淺析基于核心素養(yǎng)的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

周亞芳

摘 要：隨著教育改革的深入，核心素養(yǎng)成為當(dāng)下教育最熱的詞之一。如何基于核心素養(yǎng)進(jìn)行教學(xué)成為教育工作者的重要課題之一?！读x務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》和“核心素養(yǎng)”對(duì)學(xué)生提出了更高的要求，需要教師在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?shí)驗(yàn)素養(yǎng)。教師作為教學(xué)工作的主要參與者，學(xué)生學(xué)習(xí)、成長(zhǎng)道路的導(dǎo)師，肩負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)、提高其操作能力的重任?；诤诵乃仞B(yǎng)，對(duì)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了重點(diǎn)探究，希望為初中物理教學(xué)發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。

關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)驗(yàn)器材；生活化教育；核心素養(yǎng)

隨著教育改革的深入，《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了明確的目標(biāo)：“發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的重要作用。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分，是落實(shí)物理課程目標(biāo)、全面提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑?！睆摹读x務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中可知，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生物理學(xué)習(xí)的重要組成部分，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與積極性，還能鍛煉他們的思維能力，提升其操作技能，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和探究意識(shí)，更是全面提高學(xué)生物理核心素養(yǎng)的重要途徑，應(yīng)引起教師的重視?；诖?，就需要初中物理教師在教學(xué)中不斷轉(zhuǎn)變自己的教學(xué)理念和方式，加深對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的認(rèn)識(shí)，不斷調(diào)整教學(xué)策略，靈活采用教學(xué)方法，切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力。

隨著新課程改革的深入，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課程目標(biāo)發(fā)生了顯著的變化，不僅要求學(xué)生掌握相關(guān)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)，還要求其具備相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)技能，教師通過(guò)靈活采用多種方式，從多維度來(lái)發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，培養(yǎng)其核心素養(yǎng)。

一、初中物理實(shí)驗(yàn)?zāi)苡行Т龠M(jìn)中學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升

物理是初中教學(xué)的重要組成部分，作為一門(mén)基礎(chǔ)自然學(xué)科，其所有內(nèi)容都圍繞三種要素即邏輯思維、教學(xué)表達(dá)、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)而開(kāi)展。教師應(yīng)緊緊抓住這一規(guī)律來(lái)進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。除此之外，教師還應(yīng)了解初中物理學(xué)科的特點(diǎn)，唯有此才能制定科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。物理學(xué)作為一門(mén)獨(dú)特的學(xué)科，具有四個(gè)特點(diǎn)：第一，初中物理與生活實(shí)踐緊密聯(lián)系，具有廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)；第二，初中物理具有自己的方法論；第三，初中物理是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，因此，重視實(shí)驗(yàn)是初中物理教師應(yīng)具備的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)；第四，初中物理是一門(mén)理論科學(xué)，具有嚴(yán)密、定量的特點(diǎn)。在基礎(chǔ)教育階段，物理學(xué)與其他學(xué)科相比，其內(nèi)容更具生活氣息，旨在學(xué)生打基礎(chǔ)的階段激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，提高其參與積極性。在進(jìn)行物理教學(xué)時(shí)，物理教師應(yīng)將課堂教學(xué)和探究的學(xué)習(xí)方法相結(jié)合，以此來(lái)推進(jìn)素質(zhì)教育的全面實(shí)施。

