物理實驗中落實物理核心素養(yǎng)的策略研究

岳芳俠

物理核心素養(yǎng)是學生在接受物理知識的過程中，逐漸形成的適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力，是學生通過物理學習內化、帶有物理學科特性的品質，是學生科學素養(yǎng)的重要構成。學生物理科學素養(yǎng)主要包括四個方面的內容：物理觀念、科學思維、科學探究和科學態(tài)度與責任。物理觀念是從物理學視角形成的關于物質、運動、能量和相互作用的基本認識;是物理概念和規(guī)律在頭腦中的提煉和升華;是運用物理知識和方法解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題的能力。主要包括物質觀、運動觀、能量觀、相互作用觀及應用等?？茖W思維是從物理學視角對客觀事物本質屬性、內在規(guī)律及相互關系的認識方式;是基于經驗事實建構理想模型的抽象概括過程;是分析綜合、推理論證等科學思維方法的內化;是基于事實證據(jù)和科學推理對不同觀點和結論提出質疑、批判，進而提出創(chuàng)造性見解的能力與品質。主要包括模型建構、科學推理、科學論證、質疑創(chuàng)新等?？茖W探究是指具有科學探究的意識，能在真實情景中提出物理問題，形成猜測和假設，利用科學方法獲取信息和處理信息，形成結論，以及對探究過程和結果進行交流、評估、反思的能力，主要包括問題、證據(jù)、解釋、交流等?？茖W態(tài)度與責任包括科學本質、科學態(tài)度、社會責任等。學生物理核心素養(yǎng)的要求有別于以前所提的三維目標，三維目標與核心素養(yǎng)的關系不是等距的，也不是等值的。三維目標視域下的物理教學是以學生為中心的教學，核心素養(yǎng)視域下的物理教學是以學生活動為中心的教學。

那么，如何落實教育行政部門提出的培養(yǎng)學生物理學科核心素養(yǎng)的要求，就成為擺在初中物理教師面前必須要面對和解決的問題。課堂是學習的主陣地，一節(jié)課40分鐘，既要保證教學質量，又要培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)，對于年輕教師及生源質量較差的學校來說，只要能保證一個都已經很不容易了，當學生成績沒有得到提升時，教師就會著急上火，就會不管不顧。但在多年的教學實踐中，筆者越來越強烈地感受到兼顧學生知識、能力、素養(yǎng)培養(yǎng)的物理教學并非想象的那么困難。那么，在初中物理教學的主陣地——課堂上，教師怎樣通過活動培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)呢？仔細研究后，筆者發(fā)現(xiàn)初中物理課堂教學基本都是由生活現(xiàn)象導入的，通過實驗得出或總結物理規(guī)律后再加以應用的。這也充分詮釋了初中物理教學的理念：從生活走向物理，從物理走向社會。而實驗又是探究物理規(guī)律、總結物理概念的重要手段，幾乎貫穿于每節(jié)課中，所以利用好物理課堂教學中的實驗，如現(xiàn)象明顯的小實驗、學生分組實驗、教師演示實驗等都可以很好地落實學生物理學科核心素養(yǎng)的要求。

其中，小實驗在物理教學中占有很重要的位置，它與學生分組實驗、教師演示實驗同等重要。小實驗因為小，所以取材方便，易于操作。教師可以利用它進行課前導入，課中激趣設疑，幫助學生鞏固基礎知識，激發(fā)學生的學習興趣，促使學生更好地理解和鞏固物理概念及物理規(guī)律。

下面，筆者就如何利用課堂小實驗引導學生進行深度學習，以及落實物理學科核心素養(yǎng)，談一下自己粗淺的認識。

一、教師演示，激發(fā)學生學習興趣

由于部分學校小學科落實不太到位，學生的學科素養(yǎng)比較薄弱，所以教師的示范引領對培養(yǎng)學生的實驗探究能力有著非常重要的作用。講授大氣壓強時，能證明大氣壓存在的實驗有很多，但作為一名教師，筆者需要選取取材方便、實驗現(xiàn)象明顯的實驗進行演示，這就要求筆者必須進行大量的學習。例如，翻閱《中學物理》等雜志，觀看抖音中的實驗視頻或他人的課堂實錄等。只有經過比對、積累，才能選擇自己認為不錯的實驗。像油桶變扁實驗，因為油桶較大，實驗的可視性較好;易拉罐變扁，因為易拉罐是金屬，變扁時會發(fā)生巨響，能夠吸引學生的注意力;手掌提飲料，因為飲料很重，平平的手掌竟然能將飲料提起來，學生很好奇，他們學習的積極性十分高漲;拔火罐是理論與實際聯(lián)系的具體體現(xiàn)，學生就會發(fā)覺物理就在自己的身邊。在物理教學過程中，教師通過分析這幾個實驗，使學生對大氣壓的存在有了深刻的理解。

