期刊正文


课程育人视角下物理实验教学的思考与实践

 

【作者】 王春艳

【机构】 四川省成都双流中学实验学校

【摘要】

【关键词】
【正文】  摘 要:立德树人是教育的根本任务,如何把学生培养成拥有独立且健全人格的人,是每位教育者需要思考的问题。学生大部分的学习时间是在学科课堂,所以如何通过学科课程高效落实育人目标,值得每位一线教师深思。物理学科以实验为基础,物理实验教学中蕴含的丰富的育人要素,教师在教学过程中可以将实验内容和育人要素进行有机整合,通过对物理观念、物理精神、物理情怀三个维度,最大限度实现物理学科课程育人功能。
  关键词:物理实验;人格;培养;思考;实践 
  教育部发布的《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》中,强化学校教育主阵地作用,关注学生身心健康成长,培养具有健全人格的人是学校教育的核心所在……[1]。由此看来,教育的核心主体是“人”,教育的核心任务是“培养具有健全人格的人”。物理实验是物理学科的基础,很多物理概念、规律的得出都离不开实验的支撑,所以实验教学成为健全人格培养的一个重要途径。作为物理教师要以实验教学为载体,通过物理理念、物理精神和物理情怀三个维度,潜移默化地培养学生形成正确的“三观”。但由于实验教学对学生人格的影响是隐性的,因此在教学过程中需要淡化德育痕迹,要按照物理学科特点,结合具体实验内容,整合需渗透的育人核心要素,引发学生的思考与价值共鸣,促使健全人格培养在物理实验教学中落地生根。
  一、深挖育人要素,转变物理观念,促进人与自然的和谐发展
  《普通高中物理新课标》(2017年版)中提到:物理观念指从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识;是物理概念和规律等在头脑中的提炼与升华;是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础。“物理观念”主要包括物质观念、运动与相互作用观念、能量观念等要素[2];因此在物理学科育人中,通过对自然现象的探索,促进学生认识自然现象中存在的规律,从而发现其内在本质属性。
  有人说物理学研究对象可以用“物”和“理”来概括。“物”即客观存在的物质,是物理学的研究对象;“理”指物质“运动、发展、变化”所遵循的客观规律[3]。实验是很多物理规律得出的重要途径,在实验教学中需要教师把握住学生的认知起点,设置有层次的问题引导学生发现客观规律。比如教科版八年级下册《杠杆》中探究杠杆的平衡条件这一规律时,教师可从杆秤称物体质量的实验出发,引导学生思考:哪些因素可能会影响杠杆的平衡?再激发学生利用实验器材来验证自己的猜想是否正确,学生再通过对实验数据进行合理的分析,便找到杠杆的平衡条件这一规律。教师在潜移默化中引导学生掌握从客观存在中寻找规律的方法,并可以迁移到其他规律的得出,真正找到物理实验教学的内涵,提升了物理课堂的品质。
  近年来物理学飞速发展,但是人类对物理学的认识永远是有限的。很多物理现象和规律都有待继续深入探索。在物理实验教学过程中,教师要引导学生既重视已有知识的传承,也要永远保持探索未知世界的精神。如在教科版八年级下册《滑轮》一课,教师可以设计一个演示实验,要求用上节课学过的杠杆将矿泉水瓶从低处运向高处。首先出示一根杠杆(图1),学生发现提升物体时,单根杠杆转到一定程度后将无法继续转动,物体也无法继续上升(图2)。为了解决这个问题,可以增加一根杠杆(图3),当一根杠杆转动到极限位置后,另一根杠杆可以接替第一根杠杆,继续将瓶子提升。为了提升瓶子更方便,可以继续增加杠杆数量(图4),如果无限地增加杠杆数量,将演变成滑轮。该实验启发学生从已知的杠杆出发,延申到未知的滑轮,进而开启滑轮特点的探索之旅。
  在物理实验教学中,学生基本都直观的观察到很多现象,也正是这些实验现象激发了学生的求知欲,但真正能透过现象去深入思考物理原理(即本质)的学生不多,所以这就需要教师在实验教学过程中引导学生学会透过现象去深究本质。比如教科版八年级下册《大气压强》中,学生自主设计实验证明大气压强存在时,观察到这样的现象:将试管装满水倒插在水槽中,试管口没有触碰容器底部,试管中的水不会掉下来(图5)。教师提问:谁托起了试管中这段水柱?有的学生猜想是空气,有的学生猜想是水槽中的水。教师进一步设计实验:将该装置放入真空罩中(图6),利用抽气机抽走空气,则水柱掉下来(图7),然后将空气放回真空罩,试管中又重新充满了水(图8)。通过这一系列实验现象,学生迅速得出了结论:是空气托起了试管中的水柱。在这个过程中,学生不仅收获了物理知识,还明白了可以巧设实验,去追寻物理本质。