中學(xué)物理學(xué)科的核心素養(yǎng)共包括四個(gè)方面，分別是物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。實(shí)驗(yàn)探究是中學(xué)物理核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容，應(yīng)引起教師的重視。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師通過(guò)積極引導(dǎo)，使學(xué)生主動(dòng)參與到科學(xué)實(shí)驗(yàn)探秘、揭秘的過(guò)程中。與物理教學(xué)課堂不同的是，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師引導(dǎo)學(xué)生模擬科學(xué)家分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程，使學(xué)生都化身為“大科學(xué)家”去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，分析實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題，找到解決問(wèn)題的方法，最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評(píng)估。在此過(guò)程中，學(xué)生體會(huì)到科學(xué)家在面對(duì)相似的情境時(shí)，應(yīng)該何去何從，如何面對(duì)困難，如何戰(zhàn)勝挫折，這樣的過(guò)程也是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和負(fù)責(zé)任的科學(xué)精神的過(guò)程。在此過(guò)程中，學(xué)生搜集和分析資料的能力，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力都會(huì)得到顯著的提升，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力、核心素養(yǎng)培養(yǎng)的多重目標(biāo)?；A(chǔ)階段的物理教學(xué)中，教師在重視傳授學(xué)生物理知識(shí)和技能的同時(shí)，更應(yīng)注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、合作意識(shí)、自主探究能力、創(chuàng)新精神、科學(xué)態(tài)度等多方面能力的培養(yǎng)。

二、基于核心素養(yǎng)的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

（一）科學(xué)選擇實(shí)驗(yàn)儀器，為學(xué)生順利探尋物理規(guī)律提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)

在初中物理實(shí)驗(yàn)中，選擇合適的器材可以使實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果達(dá)到最優(yōu)化。教師在選擇器材時(shí)，可優(yōu)先在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的器材中進(jìn)行選擇，當(dāng)實(shí)驗(yàn)室器材有限時(shí)，就需要物理教師多動(dòng)腦，通過(guò)挖掘身邊、手邊常用的物品來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以提高實(shí)驗(yàn)效率。實(shí)踐證明，選用效果更明顯、誤差更小的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是實(shí)現(xiàn)最佳實(shí)驗(yàn)效果的重要方式。在選擇實(shí)驗(yàn)器材時(shí)，教師不應(yīng)只囿于一種思維，而是根據(jù)課堂教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)階段、學(xué)生特點(diǎn)來(lái)靈活選擇實(shí)驗(yàn)器材，為學(xué)生順利探尋物理規(guī)律提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

例如，在教授蘇科版第六章“物質(zhì)的密度”這一節(jié)內(nèi)容時(shí)，教師不妨讓學(xué)生運(yùn)用電子秤來(lái)測(cè)量，因?yàn)殡娮映硬粌H取材方便，數(shù)據(jù)也較托盤(pán)天平更準(zhǔn)確。在選擇實(shí)驗(yàn)物體時(shí)，教師不妨為學(xué)生準(zhǔn)備一些不同面值的硬幣來(lái)探究質(zhì)量與體積的關(guān)系。通過(guò)改變個(gè)數(shù)，得出體積與個(gè)數(shù)成正比的規(guī)律；通過(guò)選擇不同材質(zhì)的硬幣得出不同的質(zhì)量，來(lái)推斷出質(zhì)量和材料、體積有關(guān)的結(jié)論。

（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)貼近生活，滲透社會(huì)教育

我國(guó)大教育家陶行知先生倡導(dǎo)生活即教育的教育理念。陶行知指出：“生活教育是生活所原有、生活所自營(yíng)、生活所必需的教育。教育的根本意義是生活之變化。生活無(wú)時(shí)不變，即生活無(wú)時(shí)不含有教育的意義。”誠(chéng)如陶先生所言，教育與生活存在著緊密的聯(lián)系。對(duì)于物理學(xué)科來(lái)說(shuō)亦是如此。物理來(lái)源于生活，同時(shí)又應(yīng)用于生活，為人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了諸多的便利。這一觀點(diǎn)在《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中也有涉及：“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”“加強(qiáng)物理與日常生活、技術(shù)應(yīng)用及其他學(xué)科的聯(lián)系”。由此看來(lái)，在現(xiàn)階段及未來(lái)的物理學(xué)科教學(xué)中，教師應(yīng)緊緊圍繞這一思想來(lái)進(jìn)行教學(xué)，通過(guò)培養(yǎng)教師的這一意識(shí)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透社會(huì)及生活化元素來(lái)作為教學(xué)的佐證素材，不斷拓展學(xué)生的思維空間，開(kāi)闊學(xué)生的視野，改變他們對(duì)物理學(xué)科的認(rèn)識(shí)。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過(guò)將生活中一些常見(jiàn)的但又被學(xué)生忽視的現(xiàn)象引入課堂，組織學(xué)生進(jìn)行分析、探究，以更深層次地培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)和探究精神，促進(jìn)他們的全面發(fā)展。

