推陳出新，事半功倍

譚靜

摘?要：學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是當(dāng)前教育界的熱點(diǎn)話題。作為物理教學(xué)的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)教學(xué)無疑對學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展影響巨大。筆者基于教學(xué)實(shí)踐認(rèn)為，在一些實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化與創(chuàng)新中落實(shí)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是一條新穎而有效的途徑。本文首先闡述了實(shí)驗(yàn)優(yōu)化創(chuàng)新與核心素養(yǎng)的內(nèi)在聯(lián)系，而后結(jié)合典型實(shí)驗(yàn)案例具體探討了實(shí)驗(yàn)優(yōu)化與創(chuàng)新中學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);初中物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué);實(shí)驗(yàn)優(yōu)化與創(chuàng)新

近年來，隨著素質(zhì)教育及新課程理念的持續(xù)深入落實(shí)，學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)迅速成為熱點(diǎn)話題。筆者基于教學(xué)實(shí)踐認(rèn)為，在一些實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化與創(chuàng)新中落實(shí)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是一條新穎而有效的途徑，以下擬先闡明實(shí)驗(yàn)優(yōu)化創(chuàng)新與核心素養(yǎng)的內(nèi)在聯(lián)系，而后結(jié)合具體案例探討實(shí)驗(yàn)優(yōu)化與創(chuàng)新中學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，一己之見，希望對相關(guān)教育工作者助益。

一、實(shí)驗(yàn)優(yōu)化創(chuàng)新與核心素養(yǎng)的內(nèi)在聯(lián)系簡析

要想深刻揭示實(shí)驗(yàn)優(yōu)化創(chuàng)新與核心素養(yǎng)的內(nèi)在聯(lián)系，我們首先要切實(shí)理解核心素養(yǎng)的本質(zhì)和內(nèi)涵。根據(jù)最新課程標(biāo)準(zhǔn)給出的定義，物理核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受教育的過程中逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會發(fā)展的必備品格和關(guān)鍵能力，具體包括物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，四個(gè)方面相互聯(lián)系、共同發(fā)展，構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體。由于物理知識和技能在將來可能會遺忘，而且有很多可能根本不會用到，但核心素養(yǎng)則是跟隨學(xué)生一生的東西，它是經(jīng)過內(nèi)化而形成的隱性的“思想指導(dǎo)”“行動(dòng)指南”，在潛移默化中發(fā)揮決定性的作用，簡言之，它是學(xué)生經(jīng)過物理學(xué)習(xí)內(nèi)化而成的帶有物理學(xué)科特性的綜合品質(zhì)。當(dāng)然，要想達(dá)到理想效果，就需要教師切實(shí)做好引導(dǎo)、點(diǎn)撥及把控工作，從而真正使實(shí)驗(yàn)優(yōu)化與創(chuàng)新成為培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的有效“捷徑”。下面我們結(jié)合兩個(gè)典型實(shí)例來對此進(jìn)行較為具體的探討。

二、例談實(shí)驗(yàn)優(yōu)化與創(chuàng)新中核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

（一）探究平面鏡成像特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化與創(chuàng)新

探究平面鏡成像特點(diǎn)是初中物理中的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)之一，在筆者所用的人教版教材中，該實(shí)驗(yàn)的思路是用一塊豎立在桌面白紙上的玻璃板作為平面鏡，在其一面置以一根點(diǎn)燃的蠟燭，使其在玻璃板后成像，在另一面則移動(dòng)一根同樣的但不點(diǎn)燃的蠟燭，使其與點(diǎn)燃蠟燭的像重合，以此來探究平面鏡成像的規(guī)律。這種思路簡單明了，易于學(xué)生理解，設(shè)計(jì)上有其科學(xué)合理之處。但筆者在教學(xué)實(shí)際中發(fā)現(xiàn)，該實(shí)驗(yàn)的成功率不盡人意，為了改善這種情況同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)素質(zhì)，筆者首先引導(dǎo)學(xué)生分析并總結(jié)了具體原因：

1.由于點(diǎn)燃的蠟燭會在玻璃板的兩面都成像從而出現(xiàn)重影，而且蠟燭所成的像的火焰部分亮度高而其余部分則較暗淡，造成視覺辨別上的不利，故操作像的重合難度較大，即使在較暗環(huán)境下進(jìn)行也不太容易;2.我們在觀察像的重合時(shí)，由于光的折射的原因，觀察到的未點(diǎn)燃的蠟燭其實(shí)也是它的虛像，而且發(fā)生了少許偏移，這導(dǎo)致在探究物距和像距的關(guān)系時(shí)系統(tǒng)誤差較大;3.在物和像的位置的確定上，由于蠟燭底部是一個(gè)不規(guī)則的圓形，故不易在白紙上準(zhǔn)確定位，對實(shí)驗(yàn)的成功率造成不利影響。