  二、增强团队意识,升华物理精神,促进人与社会可持续发展
  实践探索、求实创新、协作共进是物理精神的核心。2017年新颁布的《中小学德育工作指南》中明确提出“数学、科学、物理、化学、生物等课要加强对学生科学精神、科学方法、科学态度、科学探究能力和逻辑思维能力的培养,促进学生树立勇于创新、求真求实的思想品质”[4]。科技领域的每次重大发现都是优秀团队精诚合作的结果,如嫦娥工程、神州飞船等。学生将来走向社会,也需要在团队中成长、在团队中收获,所以如何培养学生团队协作能力是教师必须关注的问题。而众多物理实验教学都是在实践中探索、在求实中创新、在协作中并进,让学生领悟团队意识的重要性,注重个人、群体和社会的关系,没有个人就没有群体和社会,所以在物理实验过程中,需要充分尊重个人的想法,同时个人必须加入群体,并在群体中完美体现其价值,从而促进社会可持续发展。例如《欧姆定律》中探究电流与电压关系时,实验前,教师可以提问:“测电流需要什么仪器?”“测电压需要什么仪器?”“怎么保持电阻不变?”“如何改变定值电阻两端电压?”,通过系列问题,从而解决了实验操作过程中学生做什么、怎么做的问题。教师再进一步将学生分为4人一组,给出实验操作分工任务:A操作、B读数并整理器材、C记录数据、D描点作图,从而让每个学生明白自己的责任是什么。有了这些准备过程,学生便可以小组合作完成电流与电压关系的实验操作活动。实践证明,长期通过小组合作学习完成实践探索的学生,他们的求实创新的欲望强,团队协作的意识浓,能更好地处理个人、群体和社会的关系,有更好的人际交往能力。
  三、正确认识失败,保持物理情怀,促进自我认知发展
  物理情怀体现在学习物理过程中,正确面对成功的喜悦和失败的挫折,并从无数次实验中,领悟科学探究方法、发展科学探究能力、体验科学探究乐趣、养成实事求是和不怕失败的科学态度,促进学生正确认识自我。
  人生道路上,难免会遇到困难和挫折,在当今高压环境下,培养出很多优秀却痛苦的孩子,这是教育的缺失。我们的教育应该赋予学生持之以恒、坚韧不拔的意志,即使遇到人生低谷,也会依旧相信自己的价值,也能不忘初心、砥砺前行。物理教学中有很多实验,难免遇到实验失败的时候,比如在探究电流与电压、电阻关系时,由于个别组电路故障,得不出实验结论,学生就可能有畏难情绪或者可能就想到放弃,此时就是一个培养抗挫能力的契机,教师可以引导学生一步步排除电路故障,再继续实验,直至最后得出实验结论。同时还可以分享欧姆当年通过坚持不懈得到电流与电压、电阻关系的故事,进而引导学生以科学家为榜样,遇到挫折不气馁,养成坚韧不拔的意志。
  四、结束语
  总之,教师需要用心挖掘实验教学中蕴含的人格培养要素,最大限度地实现学科课程育人功能;同时,教师灵活的教育机制和幽默风趣的教学语言是健全人格培养的催化剂。我们应该用赏识的眼光期待着学生的点滴进步,用激励的教学语言展望着学生的美好前程,用丰富的肢体语言诠释师生间的无声交流,这样的课堂必将成为孕育适应新时代发展型人才的沃土。
  参考文献:
  [1]教育部发布的《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》[Z] 教基二〔2014〕4号
  [2]普通高中物理课程标准.人民教育出版社,2017:4—5
  [3]陈珍国,邓志文《物理学科德育元素的开掘与实施研究》[M]:上海教育出版社,2019:34—35 
  [4]教育部中小学德育工作指南[Z]教基2017第8号,2017:8—17
  本文系四川省2019年度教育科研重大课题“基于健全人格培养的德育课程化实施研究”(课题文号:川教函【2019】514号)阶段性研究成果。
  • 【发布时间】2022/3/22 21:11:38
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