例如，我在教授蘇科版物理“溫度”時(shí)，通過(guò)多媒體課件向?qū)W生展示地球的溫室效應(yīng)，讓他們了解全球氣候變暖的原因。學(xué)生在看到現(xiàn)代工業(yè)大量燃燒煤炭和石油，產(chǎn)生大量的二氧化碳，并造成空氣污染的圖片時(shí)，還不曾有什么反應(yīng)，當(dāng)看到人類(lèi)亂砍濫伐、汽車(chē)尾氣排放等導(dǎo)致氣候變暖，海平面上漲，南北極冰川融化，海濱城市、島國(guó)被淹時(shí)，則變得義憤填膺。此時(shí)，我又利用多媒體播放了《后天》這部電影，展示幾百年后地球的現(xiàn)狀：龍卷風(fēng)肆虐、凍雨、地震等自然災(zāi)害層出不窮……這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)，一下子調(diào)動(dòng)了學(xué)生的情緒，使他們迫切地想要做些什么。此時(shí)，我說(shuō)：“同學(xué)們?cè)囅胍幌?，如果任由地球的溫室效?yīng)逐漸加劇，地球未來(lái)的情景將會(huì)是什么樣子，作為一名中學(xué)生，我們又該做些什么？”這個(gè)問(wèn)題拋出后，學(xué)生紛紛發(fā)言。在對(duì)他們的踴躍發(fā)言進(jìn)行表?yè)P(yáng)后，我接著說(shuō)道：“隨著全球氣候變暖，漂浮于海面的冰山正不斷融化。那么海平面會(huì)不會(huì)發(fā)生變化呢？”這個(gè)問(wèn)題拋出后，我將他們分成了幾個(gè)學(xué)習(xí)小組來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。由于前面做好了鋪墊，學(xué)生的參與積極性高漲，他們將冰塊放入濃鹽水中，發(fā)現(xiàn)冰處于漂浮狀態(tài)，此時(shí)記錄下液面的位置，然后等待冰融化，再觀察液面的變化。這樣的教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，更能啟發(fā)學(xué)生的探究興趣，使他們?cè)诳创矬w時(shí)，知道運(yùn)用物理知識(shí)去解釋發(fā)現(xiàn)的物理現(xiàn)象。將生活中的物理現(xiàn)象與知識(shí)有機(jī)結(jié)合，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望，還增強(qiáng)了課堂的趣味性和實(shí)用性，提高了物理教學(xué)質(zhì)量，也使學(xué)生感受到了探究的樂(lè)趣，可謂是一舉多得。

（三）探尋本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感

近年來(lái)，隨著教育改革的深入，核心素養(yǎng)成為我國(guó)的研究熱點(diǎn)。在初中物理教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感是核心素養(yǎng)的重要組成部分。為了實(shí)現(xiàn)這一培養(yǎng)目標(biāo)，初中物理教師在教學(xué)中要讓學(xué)生正確認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)，通過(guò)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心和求知欲，培養(yǎng)他們的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感。初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不僅包括一些演示實(shí)驗(yàn)，還包括一些探究性實(shí)驗(yàn)，教師在組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，往往會(huì)通過(guò)演示、講解等方式來(lái)進(jìn)行，這雖然能幫助學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論，卻無(wú)法激發(fā)學(xué)生的參與積極性，由于他們無(wú)法領(lǐng)會(huì)教師設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)，因此，熱鬧的實(shí)驗(yàn)背后往往是學(xué)生的茫然，這不僅不利于其探究物理現(xiàn)象背后的科學(xué)本質(zhì)，更無(wú)法激發(fā)他們學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心和求知欲?；诖耍锢斫處熢趯?shí)驗(yàn)教學(xué)中要通過(guò)采用多種方法，如對(duì)比、深化等，讓學(xué)生知其然也知其所以然。

