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核心素养视角下高中物理实验教学中科学思维培养的研究
2022.06.23

摘要:随着教育机制的不断发展,提出核心素养培养目标,它是素质教育的体现,是对学科内涵的高度概括,说明了学生学习应具备怎样的学科素养,从而达到“授人以鱼不如授人以渔”的目的。在物理学科中,科学思维是核心素养之一,他指的是学生应具备科学的价值观观察生活现象,用科学的知识去解释生活现象,并且用科学方法去研究现象,如应用法、演绎法、推理法、质疑假想法等,教师应将培养学生科学思维当做教育最终目标。

关键词:高中物理;实验教学;科学思维培养

引言:

科学思维是物理核心素养之一,是教师应着重培养学生的学习素养之一,而实验教学则是物理课程中的重要环节,在实验教学中,可以利用信息技术优化演示实验教学,可以让学生自主展开实验,可以让学生质疑假想并利用实验来验证质疑假想,多措并举,来培养学生的科学思维。

一、科学思维

在素质教育背景下,提出核心素养培养的战略目标,在核心素养视角下,教育模式和教育理念有了一定的改变,科学思维是高中物理教学中学生应具有的核心素养之一,也叫作科学逻辑,指的是能够正确认识客观世界的思维能力,它是一种理性、客观的思维方式[1],物理课程是一门自然学科,自然界找那个物理现象是奇妙的,是复杂的,但也是有规律的、有逻辑的,通过对物理现象的概括、总结和分析,得出了一整套系统的物理理论体系,帮助我们了解物理世界的奥秘。对于高中学生来说,其应具有的科学思维笔者认为主要体现在三个方面,一个是能正确、客观的认识世界,运用这一整套较为完整的物理理论体系,可以让我们去观察自然界存在的种种物理现象,能够对绝大多数物理现象或者物理难题进行深入探究。一方面是能够运用科学思维去分析物理难题,对不了解难题进行深入探究,如应用法、演绎法、推理法、质疑假想法等,用科学的思维去审视物理现象,尝试着用科学的方法去解决。一方面指的是能够运用科学的方法去实践探索,也就是物理实验,不能仅从思维层面对物理现象或难题进行分析,更要去动手,利用仪器设备,在人为控制条件下,引起实验对象的变化,通过观察、测定和分析,得出实验结论,在实践行为活动中体现出格物致知的精神,提升实际动手能力,做行动的巨人,而不是只会臆想的矮子。

二、高中物理中科学思维的培养策略

(一)善用信息技术,优化演示实验教学

物理实验教学分为多种形式,一般分为演示实验、课内小实验(边讲边实验)、学生分组实验和课外实验等。在演示实验教学中,主要为教师动手实验,让学生通过观察了解实验的基本步骤、实验材料和实验结果,促使学生掌握实验方法,在这一过程中自然会培养学生包括科学思维在内的多种综合素养,但是在课堂演示实验中,会有学生观看不畅、操作效率低、实验现象难观测等问题,教师空间狭小学生的观测视野会被遮挡,或者实际演示的实验一次没有成功,耗费实验,针对这种问题,提倡展开信息技术演示实验,利用信息技术手段,对一些比较复杂的物理实验内容,教师可以提前利用摄像设备录制好,或者在网络上寻找相应的实验演示资源,教师也可通过信息技术的标注功能,对重点处、细节处进行标注,课堂上利用多媒体播放给学生,学生观察没有视野遮挡,更有利于课堂教学流程的展开,更有助于培养学生的科学思维,例如教师做《伏安法测电阻》的实验,可以自行拍摄多组测电阻的实验,记录整个实验过程,对细节处进行注释,也可选择内容精简生动的微课资源[2]。

(二)鼓励学生自主学习,自我总结物理知识

自主学习理念是新课改的重点指标,新课改指出应该尊重学生的学习主体性,在课堂上应尽可能的让学生进行自主学习,学生只有通过自主学习,才能收获更多的知识,才能更有利于培养他们包括科学思维在内的综合素质。那么在高中物理实验教学中,教师应尽可能给学生留下自主学习的空间和时间,让学生多做实验,在实验中去提升知识理解,提升科学思维。例如在高中物理电学模块,“电路与器材的选择”是考点内容,其主要考量的是学生电路设计以及电流表、电压表、滑动变阻器等仪器的接法、量程的选择等内容,学生前面已经学习过电路知识,对一个完整的电路有充足的认知,那么展开“教师少讲,学生多练”的教学模式,给学生提出实验的目标是:“一个完整的电路,读数精准,总误差小,量程匹配”,然后让学生自己去记性电路设计,组装试试看,通过自主设计并实验,学生会慢慢熟悉电路设计的原理以及步骤,教师在适时给学生介绍“先选电路器材,再选电路接法”,“先估算、再选表”、电流表内外接法“大内偏大、小内偏小”等口诀,配合上学生的自主设计,自然会让学生加强这一模块的知识理解, 也会提升科学思维[3]。

(三)引导学生质疑假想,培养学生科学思维

正确的科学思维培养并不是让学生按部就班的展开实验,教材上怎么说、教师怎么说学生就怎么做,这样是不对的,而是应该培养学生利用科学的思维和科学的手段去研究某一个物理难题,要尝试着让学生这哪是抛开课本,暂时摆脱教师的讲解,而是自己处于一个相对独立的学习状态,让学生去大胆的质疑假想,并根据自己质疑或者假想的内容,来设计实验,改变实验对象,通过观察、测定和分析,看实验结果是怎样的,从而来印证起初的质疑假想。例如在“摩擦力”的教学中,可以设计水平木板上用弹簧测力计拉动的实验,也可以设计倾斜木板上物体滑落的实验,提问学生怎么去判断物体的受力情况,摩擦力与哪些因素有关,怎么去判断摩擦力的大小,可以让学生自主去想一想,说一说,让学生自己设计实验,根据实验框架来选定实验器材,根据猜想的摩擦力影响因素来展开实验,进而得出实验结果。总之,并不是为了做实验而做实验,而是为了解决质疑才去做实验[4]。

三、结束语

本文从两个方面来进行了分析,首先对科学思维的内涵进行了简单说明,其次重点对高中物理实验教学中如何培养学生的科学思维进行了说明,在新时代教育下,核心素养是教育宗旨,秉持着“授人以鱼不如授人以渔”的理念,教导学生科学思维,比教导学生物理知识更有价值。

参考文献

[1]王长明.核心素养视域下高中物理实验教学中的科学思维的培养[J].高考,2021(31):2.

[2]牟怀广.论核心素养下高中物理实验教学中科学思维的培养[J].天津教育,2021(27):2.

[3]杨军.核心素养视角下的高中物理实验教学研究[J].教学管理与教育研究,2019,4(5):2.

[4]石开龙.在高中物理实验教学中落实核心素养的培养[J].新一代(下半月),2017,000(024):77.