核心素養(yǎng)下初中物理探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)探究

歐陽海雁

摘 要：物理是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科，其教學(xué)內(nèi)容包含較多實(shí)驗(yàn)。初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)中明確指出實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，所以實(shí)驗(yàn)教學(xué)備受教師的重視和關(guān)注。而隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，課程改革對(duì)初中物理提出了更高的要求，以培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)為目標(biāo)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中不斷地提升自身的學(xué)習(xí)品質(zhì)和關(guān)鍵能力，為適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展而奠定基礎(chǔ)。那么如何在核心素養(yǎng)背景下實(shí)施探究性實(shí)驗(yàn)有效教學(xué)呢？本文從實(shí)驗(yàn)教學(xué)原則和策略這兩方面進(jìn)行了探究，希望給一線教師提供一定的幫助。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);初中物理;探究實(shí)驗(yàn)

《全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確指出課堂教學(xué)要注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，樹立探究意識(shí)。而科學(xué)探究主要包括提出問題、分析問題、解決問題的能力，因此，教材中滲透了大量的探究實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)提升自身的核心素養(yǎng)，在掌握基礎(chǔ)知識(shí)的前提下，加強(qiáng)對(duì)物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任以及創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，從而提升自身的綜合素質(zhì)，為今后的成長和發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件和保障。

一、 探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)原則

探究性實(shí)驗(yàn)在教學(xué)的過程中，首先要體現(xiàn)其探究的作用，并且還要培養(yǎng)學(xué)生的自主探究意識(shí)，所以在教學(xué)的過程中，教師要遵循以下三條原則。

（一） 主體性

學(xué)生是課堂教學(xué)的主角，一切教學(xué)活動(dòng)都要圍繞學(xué)生來展開，所以教師在設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先要體現(xiàn)主體性，為學(xué)生提供發(fā)言和創(chuàng)造的機(jī)會(huì)，使學(xué)生積極參與探究性實(shí)驗(yàn)，在探究實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)自身的不足，并加以完善。從而提升自我認(rèn)知和自我發(fā)展，最終在探究性實(shí)驗(yàn)中形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，掌握一定的學(xué)習(xí)方法，以此為今后的學(xué)習(xí)做好鋪墊。

（二） 發(fā)展性

探究性實(shí)驗(yàn)的主要設(shè)計(jì)目的是讓學(xué)生通過探究未知世界而加強(qiáng)認(rèn)知能力，并在探究中實(shí)現(xiàn)自我發(fā)展，所以在設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師要注意實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、實(shí)驗(yàn)任務(wù)、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果這幾方面的內(nèi)容，使得整個(gè)實(shí)驗(yàn)具有發(fā)展性，讓學(xué)生通過參與實(shí)驗(yàn)，提升學(xué)生的分析能力、創(chuàng)新能力和探索能力，保證學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，提高自身的綜合素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)初中物理的教學(xué)價(jià)值和意義。

（三） 靈活性

教師在設(shè)計(jì)探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)時(shí)要循序漸進(jìn)，并且要根據(jù)學(xué)生的能力和學(xué)情進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是由于學(xué)生之間存在著一定的差異，所以在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，要重視這一點(diǎn)，讓學(xué)生自由選擇實(shí)驗(yàn)方法，使學(xué)生根據(jù)自身的能力和水平進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的靈活性，從而使不同層次的學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作而達(dá)到共同進(jìn)步的目的?？傊處熢谠O(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)時(shí)，要注意實(shí)驗(yàn)的靈活性和科學(xué)性，將其作用發(fā)揮到最大化，促進(jìn)學(xué)生的成長和發(fā)展。

二、 探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)策略

探究性實(shí)驗(yàn)是初中物理實(shí)驗(yàn)的重要組成部分，為了實(shí)現(xiàn)有效教學(xué)，發(fā)揮其作用，提升學(xué)生的物理技能，筆者從以下四個(gè)方面對(duì)有效教學(xué)策略進(jìn)行了探討。

（一） 明確實(shí)驗(yàn)原理，培養(yǎng)物理觀念

樹立物理觀念是培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)，也是學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的前提，學(xué)生只有樹立了物理觀念，才能對(duì)物體知識(shí)的運(yùn)動(dòng)、相互作用以及能量等問題進(jìn)行理解和掌握，從而為今后的物理學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。而在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，讓學(xué)生結(jié)合自身的現(xiàn)有水平對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)，拓展物理思維，之后對(duì)問題進(jìn)行分析，總結(jié)實(shí)驗(yàn)原理，從而進(jìn)行內(nèi)化，便于今后的應(yīng)用。

