优化器件教学过程 提升实验探究素养

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[摘要]实验探究是培养学生物理学科核心素养的有效途径，而物理器件是实验探究的必备器材。显然，采用以问题为主导的探究式教学模式进行物理器件教学，是提升学生实验探究素养的有效手段和重要途径。

[关键词]器件教学；实验探究；素养

[中图分类号]G633.7 [文献标识码]A [文章编号]1674-6058（2017）05-0063-02

布鲁纳指出：“不论我们教什么学科，务必使学生理解该学科的基本结构，这是在运用知识方面的最低要求，这样才有助于学生解决在课堂外所遇到的问题和事件，或者日后课堂训练中所遇到的问题。”对物理器件教学而言，我们可以这样理解：不论学习什么物理器件，务必使学生理解其设计思想、基本原理、优点与不足等，这就要求教师采用以问题为主导的探究式教学模式来优化物理器件教学过程，真正体现新课程“从生活走向物理、从物理走向社会”的理念，从而切实提升学生的物理学科核心素养。那么，教学实践中，我们该如何优化物理器件教学过程，提升学生的实验探究素养呢？

一、器件的含义与特点

器件，是指用于某一特定目的或完成某一特定功能的一种设备或零件。物理器件，是指运用科学的物理知识、独特的实验方法、精湛的工艺流程，采用一系列规范操作来解决物理教学、科学探究、生产生活中各类问题的装置或仪器，如电磁打点计时器、电流表、交流发电机、变压器、回旋加速器等。

通过物理器件的含义，结合物理教学实践，不难看出，物理器件具有以下特点：①知识性，是指与物理器件关联的物理概念、定理、规律等知识。②方法性，是指蕴含其中的解决物理问题的基本思想与方法，如转换法、比较法等。③工艺性，是指物理器件的制造工艺、安装工艺、维修工艺等。④规范性，是指物理器件操作具有一系列的使用规范，如多用电表测量电阻。⑤发展性，是指物理器件都将随着知识、方法、工艺、操作等方面的不断发展或完善，而不断改进，以提高使用效果。

二、器件教学基础

物理器件的内涵是如此丰富，作为教学主导的物理教师，应该仔细做好学生情况的分析工作，通过优选教学模式，让物理器件在教学中大放光彩。器件教学应注意以下三个方面。

1.教学应基于学生的心理特点。苏霍姆林斯基说过：“在人的心灵深处都有一种根深蒂固的需要，这就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者，而在学生的精神世界中，这种需要特别强烈。”根据苏霍姆林斯基的分析，教学时应该让学生成为一个发现者、研究者、探索者，这也符合现代心理学的研究。有效的学习活动不能单纯地依赖模仿与记忆，自主探索、动手实践与合作交流应是学生学习的重要方式。显然，探究式教学模式相比讲授式教学模式，更加符合学生的心理特点。

2.教学应基于学生的认知水平。根据教育家维果茨基的“最近发展区理论”，学生自己实力所能达到的水平，与经教师、同伴给予协助后所可能达到的水平存在一定的差距。如果教师准确地把握“最近发展区”，即可通过创设具有不大于这个差距的探究问题，让学生辨析器件设计时的优点与不足，那么更有助于加速学生的发展，提升学生的认知水平。显然，器件教学最好采用以问题为主导的探究式教学模式，这样比较符合学生的认知水平。

3.教学应基于学生的核心素养。我国学生的核心素养是以培养“全面发展的人”为核心的。核心素养是学生的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的综合表现，既包括问题解决、探究能力、批判性思维等“认知性素养”，又包括自我管理、组织能力、人际交往等“非认知性素养”。显然，着眼于学生的未来和终身发展需要，器件教学既能培养学生的认知性素养，又能培养学生的非认知性素养，尤其是其中的探究能力，因为器件在培养学生设计能力方面有着无可替代的作用。

三、优选探究式教学模式

基于对学生实际情况的分析，一般情况下，器件教学应该选择以问题为主导的探究式教学模式，如下图。

来源于生活中的“实际问题”，结合学生已有认知水平，通过自主或合作等途径，提出初步的“设计方案”。在教师的主导下对学生的“设计方案”进行“分析测试”。一般情况下，“设计方案”的“分析测试”受到时间和空间等条件限制，课堂教学中主要采用下列两种方法进行：随堂实验进行测试、已有理论进行分析。通过“分析测试”，有不妥之处时可对“设计方案”进行改进，甚至重新设计；否则，可对“设计方案”进行评价、理论研究甚至进行实用化操作练习使用等。当然，后续的“评价研究”、“操作使用”等环节中仍可对原来的“设计方案”进行拓展、延伸，或者改进、重设，因为实际中的任何器件都可以不断改进和完善。

四、例析器件教学设计

以人教版高中物理3―2第五章第一节《交变电流》的新课引入部分为例，新课教学时，教师不宜直接拿出交流发电机模型，然后运用电磁感应原理分析电压、电流随时间变化的规律。这样的教是以讲授式为主，@样的学便只能是以接受式为主了，可想而知，学生的核心素养难以得到有效提升。如果改用以问题为主导的探究式教学，教学效果就完全不同了。依据上述教学模式，教学设计主要环节如下。

五、结束语

随着新课改的不断推进，物理教学不应仅限于知识的传授，而应引导学生在自主探索中主动获取知识、训练能力、养成素质，采用问题为主导的探究式器件教学可以发挥应有的作用。当然，我们还需建立合理的探究小组，留足自主探究的时空，配以积极的评价机制，这样才能进一步提升探究的广度和深度。