在講授流體壓強與流速的關系時，筆者用一次性杯子為學生進行演示：將杯子一個一個壘起來在杯口吹氣，杯子就會一個一個跳出來，實驗簡單易操作，學生興趣十分濃厚。在講授慣性時，筆者用一次性杯子進行了演示：將兩個一次性杯子豎著扣在一起并倒扣在桌面上，兩個杯子之間用一張撲克牌隔開，當我們抽走撲克牌時，上面的杯子并沒有隨撲克牌一起移動，而是落回了原地;還可以用一個大的透明玻璃杯裝上水，蓋上撲克牌，將一枚生雞蛋放在撲克牌上，抽走撲克牌時雞蛋則會掉入玻璃杯中。在講授摩擦力時，筆者讓學生取兩本書，將書一頁一頁地重疊在一起用力拉，學生發(fā)現(xiàn)怎么也拉不開;還可以利用筷子提米：在玻璃瓶中裝滿米，將一根筷子插入米中，利用筷子就可以輕易地將米和瓶子一起提起，學生通過實驗對摩擦力的存在有了充分的了解。在講授杠桿平衡條件后，筆者利用蠟燭做了一個蹺蹺板，點燃蠟燭的兩端讓學生觀察。過一會兒，學生發(fā)現(xiàn)蠟燭會上下跳動。此時，讓學生用杠桿平衡條件解釋這種現(xiàn)象，就能夠加深學生對杠桿平衡條件的理解。在講授浮力時，為了顯示浮力的方向，筆者用細線將乒乓球固定在大的礦泉水瓶或玻璃容器里，給容器中加水就會看到乒乓球浮在水中，無論怎樣傾斜容器，乒乓球的連線總是垂直于水平面，通過實驗學生就會得出浮力的方向總是豎直向上的結論。在講授測量浮力大小時，筆者給塑料瓶中裝入沙子，讓學生利用稱重法測浮力，這種實驗裝備制作起來非常方便，學生可以一人做一個，因為是用自己制作的儀器進行實驗，學生很開心，但不同學生制作的儀器測量的效果不同，這就激發(fā)了他們的探究興趣，他們就會思考與浮力大小有關的因素有哪些？在講授浮沉條件時，筆者利用玻璃瓶、鹽水和雞蛋，為學生演示了雞蛋在鹽水中的三種狀態(tài)：下沉、懸浮和漂浮，通過實驗學生就能正確判斷浮沉發(fā)生的條件，實驗效果非常好。

二、學生課外探究實驗，體驗悟理

在物理探究實驗中，教師示范后可以對學生提出更高的要求，讓學生結合教材內容完成課后小實驗或自己設計一些小實驗。例如，利用紙鍋燒水，水燒開了而紙鍋并沒有燃燒，這是因為水在沸騰前后一直在吸熱，紙鍋的溫度就會低于它的燃燒點，所以紙鍋不會燃燒。利用空易拉罐、冰和鹽做凝華實驗，讓學生將冰放入空易拉罐中，再給冰中加鹽，冰的熔點就會降低，冰在融化的過程中就會吸熱，當易拉罐的溫度低于0℃時，易拉罐外側的水蒸氣遇冷就會形成霜，這就是凝華現(xiàn)象。

講授大氣壓強之后，筆者讓學生嘗試用手掌提易拉罐，用空易拉罐做不倒翁等。講授重力后，筆者讓學生用直角三角板、細線、鐵錘制作一個水平儀。講授連通器時，學生發(fā)現(xiàn)在連通器的一端吹氣，連通器各管口處的液面都會上升。學生學完電壓一章后，筆者引導學生嘗試制作各種水果電池、飲料電池，甚至制作人體電池。學生發(fā)現(xiàn)，將幾個同學用導線連接在一起構成閉合回路，竟可以使二極管發(fā)光，學生還利用電壓表測量了各種電池的電壓，探究了影響水果電池電壓大小的因素。通過這些探究實驗活動，學生對電壓有了更深刻的了解。

三、進行課外探究活動，學以致用

相信種子，相信歲月。這也是筆者的導師郝曉東老師一直給筆者所說的話。在慢慢的探究和實踐過程中，有了教師的引領，學生的探究能力就會大大增強。在探究活動中，筆者也給學生提出了更高的要求，要求學生會用物理知識和物理方法解決實際問題。例如，買金銀飾品時，我們經常擔心會買到假貨，特別是銀制的筷子、勺子、杯子如果有假，將會直接危害我們的身體健康。所以，講授密度的測量后，筆者給學生提出了一個問題，讓他們鑒別筆者的銀手鐲的真?zhèn)?。學生互相討論后提出了可行方案。在實驗室里，師生共同鑒別了銀手鐲的真?zhèn)?，還有學生將自己媽媽的金項鏈拿到學校進行鑒別。類似的實驗還有很多，如測量氣球下落的平均速度，探究自行車前后輪所受摩擦力的方向等。以下是測量銀手鐲密度的具體方法。

1.實驗原理：ρ=m/v。

2.實驗器材：天平、兩個燒杯、水、銀手鐲。

3.實驗步驟：（1）利用天平測出銀手鐲的質量;（2）利用天平測量一個空燒杯的質量;（3）將燒杯傾斜裝滿水;（4）將銀手鐲完全浸沒在燒杯的水中，用另一個燒杯接溢出的水;（5）利用ρ=m/v，求出銀手鐲的密度。

若是心中充滿愛，便可抵擋歲月漫長。在“做中學，學中做”的實驗活動中，助力學生建立物理觀念、強化實驗探究能力、鍛煉科學思維能力、展現(xiàn)科學的態(tài)度與責任，這是一名物理人應肩負的教育責任。就是因為這份熱愛，筆者一直努力堅守著物理實驗這塊陣地。筆者相信，只要在物理教學這條道路上不斷學習和超越自己，在未來的日子里師生都能遇到更好的自己！

作者單位 ?陜西省西安惠安中學