高学生的科学素养,初中物理实验探究具有很强的问题性、开放性和探究性,初中物理学科核心素养包括物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任四个方面,实验探究是高中物理学科核心素养的重要内容,但是传统的物理实验教学相对来说比较偏向形式化,基本是由教师演示,学生模仿之后再总结实验结果的形式进行教学,但这种形式并不符合当今素质教育的基本政策,这就需要教师审时度势,根据新课改的新要求,体现学生学习主体地位,注重学生参与探究实验,而这一切都要基于物理的核心素养,因此,教师需要明确其重要性,并寻找优化物理实验教学的有效方式。
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下面以我的物理实验来谈谈怎样通过物理实验来发展学生的核心素养。
一、通过物理实验,培养学生的科学思维能力
在物理教学中,不断地利用实验教学培养学生的科学思维能力,能使学生对实验仪器的用途和实验原理的理解不落俗套,敢于求异,解决实际问题能多方设想,不拘一格,不断地运用发散思维方法解决问题,才能摆脱习惯思维的束缚,拓宽思维范围,从而使科学思维得到发展,以适应当前素质教育的需要。
例如,在“用伏安法测导体电阻”实验中,我先给各组提供一个阻值相同的电阻让学生测量,由于有的学生将电流表内接,有的将电流表外接,势必导致彼此间测量结果的较大差别(甚至可以是成倍的差别),疑惑也就由此产生:“相同阻值的电阻其测量值为何会有这么大的差别?”“哪一个测量值比较准确?”“怎样才能减少测量的误差?”这时,学生会怀着解决问题的迫切心情去通过实验并结合实验原理及误差的来源进行探索。进而会使他们发现,电流表内接与外接测量同一电阻,会导致测量结果的较大差别,为了减少测量的误差,应根据被测电阻的大小及电流表、电压表的内阻等具体情况确定电流表的接法。但由于这种简单伏安法电路本身的不完善,不论是采用电流表内接还是外接,都有系统误差。那么,能否消除这种系统误差呢?为此,可向学生介绍补偿的思想,引导学生设计出原理上较为完善的电压补偿和电流补偿电路。这时,由于电流表和电压表不够准确带来的误差又会成为主要矛盾,如何解决这个矛盾?经过进一步引导,可使学生认识到,如采用准确度高得多的电阻箱和灵敏度很高的电流计来代替电压表和电流表,便可大大提高测量精度。最后,再让学生分别用上述三种方法实际测量同一个标准电阻的阻值,比较测量的结果证实了理性的分析。即通过如此的发现探究,学生对怎样较准确地测量电阻的问题也就有了深刻的认识。调动学生动手和动脑积极性,使学生感到有探索价值和设计必要,能引起学生兴趣,能培养学生动手动脑的能力,进而培养学生的创新思维能力的目的。
二、通过物理实验,培养学生科学探究的乐趣
动手参与是一种乐趣,动手动脑能够刺激思维的发展,培养兴趣的提高,还能够活跃课堂气氛,使学生获得生动的感性知识,动手操作,加深记忆,做一遍的实验等于十几遍的记忆,同时让理解能力有很大的增强,
促进发现问题、研究问题和解决问题的能力。鼓励学生畅所欲言,可以发表自己的见解,鼓励不同的思路,让学生充分活跃起来,培养学生的科学探究的乐趣,实验探究是以实验为载体探究科学结论形成和发展的过程,是在教师的指导下,学生运用已学过的知识、技能,把自己当做新知识的探索者和发现者,通过实验亲自发现问题,解决问题,培养自身的探究能力。.实验探究由于其重视过程和方法,有利于提高学生发现问题、解决问题的能力,培养与他人合作的精神,养成实事求是的科学态度,有利于学生创新能力的提高和主体性的发挥。
例如:“测定滑轮组机械效率”的实验原理公式是η=w有/w总=gh/fs,需用弹簧测力计测出重物的重力g、绳子自由端的拉力f、用刻度尺测出重物提升的高度h、绳子末端移动的距离s。若反思一下实验原理公式可变通为:η=gh/fs=gh/fnh=g/nf。此时可只需用弹簧测力计测出重物的重力g、绳子自由端的拉力f、观察承担物重的绳子的段数n,即可方便地测出滑轮组的机械效率。如果学生对实验原理进行了总结,就会加深对实验过程的理解,明白实验中为什么要这样做,而不是机械的学习了实验操作。学生的独立动手能力会得到迅速提高,实验的兴趣也会增强。学习杠杆后,解释骑自行车上坡走“S”形路线省力的道理;学习了长度的测量后,会从地图上测出长春到北京铁路线的长度;学习了光的反射,解释汽车驾驶室外面的观后镜是一个凸镜,汽车头灯里的反射镜是一个凹镜;学习了光的折射,能解释海市蜃楼,汽车头灯总要装有横竖条纹的玻璃灯罩;学习了热学,能回答为什么海边及大森林里一年四季气候宜人,为什么当今国家推行退耕还林的政策;学习压强后,解释刀磨得越锋利切东西越快等等。通过多方面培养学生勇于探索自然现象和日常生活中的物理学道理,形成将科学技术与日常生活、社会实践相结合的意识,激起学生对自然界的好奇、领略自然现象中的美妙与和谐,养成对大自然亲近、热爱、和谐相处的情感,增强学生对科学的求知欲。物理实验课,不仅让我掌握了书本上的知识,更提高了我的动手和思维能力,更让我感受到其中的趣味。
三、通过物理实验,培养学生的创新精神
创新教育是基础教育的一部分,物理实验的创新又是基于核心素养的物理实验教学的重要内容。在实际的物理实验教学中,培养学生的创新意识和创新思维,不仅能激发学生的创新潜能,教会学生思考,激发学生的兴趣,促进学生个性的和谐发展,又能帮助学生挖掘实验的精髓,展示实验的思想和魅力,提高物理实验教学的有效性。
例如:在《探究加速度与力、质量的关系》这个实验时,基于本实验操作的难度和复杂性,我先花了一节课的时间把本次实验的实验目的、实验原理、实验步骤等内容和学生一起探究了下,然后又给学生一节课的时间让学生去操作实验,但有学生按教材中的原方案操作实验后,发现误差较大。经过分析后,学生觉得误差较大的原因是实验室所提供的小车质量没有办法远大于钩码的质量。实验室有质量更大的小车吗?没有。那怎么办呢?这时,几个实验能力较强的同学围着实验桌进行讨论。我提示可以对实验方案进行创新,也就是更改实验方案啊!虽然已经临近下课,但在我的鼓励下,学生的学习热情上来了,陷入了一阵思考和讨论中……最终得出了一个不需要小车质量远大于钩码的质量这个前提条件的创新实验方案。是的,对于上面学生提出的问题,可能有些老师会蜻蜓点水地应付过去,但我认为学生的潜能是不容小觑的。如果能对学生提出的问题,进行适当的引导、鼓励和帮助,或许会让学生在有限的实验课堂时间内,有所创新,收获无限的知识。这也是符合核心素养所要求的创新实验教学。
总之,核心素养是学生健康成长,顺利学习的重要支持,而物理这门学科对树立学生科学观和综合认知能力有很大帮助,物理实验又是促进学生物理能力提高的有效教学手段,为适应时代和学生终身发展的需要,我们物理教师要努力提高自身素质,对高中物理实验教学进行深入的研究,在实验教学中不断摸索和改进,激发学生探究物理规律的热情,培养学生动手实验的能力。只有这样才能切实提高物理实验教学的效果,才能在物理实验这一广阔的天地,造就出一批具有创新能力和实践能力的高素质人才。
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