浅析高中物理选修课程开发对学生物理学科素养的培养

谢灵辉

【摘要】物理学科可以以教材为依据通过实验形式开发选修课程（公式常数实验化、习题实验化、拓展小实验），完善平时教学过程中实验探究、科学态度和责任素养培养的欠缺，从而使应试和学科素养更加和谐的结合。

【关键词】选修课 物理科学素养 新课改 实验

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）10-0157-01

《国家中长期教育改革和发展规划纲要》、《浙江省中长期教育改革和发展规划纲要》要求推进普通高中特色化多样化发展指的是：鼓励和引导教师、教育机构以及行业企业，积极参与开发开设适合普通高中学生需要的选修课程，研究制定普通高中学生校际选课和跨校选课的政策，努力扩大学生选择学习空间。现实物理背负着高考的压力，特别新高考的改革，物理作为重点大学必选的科目，学生考试压力很大，怎样兼顾考试成绩和学生物理学科素养的培养是当前首要任务。

高中物理学科素养分四块，物理观念、科学思维、实验探究、科学态度和责任。其中物理观念、科学思维我们在日常教学中是非常重视的，物理考试主要就集中在该两点上，所以我们的日常教学工作就围绕它展开的。后两点实验探究、科学态度和责任，由于无法再笔试中大量体现，常常比较忽视。由于种种压力，我们更加重视物理观念、科学思维的培养。现在新课程改革要求学校大力开发选修课并安排课时学生自主选课，关键选修课没有考试的压力，这给培养学生实验探究、科学态度和责任素养带来契机。但是由于老师自身的缺陷导致开发的选修课很零碎，无法形成系统性的选修课程。可以根据教材为依托，依次開发，这样更容易形成选修课的系统性，还能使学生更加容易掌握物理观念、科学思维。在开发过程中，我常用的方法如下：公式常数实验化、习题实验化、拓展小实验。

公式常数实验化，就是把教材中的公式、常数以实验的形式表示出来，这样学生可以更加容易理解掌握。当然由于课堂时间问题，课本中很多公式常数只是说了某某科学家通过某某实验得到的，学生理解起来比较难，那么我们可以把这些实验放到我们选修课中去，这样就很好的解决四个方面学科素养的培养，鱼与熊掌兼得。

习题实验化，就是把教材、参考书中典型的难以理解的习题以实验的具体形式模拟题目情景，降低学生认知难度，从而化解难点，激发学生学习兴趣，使学生准确掌握物理观念、科学思维。例如：如图所示，在竖直放置的穹形光滑支架上，一根不可伸长的轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂在一重物G。现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近（C点与A点等高）。则绳中拉力大小变化情况？学生在老师讲解过程就是不能理解绳子一端从B点移向C点时滑轮也会随之滚动，那么就把习题实验化，在选修课上动手做一做。实验设计如下：一副穹形光滑支架固定在铁架台上，在绳子（绳子选用尼龙材质的）两端连接力传感器，绳子一端固定在A端，绳子另一端先放置于B点，传感器连接好电脑并准备量角器一副。这样当绳子一端从B点移到C点过程中，两绳的角度变化、滑轮的滚动、绳子拉力的变化就直接以实验数据的形式展现在学生眼前，便于学生掌握理解。我在习题实验化中，发现数字实验室真的很有用，传感器的大量利用，将理论数据化，而且设计、改装习题实验非常方便，而且还有厂家的技术支持。

拓展小实验，就是把教材中的理论知识制作一些小东西，让学生学以致用，提高实验探究能力，在做实验的过程中培养学生的科学态度和责任。当理论用于实践时，学生的物理观念、科学思维就上到了一个新的高度。教材中很多可以做的拓展小实验，比如在学习电动机的时候，可以开设《自制简易电动机》的选修课。小实验设计如下：

工具与材料：

尖嘴钳，小刀。 小磁铁，漆包线，裸铜线，木板，胶带纸，铜片，木螺丝，火柴盒，干电池。

活动过程：

1.以一长约16厘米、宽约10厘米的长方形木板为底座，在底座上放置小磁铁，磁铁两侧各用一根直径1～2毫米、长约12厘米的裸铜线做一线圈支架并兼作线圈与电源间的连线，如上图所示。

2.剪2块铜片，弯成L形作电池夹用，用木螺丝将铜片固定在底座一端的两侧，并使铜片分别与2个线圈支架相连。

3.将直径约0.2毫米、长约100厘米的漆包线在火柴盒上绕10—12圈，两端各留2厘米作为引出线，2根引出线从线圈的正中引出，且两引出线的连线OO'，基本通过线圈的重心，使两引出线作转轴时能保证线圈平稳转动，用胶带纸将线圈扎紧（线圈也可以做成图中所示的六角形）。

4.把线圈平放在桌面上，用锋利的小刀将线圈一端引出线（兼作转轴）上的绝缘漆全部刮去，另一端引出线的绝缘漆只刮去上半圈（注意：贴近桌面的下半圈上的绝缘漆要保留着），即制成一“自动通断电装置”。

5.把线圈的两引出线分别装在裸铜线支架上方的圆环中，使其可以灵活转动。如发现线圈两侧不平衡，可略为移动轴OO'，的位置或在轻的一侧粘贴胶带纸作为配重。调整线圈与磁铁间的距离，找到一个最佳位置，使线圈不仅能转动，而且能转得较快。

6.接通电源，稍稍拨动线圈，观察现象。

发现线圈能连续转动。改变电池极性，线圈转动方向随之改变；改变磁铁极性（上下倒置），线圈转动方向亦随之改变。

通过这个简易电动机的制作可以让学生更加容易的掌握物理观念、科学思维，动手做的过程中体验实验探究、科学态度和责任，从而更加全面的培养学生的物理学科素养。

新课程改革正在如火如荼的进行中，我们物理学科也不能落伍，由于学科特殊性需要兼顾应试和学科素养两方面，就需要我们开发更多与之教材配套的物理选修课程，以教材为依据形成系统的一整套的选修课程，日常教学以物理观念、科学思维培养为主，通过选修课完善学生实验探究、科学态度和责任素养的培养。选修课程开发任务艰巨、工作量大，需要更多老师参与、需要更多企事业科研机构帮助，为更好地提高高中生物理学科素养做出贡献。