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促进学生核心素养发展的物理教学实践

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  摘 要:本文以《光的波粒二象性》教学为例,利用动画大片激发学生学习兴趣;成立查阅宣讲小组促成学生自主学习;以小组合作学习为基础进行学生实验;通过自制“斑马画”合理引导学生思维;利用伽尔顿板实验帮助学生认识概率波的概念等几个方面阐述怎样进行基于学科核心素养发展的的物理教学。
  关键词:核心素养课堂教学 科学探究 科学思维
  《普通高中物理课程标准》指出:高中物理课程应在义务教育的基础上,进一步促进学生物理学科核心素养的养成和发展。这就要求我们物理教师要创设学生积极参与、乐于探究、善于实验、勤于思考的学习环境,培养和发展学生的自主学习能力。下面本人就以《光的波粒二象性》课堂教学为例,浅谈如何进行提高学生物理核心素养的课堂教学。
  一、以动画大片为引入,激发学生学习兴趣。
  以创设问题情境为切入点是物理教学的基本特征。为了提高学生核心素养进行教学,就要提高学生的学习兴趣,调动学生学习的积极性,而创设问题情境可以有效地做到这一点。这就要求教师要走进学生,从多方面了解学生的需要和兴趣爱好,做到因势利导、因材施教。据了解,学生很喜欢看欧美大片,于是我就利用美国动画大片来进行课堂引入。
  有一部动画大片“原始人克鲁兹家族”,其中有一段刚好是一个原始人在洞穴里追逐光的视频,我便把它截选出来让学生欣赏。观看之后,我问学生:“影片中的原始人在干什么?”学生答:“抓光。”我说:“其实这个原始人在进行科學探究:她用双手“捉住”光以为光是猎物,但一松手光就没了;她又紧紧把光攥在手中以为光是食物,可是放进嘴里光又没了。你看虽然原始社会几乎不具备什么科研条件,但是他们依然在进行着科学探究。光的本质是什么?这是从原始社会开始人们就一直在探寻的一个问题”。
  影片妙趣横生制作精良,学生观看时聚精会神,兴趣盎然。用大片来引入恰到好处的激发了学生的好奇心和学习兴趣,促使学生主动地进行下面的学习,而且指出这是一种“科学探究”,让学生们认识到科学探究并不仅仅在高端的科学实验室里,也可以在我们的日常生活中。这就无形中提高了学生的科学探究意识。
  二、让宣讲小组回顾“认识光的发展史”
  课堂上,在提出了“光到底是什么”这个问题后,接下来就要回顾物理学史上是如何一步一步认识到光的本质。这其中涉及到了十七世纪牛顿的微粒说和惠更斯的波动说,十九世纪干涉衍射偏振现象证明波动说的正确性,十九世纪中期麦克斯韦预言了电磁波的存在并推导出电磁波速等于光速,十九世纪末的黑体辐射问题促使普朗克提出量子论,光电效应促使爱因斯坦提出了光量子假说。这段历史回顾我采用的不是传统的教师讲解,而是让学生查阅资料后自己制作课件并自己进行讲解。牛顿、惠更斯、麦克斯韦、普朗克、爱因斯坦等几位科学家的学说及介绍任务就交给了各个小组,由他们最终完成讲解。而我只是负责其中的串联工作。
  让学生来进行讲解,不仅使负责讲解的同学受到了培养和关注,还使负责查阅资料和负责制作课件的同学的劳动成果得以展示。由于每一组同学都参与了准备和展示工作,所以同学们听讲很认真。他们在合作中逐渐进步,并被尊重和认可。
  三、以合作学习小组为单位进行学生实验
  在处理“十九世纪实验证明了波动说的正确性”这一环节时我采用的是以合作学习小组为单位进行学生实验。干涉衍射和偏振现象以前都学过,但是为了让学生积累感性认识在脑海中形成认知表象,我给每一个小组都发了一个单缝,一个双缝,两个偏振片,一个激光笔,让他们自己实验观察干涉衍射条纹和偏振现象。
  课堂上,同学们自己动手动脑,当看到了自己的课桌上出现的干涉衍射条纹时,他们很兴奋,也很快乐。让学生做实验可以培养学生的严谨认真、实事求是科学态度,可以使他们与物理和科学“握握手”,使之感受到物理的魅力与神奇。
  四、自制斑马画引导学生思维突
  遵循学生的认知规律展开课堂教学,可以使学生更好地建立物理观念和提高科学思维能力。“光具有物质和波两种属性”对于学生来讲是很难理解的,为了突破这个难点我采用了类比的方法。
  授课时,在大量感性认识的基础上学生已经接受了光的波动说,前面学习的光电效应和本节课学习的康普顿效应又说明光具有粒子(物质)性,引发学生的认知冲突:光到底是波还是粒子?这个时候为了引导学生突破非此即彼的思维局限,我展示了自己制作的斑马画。
  这幅画由外面的笼子和里面的马两层纸组成,我先把里面的马拉到露出白色的位置,问学生“你看到的是一匹黑马还是白马?”学生说“白马”;我再把马拉到露出黑色的位置,再问“你看到的是一匹黑马还是白马?”学生说“黑马”;最后我把里面的纸全部抽出来问学生这是黑马还是白马?学生明白了“是一匹斑马”。受此启发学生很顺利地接受了:光具有波粒二象性。
  五、利用伽尔顿板实验帮助学生理解概率波的概念
  以前的物理教学中,教师往往直接给出物理概念或规律,而我们要提高学生的核心素养,就要引导学生分析思考,归纳总结,形成科学思维习惯。在“光是一种概率波”的教学中,我就利用采用弱光,中光,强光,通过双缝干涉图样底片,引导学生逐一分析,得出结论。再播放伽尔顿板实验视频,帮助学生理解“概率”的含义。最终得出“光是一种概率波”的物理观念。
  六、小结突出物理学史和思维突破,并为下节内容作好铺垫。
  本节课的小结是由学生总结自己的收获和体会。在我的引导下学生认识到了物理学的发展不是一帆风顺的,是由无数物理学家的辛勤研究推动的。而且认识一件事物要突破非此即彼的局限,全面地认识事物的本质,认识我们周围的人和事。
  学生发言后我接着说:“为什么大量光子会体现出波的特性?这个问题至今没有答案。老师期待着在不久的将来,通过你们的研究能够给我们答案!”从而培养学生的社会参与意识和社会责任感。
  爱因斯坦曾说:“用富有活力的表达和知识去唤醒学生对课程的兴趣是教师的至尊艺术。”让我们发挥我们所有的聪明才智,基于培养学生物理核心素养实施课堂教学,让教师和学生在教学中共同体验相互激发的快乐!
  参考文献
  [1] 《普通高中物理课程标准(2017年版)》2018年1月第一版
  [2] 《高中物理教学理论与实践》,陶昌宏编著,2008.
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