聚焦學(xué)科核心素養(yǎng) 深化物理實驗教學(xué)

湯華，萍鄉(xiāng)市教學(xué)研究室副主任，江西省初中物理學(xué)科帶頭人，江西省教育學(xué)會物理教學(xué)專業(yè)委員會委員，萍鄉(xiāng)市中學(xué)物理教研會副理事長，全國優(yōu)秀物理教研員，江西省優(yōu)秀教研員、江西省優(yōu)秀物理教研員，萍鄉(xiāng)市優(yōu)秀教師。中學(xué)高級教師。

隨著全球經(jīng)濟一體化、信息化過程加速，決定競爭勝負的關(guān)鍵在于人才。為迎接世界未來對人才需求的挑戰(zhàn)，國家明確提出，要以立德樹人為根本任務(wù)，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力等核心素養(yǎng)為重點，深化教育綜合改革，全面推進素質(zhì)教育。厘清和聚焦物理學(xué)科重要核心素養(yǎng)，突出其應(yīng)有的教育功能，是我們每個教師的重要任務(wù)。

一、實驗教學(xué)能有效促進學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升

初中物理比較其他學(xué)科，它與實驗和生活實踐聯(lián)系更為密切。為此，觀察和實驗必然成為物理教學(xué)的切入點，實驗教學(xué)成為培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的有效途徑。筆者作為物理教研員，對本地區(qū)中學(xué)物理實驗教學(xué)進行了長期的跟蹤調(diào)查，體驗到有效組織實驗教學(xué)可以促進學(xué)生五個方面的學(xué)科素養(yǎng)。

1.使用基本實驗儀器素養(yǎng)

生活中每個人都要使用多種多樣的測量工具。使用基本實驗儀器，是學(xué)生正確完成物理實驗的保證，也是今后在工作和學(xué)習(xí)中必需的基本能力。在學(xué)生接觸到物理實驗基本儀器時，要著重引導(dǎo)學(xué)生識別儀器的規(guī)格和性能，看懂銘牌或說明書，弄清測量范圍、分度值、零刻度及其調(diào)節(jié)方法以及使用方法和注意事項。有了基本儀器相關(guān)方面的知識儲備，學(xué)生可以自主選擇實驗器材，自己制作一些小器材，組裝、改進或進行創(chuàng)造性實驗。

2.觀察實驗素養(yǎng)

物理是一門以觀察和實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。觀察是獲得感性知識的一種最直接的途徑，也是思維加工的前提，更是學(xué)習(xí)物理的基礎(chǔ)。只有認真細致地觀察，才能發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象和變化，才能為進一步分析實驗奠定基礎(chǔ)。組織各種實驗活動時，要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注觀察點，挖掘?qū)W生的觀察力，關(guān)注觀察效果，有意識地培養(yǎng)學(xué)生在觀察時做到眼到、手到、口到、腦到。

3.實驗操作素養(yǎng)

動手能力的強弱對一個人的工作和學(xué)習(xí)有著重要的影響，要把培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作素養(yǎng)作為物理教育中很重要的一個方面抓緊抓實抓好。平時實驗活動中，學(xué)生能動手的，就讓學(xué)生動手，教師盡量不越位替代。只有親手操作物理實驗，親身體驗過程，學(xué)生的實驗操作能力才能提升。要注重學(xué)生分組實驗，要精心組織，讓每個學(xué)生都有動手操作的機會。課堂上進行演示實驗時，可巧妙讓學(xué)生配合教師一起完成，有的還可將演示實驗改為學(xué)生實驗。要認真落實課本上的課外小實驗，通過開展小實驗或小制作，多為學(xué)生創(chuàng)造親自動手動腦的機會，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的內(nèi)生動力。

4.分析實驗素養(yǎng)

會操作、觀察實驗是學(xué)生實驗?zāi)芰Φ囊粋€方面，但要從實驗中獲得更高層次的實驗素養(yǎng)，必須要在分析實驗?zāi)芰ι献鑫恼隆＝處熞朴诎褜嶒灲虒W(xué)活動變成“模擬的科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程”，要著重培養(yǎng)學(xué)生的實際動手操作能力和對實驗結(jié)果的分析能力。要注重引導(dǎo)學(xué)生記錄實驗中的現(xiàn)象或數(shù)據(jù)，學(xué)會利用表格、圖像等工具對數(shù)據(jù)進行整理、分析，交流、討論和評價不同實驗方案的優(yōu)劣，進而做出更優(yōu)化的改進。

5.實踐創(chuàng)新素養(yǎng)