例如，在探究《杠桿的平衡條件》這一實(shí)驗(yàn)時(shí)，筆者讓學(xué)生對(duì)杠桿的形成條件進(jìn)行了探究，總結(jié)了省力杠桿的原理：動(dòng)力臂如果大于阻力臂，那么可以省力，并且動(dòng)力臂是阻力臂的多少倍，動(dòng)力就是阻力的幾分之一。相反，如果阻力臂大于動(dòng)力臂，那么就費(fèi)力，阻力臂是動(dòng)力臂的多少倍，阻力就是動(dòng)力的幾分之一。如果動(dòng)力臂和阻力臂相等時(shí)，那么既不省力也不費(fèi)力。當(dāng)明確了這一原理后，學(xué)生明確了物體之間的相互作用，并總結(jié)了其中的規(guī)律，培養(yǎng)了自身的物理觀念。之后，筆者讓學(xué)生對(duì)天平這一工作原理進(jìn)行了探究，首先觀察到天平中間部位有一個(gè)支點(diǎn)，兩端各有一個(gè)稱量用的盤子，并且兩邊的動(dòng)力臂和阻力臂相等，所以動(dòng)力和阻力也相等，因此左邊和右邊的質(zhì)量相同，砝碼就能夠表示出物體的質(zhì)量?？梢?，明白了原理之后，學(xué)生在探究物理實(shí)驗(yàn)和物理器材等內(nèi)容時(shí)就相對(duì)容易，同時(shí)對(duì)發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)具有一定的幫助。

（二） 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程，拓展科學(xué)思維

科學(xué)思維是物理課堂教學(xué)的核心，學(xué)生通過分析物理知識(shí)的本質(zhì)屬性和內(nèi)在規(guī)律，以此構(gòu)建物理模型，并經(jīng)過分析和推理對(duì)知識(shí)進(jìn)行論證，從而形成一定的觀點(diǎn)，在不斷的質(zhì)疑中提出見解。若想培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，那么教師就可以讓學(xué)生提出問題，進(jìn)行質(zhì)疑，之后打開思路，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過實(shí)驗(yàn)手段對(duì)問題進(jìn)行驗(yàn)證，以此在整個(gè)過程中實(shí)現(xiàn)科學(xué)論證和科學(xué)推理。這樣一來，在完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡幕A(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。

例如，在學(xué)習(xí)《摩擦力》這一課時(shí)，筆者讓學(xué)生研究影響摩擦力大小的因素，之后提出問題：摩擦力大小與哪些因素有關(guān)？讓學(xué)生產(chǎn)生質(zhì)疑并提出假設(shè)。學(xué)生一認(rèn)為，摩擦力的大小與接觸面的材料有關(guān)，比如，平時(shí)汽車在公路上就比山上開得快，且省油。學(xué)生二認(rèn)為，摩擦力與物體的重量有關(guān)，比如，相同的汽車，滿載后需要耗費(fèi)更多的油才能跑起來，但是如果只有司機(jī)一人的話，很容易就能跑起來。學(xué)生三認(rèn)為，摩擦力的大小與運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，物體運(yùn)動(dòng)得越快，那么它所受到的摩擦力就越小，相反運(yùn)動(dòng)越慢摩擦力越大。經(jīng)過學(xué)生們的思考和交流，筆者帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)這些質(zhì)疑進(jìn)行了驗(yàn)證。首先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程，并安排了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，教學(xué)器材是兩輛相同的小車，在相同的時(shí)間內(nèi)，用相同的力推動(dòng)兩輛小車，一個(gè)是在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是在毛巾上運(yùn)動(dòng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在毛巾上的小車沒走多遠(yuǎn)就停止運(yùn)動(dòng)，而在光滑水平面的小車?yán)^續(xù)運(yùn)動(dòng)。之后驗(yàn)證學(xué)生二的想法，在第二個(gè)小車上加一個(gè)重物，并讓兩個(gè)小車在相同的地面上運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)有重物的小車走了很近的一段距離后停止運(yùn)動(dòng)，而沒有重物的小車持續(xù)走了很遠(yuǎn)。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，雖然表面上看是因?yàn)橘|(zhì)量，但是體現(xiàn)在力的方面就是因?yàn)閴毫^大導(dǎo)致的摩擦力過大。最后又驗(yàn)證了學(xué)生三的假設(shè)，發(fā)現(xiàn)只要小車滑動(dòng)起來摩擦力是恒定不變的。通過本次實(shí)驗(yàn)探究總結(jié)出摩擦力只與接觸面的粗糙程度和壓力有關(guān)，與快慢速度無關(guān)?？梢?，經(jīng)過這一教學(xué)問題的探究拓展了學(xué)生的思維，讓學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)過程，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手操作能力。

（三） 小組合作探究，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

小組合組教學(xué)是目前教師常用的一種方法，小組合作可以給每位學(xué)生提供發(fā)言的機(jī)會(huì)，并且經(jīng)過觀點(diǎn)的碰撞來拓展學(xué)生的思維，從而使學(xué)生不斷地提升自我，認(rèn)知自我。那么如何通過小組合作探究來培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任呢？筆者認(rèn)為，小組合作是一個(gè)集體，在平時(shí)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要展開小組合作比賽，讓每一位學(xué)生產(chǎn)生一種為小組爭(zhēng)光的意識(shí)，通過共同的努力做出成績(jī)，使學(xué)生肩負(fù)起小組的責(zé)任，以此通過探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。