確定以上問題后，讓學(xué)生分組討論如何對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新，在筆者的指導(dǎo)下通過比較和篩選確定如下實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案：用一個(gè)面積適當(dāng)?shù)钠矫骁R代替玻璃板，用兩個(gè)相同規(guī)格的量筒代替兩根蠟燭，用坐標(biāo)紙代替原來所用的白紙，以此進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

顯然，改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)方案消除了重影現(xiàn)象的干擾，便于在明亮環(huán)境中實(shí)施，使得像的重合的操作變得簡單易行，這不僅能夠更容易和更準(zhǔn)確地確定虛像的位置，也消除了原實(shí)驗(yàn)方案中由于光的折射而帶來的實(shí)驗(yàn)誤差，從而大大提升了實(shí)驗(yàn)的成功率，學(xué)生在分組進(jìn)行操作后都深刻體會到了改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)的優(yōu)越性。

（二）探究電流熱效應(yīng)影響因素實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化與創(chuàng)新

這一實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是對焦耳定律的探究，在初中物理電學(xué)中具有重要地位。教材中該實(shí)驗(yàn)是將一段電阻絲浸沒于盛于容器里的液體（如煤油）中，通電時(shí)電阻絲產(chǎn)生熱量溫度升高，通過利用溫度計(jì)測量液體溫度的變化來比較電阻絲產(chǎn)生熱量的多少。該實(shí)驗(yàn)思路屬于典型的“控制變量”探究思路，實(shí)驗(yàn)過程分為三個(gè)基本步驟，即控制電流與通電時(shí)間兩個(gè)變量，探究電阻大小對電阻絲釋放的熱量的影響;控制電阻與電流兩個(gè)變量，探究通電時(shí)間對電阻絲釋放的熱量的影響;控制電阻與通電時(shí)間兩個(gè)變量，探究電流大小對電阻絲釋放的熱量的影響。

這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)無疑具有較強(qiáng)的科學(xué)性與合理性，不僅能有效促進(jìn)學(xué)生探究能力的發(fā)展，也有利于學(xué)生科學(xué)思維與科學(xué)態(tài)度的養(yǎng)成，但實(shí)驗(yàn)本身同樣存在一些不足之處，尤其是在探究電阻大小與電流產(chǎn)生熱量的關(guān)系的環(huán)節(jié)中，實(shí)驗(yàn)器材選取兩個(gè)阻值不同的電阻絲，兩個(gè)裝有初溫和質(zhì)量都相等的煤油的玻璃瓶，通電一段時(shí)間后，通過記錄兩瓶中溫度計(jì)的示數(shù)進(jìn)行比較進(jìn)而得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論，其中表現(xiàn)出來的最大問題就是就是實(shí)驗(yàn)時(shí)間過長，兩瓶中溫度差異不明顯。對此，筆者與學(xué)生一起討論并確定了以下兩種改進(jìn)方案：

方案①：倒掉煤油，直接對瓶中的空氣加熱，這樣可以使溫度計(jì)示數(shù)變化迅速而明顯，從而大大縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，如換用容積更小的玻璃瓶，則瓶內(nèi)溫度溫度上升更加迅速，加熱效果更顯著，同時(shí)，兩瓶中溫度計(jì)示數(shù)差異也更加分明而容易觀察。

方案②：觀察兩瓶中溫度計(jì)示數(shù)差異是實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵一步，為了更加直觀地感受并比較電流產(chǎn)生熱量的多少，可以利用空氣受熱膨脹去推動(dòng)U形管中液柱從而觀察其上升高度，而且電流產(chǎn)生的熱量越多，空氣膨脹越明顯，導(dǎo)致另一側(cè)玻璃管中的液面會上升得越高，學(xué)生只需要觀察比較兩玻璃管中液面的高低就能判斷哪個(gè)容器中的電阻產(chǎn)生的熱量多，這樣的改進(jìn)不僅更容易觀察和比較電流產(chǎn)生熱量的多少，同時(shí)也使得實(shí)驗(yàn)操作更為簡便易行。

三、結(jié)束語

綜上所述，本文所論是一個(gè)同時(shí)具有一定深度和廣度的研究課題，作為一線教師，我們應(yīng)在教學(xué)實(shí)踐中積極探索，深入思考，并善于總結(jié)，以期不斷獲得教學(xué)感悟和實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，真正使實(shí)驗(yàn)優(yōu)化與創(chuàng)新成為培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的有效“捷徑”。本文拋磚引玉，尚盼有識者不吝指教。

參考文獻(xiàn)：

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