科學(xué)探究是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容。要善于利用和開展教材上所有探究活動，組織學(xué)生參與到科學(xué)探究活動中，一方面，讓學(xué)生體驗科學(xué)探究過程，在真實情境中獲得發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力，實現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)；另一方面，在探究過程中，養(yǎng)成動手實踐、自主探索、合作交流的學(xué)習(xí)習(xí)慣，內(nèi)化為自己的學(xué)習(xí)行為。

二、物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀不容樂觀

筆者通過實踐調(diào)查，發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)大部分物理教師認識到物理實驗的重要性，并且感受到物理實驗教學(xué)對提高學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的不可替代的作用，但是在實際的教學(xué)過程中，物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀不容樂觀，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.重知識，輕實驗

受應(yīng)試教育的影響，教師普遍存在著單純追求分數(shù)現(xiàn)象，有的老師甚至認為學(xué)生不會動手做實驗不要緊，只要會考就行。為了讓學(xué)生在考試中取得好成績，在課堂教學(xué)中，教師普遍更多地關(guān)注物理知識，忽視了學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，沒有真正落實物理課程的三維目標。為此，有的教師對于教材上明確要求要進行分組實驗的實驗沒有開展，甚至有的教師出現(xiàn)“做實驗不如講實驗，講實驗不如背實驗”的荒誕做法。

2.重講授，輕操作

有的教師認為，實驗操作費時費力，難以組織；甚至有的教師認為做實驗是浪費時間，實驗講透了，既可節(jié)省時間，又可突出關(guān)實驗知識要點，可以很好提高地教學(xué)效率。為此，放棄直觀的實驗教學(xué)方法，采取一些講實驗的“非常措施”已成為部分教師平常的行為。這樣一來，學(xué)生普遍忽視實驗，在實驗過程不愿動手，不敢動手，不知怎樣動手，更不知如何思維，更談不上課外開展獨立的實驗活動。

3.重結(jié)果，輕過程

有的教師課程理念落實不夠到位，“老師一手包辦”“學(xué)生模仿秀”的現(xiàn)實屢見不鮮，學(xué)生多數(shù)機械模仿。有的教師對實驗缺少目標、缺乏系統(tǒng)性，多數(shù)為了完成教學(xué)任務(wù)而安排實驗。學(xué)生也不是帶著問題去有目的地實驗，只是為了完成實驗任務(wù)而實驗。這樣的實驗在一定程度上已經(jīng)失去了價值和意義，根本談不上提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。

4.重課堂，輕課外

學(xué)生在課堂上親身參與實驗的機會比較少，如果實驗教學(xué)只停留在課堂教學(xué)上，會使學(xué)生實驗?zāi)芰Φ奶嵘艿胶艽蟮募s束。實際上，初中物理教材中安排了很多讓學(xué)生課外完成的小實驗，比如課本中“紙盒燒開水”“自制溫度計”等。同時，教材中還設(shè)置了很多學(xué)生課外的實踐活動，比如了解城市熱島效應(yīng)的形成原因、一個家庭中的用水用電情況等。這些內(nèi)容安排十分貼近學(xué)生的生活，符合初中學(xué)生的心理特征，既能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，又能培養(yǎng)能力，深化人文教育。

5.重庫存，輕開發(fā)

新課標要求教師重視課程資源開發(fā)。對于物理教師來說，自制教具、開發(fā)實驗資源對于開展好物理實驗教學(xué)很重要。但部分教師在組織實驗教學(xué)時，對實驗室配備的儀器依賴性比較強。有的教師是實驗室有器材的實驗就做，沒有器材的就不做，不能根據(jù)內(nèi)容自制開發(fā)實驗器材。而目前部分學(xué)校受各方面因素的影響，儀器的儲備與配備和《標準》相比大量不足，有的學(xué)校不能及時對儀器設(shè)備進行維護、保養(yǎng)，有的實驗室儀器甚至5年內(nèi)沒有更新過。

三、強化實驗教學(xué)的實踐操作

目前，學(xué)生的發(fā)展核心素養(yǎng)框架已經(jīng)確立，同時，隨著物理新《課程標準》的修訂，物理學(xué)科核心素養(yǎng)也得到清晰的界定。筆者立足自身區(qū)域物理實驗教學(xué)存在的問題，在以下六個方面著力，取得了一定的成效。

1.強化實驗內(nèi)容紙筆考查

要促進實驗教學(xué)改革，轉(zhuǎn)變觀念是關(guān)鍵。但單純從紙面上去要求教師轉(zhuǎn)變觀念，重視實驗教學(xué)，多少年來都沒有實現(xiàn)。為此，我們從評價端切入，強化實驗內(nèi)容紙筆考查，加大了對實驗的考查力度。一是物理考試命題中，設(shè)置實驗部分，實驗題數(shù)量從原來的3個增加到5個，擴大實驗考查內(nèi)容覆蓋面；二是增加實驗題占整份試卷分值，由原來的24分提高到40分；三是考查時注重過程性實驗評價，加強實驗?zāi)芰^(qū)分度考查，使做了實驗、會做實驗的學(xué)生能拿高分；四是注重考查科學(xué)探究過程，對科學(xué)探究7個方面進行全面考查。