例如，在探究《凸透鏡成像的規(guī)律》這一實(shí)驗(yàn)時(shí)，筆者將學(xué)生分成了若干小組，對(duì)課堂內(nèi)容進(jìn)行了探討。小組一通過改變物距來找到其中的規(guī)律，小組二通過改變光源來尋找其中的規(guī)律。從兩個(gè)小組的探究結(jié)果中發(fā)現(xiàn)倒立縮小的實(shí)像、倒立放大的實(shí)像、正立放大的虛像的形成都是因?yàn)椴煌奈锞喽斐傻?。?jīng)過這一探究后，學(xué)生們以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度和科學(xué)的探究精神為小組爭(zhēng)得一分，充滿了榮譽(yù)感和成就感。再如，在《物體的密度》這一實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，筆者讓學(xué)生以小組合作的形式進(jìn)行了探究。首先研究同種物質(zhì)質(zhì)量與體積的關(guān)系，用天平稱出體積不同的兩個(gè)長方體（2×1×1 cm3/2×1×2 cm3）木塊的質(zhì)量，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格中，之后又稱量不同體積的兩個(gè)長方體（3×1×1 cm3/3×1×2 cm3）鐵塊的質(zhì)量，將數(shù)據(jù)填入表格中。隨后經(jīng)過小組探討發(fā)現(xiàn)，其中一個(gè)木塊的體積是另一個(gè)木塊體積的2倍，結(jié)果質(zhì)量也是2倍，其中一個(gè)鐵塊的體積是另一個(gè)鐵塊體積的2倍，結(jié)果質(zhì)量也是2倍，因此體積與質(zhì)量成正比。經(jīng)過這一探討后，學(xué)生通過小組合作對(duì)實(shí)驗(yàn)假設(shè)進(jìn)行了驗(yàn)證，以科學(xué)的態(tài)度探究出密度這一概念，豐富了學(xué)生的知識(shí)框架，并培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感。

（四） 多種實(shí)驗(yàn)方法，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)

為了能夠促進(jìn)學(xué)生培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)，使學(xué)生通過交流和反思正確獲取和處理信息，并養(yǎng)成良好的習(xí)慣，搜集物理證據(jù)來對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行解釋，那么教師可以讓學(xué)生從多個(gè)角度對(duì)問題進(jìn)行考慮，創(chuàng)新出多種實(shí)驗(yàn)方法對(duì)問題進(jìn)行探究。這樣做的目的就是延伸課堂知識(shí)，不局限于一種思維，而是幫助學(xué)生從多方面來解決問題。久而久之，學(xué)生解決問題的能力得到了提升，核心素養(yǎng)得到了發(fā)展。

例如，在探究《液體的壓強(qiáng)》這一實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了讓學(xué)生開動(dòng)腦筋，集思廣益，從多角度去考慮問題，解決問題，筆者引領(lǐng)學(xué)生以小組的形式采用多種方法對(duì)液體中存在壓強(qiáng)這一實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探究。小組一，將水裝滿礦泉水瓶，之后在同一水平方向扎了四個(gè)小孔，發(fā)現(xiàn)水從孔中流出，之后在不同的高度扎了三個(gè)小孔，發(fā)現(xiàn)孔越深，水流速度越快。小組二，將手上套一個(gè)保鮮袋，之后伸入水中，手的周圍有擠壓感。小組三，將一個(gè)瓶蓋上有孔的礦泉水瓶頭朝下壓進(jìn)水中，發(fā)現(xiàn)水從孔中迅速冒出。總之，運(yùn)用多種方法探究實(shí)驗(yàn)，打開了學(xué)生的思路，同時(shí)學(xué)生堅(jiān)持創(chuàng)新的理念對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行了探究，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)起到了積極作用。

綜上所述，在初中物理課堂中開展探究性實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的有效途徑和方法，但是教師在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該注意一些問題，首先，學(xué)生通過探究性實(shí)驗(yàn)應(yīng)該明確實(shí)驗(yàn)原理，這對(duì)學(xué)生今后的學(xué)習(xí)有很大的幫助。其次，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過程以及實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行探究，拓展學(xué)生的物理思維。再者，通過小組合作，讓學(xué)生大膽質(zhì)疑，實(shí)施合作探究。最后，通過舉一反三，采用多種實(shí)驗(yàn)方法，來提升學(xué)生的探究能力，實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)的發(fā)展。從而實(shí)現(xiàn)課程改革的教學(xué)目標(biāo)，將學(xué)生培養(yǎng)成適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的有用之材。

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作者簡(jiǎn)介：

歐陽海雁，福建省泉州市，晉江市第二中學(xué)。