例如，在探究音調(diào)的影響因素時(shí)，教師就可以采用對(duì)比的方法來(lái)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和研究物理的興趣。在這個(gè)探究活動(dòng)中，常用的實(shí)驗(yàn)方法是準(zhǔn)備一把鋼質(zhì)刻度尺，將其一端壓在桌面上，改變刻度尺的伸出長(zhǎng)度，并撥動(dòng)鋼尺來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。為了更快速地得出結(jié)論，教師可將學(xué)生分為幾個(gè)小組，通過(guò)合作互助，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并總結(jié)規(guī)律。為了激發(fā)他們的參與積極性，在學(xué)生都通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論后，我問(wèn)道：“同學(xué)們，大家的推理都是正確的，可是，你們知道為什么會(huì)得出這樣的結(jié)論嗎？”為了獲得這個(gè)問(wèn)題的答案，我讓學(xué)生以小組為單位來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)評(píng)估等。最先獲得正確結(jié)論的小組將會(huì)獲得“榮譽(yù)小組”的稱(chēng)號(hào)。任務(wù)下發(fā)后，學(xué)生在小組長(zhǎng)的帶領(lǐng)下，紛紛出謀劃策，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和完善。如有的小組通過(guò)利用吉他的琴弦來(lái)研究音調(diào)與琴弦的材料、長(zhǎng)度、松緊、粗細(xì)的關(guān)系，有的小組利用在酒瓶中加水，通過(guò)口吹氣和敲擊瓶子等方式來(lái)找到音調(diào)變化的規(guī)律。這樣放手讓學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，激發(fā)了學(xué)生的參與積極性，取得了良好的效果，也培養(yǎng)了他們負(fù)責(zé)任的科學(xué)態(tài)度，是提高學(xué)生物理核心素養(yǎng)的有益嘗試。

（四）循序漸進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維

在初中階段，除了科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感、實(shí)驗(yàn)探究之外，科學(xué)思維也是物理核心素養(yǎng)的重要組成部分。在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維素養(yǎng)時(shí)，教師不僅要傳授給他們基本的概念和公式，還要培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)物理的思維和方法，如分析綜合、批判性思維、邏輯思維等。物理教師可通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的一種或多種思維。

如，在教授“人耳聽(tīng)不見(jiàn)的聲音”一課時(shí)，為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，幫助他們構(gòu)建物理學(xué)科體系，我在上課之前，先將他們分為幾個(gè)小組，然后利用一臺(tái)音頻發(fā)生器連音箱由低到高發(fā)出不同頻率的聲音，讓學(xué)生傾聽(tīng)，測(cè)量同學(xué)的聽(tīng)覺(jué)頻率范圍。通過(guò)這樣的親身實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的參與積極性。然后讓他們打開(kāi)課本第20頁(yè)，比較人和動(dòng)物不同的聽(tīng)覺(jué)頻率范圍，從而了解超聲波和次聲波的定義、特點(diǎn)和應(yīng)用。A組同學(xué)匯報(bào)：人們利用超聲波定向性好、在水中傳播距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)制成聲吶，可以發(fā)現(xiàn)潛艇和魚(yú)群，還可以測(cè)繪海底形狀……通過(guò)小組合作、實(shí)驗(yàn)探究，提高學(xué)生分析綜合思維，這也是學(xué)生物理核心素養(yǎng)的一個(gè)重要方面。

總之，隨著教育改革的深入，新的教學(xué)理念層出不窮，物理教師應(yīng)時(shí)時(shí)更新自己的教育觀念，通過(guò)提高自身素質(zhì)來(lái)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。教師在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，應(yīng)以激發(fā)學(xué)生探究物理規(guī)律的興趣，培養(yǎng)其動(dòng)手能力為核心，唯有此，才能切實(shí)提高物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效率，培養(yǎng)出一批具有創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才。

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編輯 張珍珍