2.創(chuàng)新實驗操作考試

強化實驗內(nèi)容紙筆考查雖然在一定程度上能促進實驗教學(xué)的改革，但紙筆考查畢竟是紙面上的實驗操作，無法直接考查學(xué)生的動手實驗操作能力、科學(xué)探究精神，以及其他的物理學(xué)科核心素養(yǎng)得不到更全面的體現(xiàn)。為此，我們從2013年開始，對全市中考物理實驗操作考試進行改革，一是改革考試分值權(quán)重，物理實驗操作中考分值從原來的5分變?yōu)?0分；二是改革考試內(nèi)容，《物理課標（2011年版）》上規(guī)定的20個“學(xué)生必做實驗”都可能考，學(xué)校考前頭一天下午抽簽，從20個中選6個做好實驗器材準備，次日學(xué)生從6個中選1個來進行操作考試。一改以前只考3個實驗，而且實驗內(nèi)容提前知道的局面?？荚囋u價改革牽一發(fā)而動全身，一方面使得學(xué)校在實驗器材上加大投入，配齊配足必做實驗器材；另一方面促使每個物理教師不得不認真對待每一個必做實驗，不得不讓每一個實驗都讓學(xué)生親身參與，達到了以評促教的目的。

3.開展教師實驗創(chuàng)新大賽

深度開展實驗教學(xué)，教師是關(guān)鍵。只有教師的認識和實驗?zāi)芰μ岣?，全市的物理實驗教學(xué)水平才能上層次。自2012年起，在全市物理教師中開展了“物理實驗創(chuàng)新大賽”，大賽允許所有物理老師不限主題、不限器材、不限方式開展實驗創(chuàng)新，可以是實驗思想創(chuàng)新、實驗器材創(chuàng)新、實驗組織創(chuàng)新，也可以是實驗步驟創(chuàng)新，總體要求是通過實驗創(chuàng)新實現(xiàn)教學(xué)效益的提升。5年多來，共有400名教師參加了該項活動，有18位教師作品參加了國家級、省級自制教具比賽獲獎。教師一方面從比賽中獲得了成就，另一方面提高了參與實驗教學(xué)的熱情。

4.開展物理興趣小組活動

為促進學(xué)生富有個性發(fā)展，我們在全市初中學(xué)校開展豐富多彩的物理第二課堂活動。學(xué)校還開展形勢多樣的專題講座，開設(shè)多種類型的興趣小組，引導(dǎo)廣大學(xué)生參與到實驗活動中來，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和熱情。從2016年起，學(xué)校舉辦了全市中小學(xué)創(chuàng)客節(jié)、才藝節(jié)活動，讓學(xué)生享受人生出彩的快樂。

5.強化實驗教學(xué)教研活動

我們把實驗教學(xué)作為教研組備課的一項重要內(nèi)容來落實，分析要做哪些實驗、實驗器材要如何選擇、實驗要如何組織、實驗過程要注意什么、實驗后要如何評價交流等等。在組織全市性的物理教學(xué)教研活動中，把點評、分析實驗教學(xué)作為一項必評內(nèi)容，相互研討，相互交流。鼓勵教師創(chuàng)新實驗教學(xué)，提倡不要局限于課本上實驗的條條框框，要善于開拓思路、創(chuàng)意創(chuàng)新。同時，通過培訓(xùn)班方式，加強對物理教師實驗教學(xué)方面的引導(dǎo)和培訓(xùn)。

6.強化實驗教學(xué)督促檢查

通過年度工作檢查，督促學(xué)校加強對實驗室的儀器設(shè)備的維護和更新，以“實驗教學(xué)活動記錄單”為主要方式加強對教師實施實驗教學(xué)過程監(jiān)督管理，使實驗教學(xué)開展情況有案可查，不流于形式。

結(jié) 語

目前的物理實驗教學(xué)實際與物理課程目標要求相距甚遠，要改變實驗教學(xué)不理想的現(xiàn)狀，除了宏觀上要積極完善評價機制、搭建活動平臺、強化引導(dǎo)督查，微觀上要求每一個物理老師糾正“唯分至上”的錯誤思想，要積極發(fā)揮物理學(xué)科優(yōu)勢，利用實驗教學(xué)，立足“做中學(xué)，學(xué)中做”，在思維中留“缺口”、實驗中安“接口”、拓展中開“窗口”，用真實的教學(xué)問題、自然的教學(xué)過程、和諧的教學(xué)氛圍，促進學(xué)生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。