核心素養(yǎng)背景下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化路徑

何佰川 何正琴

【摘要】實(shí)驗(yàn)是組織物理教學(xué)的一個(gè)基本方式，也是優(yōu)化學(xué)生物理認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)的重要策略，讓學(xué)生通過物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行現(xiàn)實(shí)操作、具體觀察，也可很好地促使學(xué)生自主生成物理知識(shí)，使其逐步形成良好的實(shí)驗(yàn)操作能力，漸漸形成完善的思維品質(zhì)，更易于培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)。因此，初中物理教師要重視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，由此落實(shí)核心素養(yǎng)育人任務(wù)[1]。本文將從利用信息技術(shù)改善演示實(shí)驗(yàn)、通過小組合作推進(jìn)探究實(shí)驗(yàn)、借助德育引導(dǎo)展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)精神三個(gè)角度來分析核心素養(yǎng)背景下初中物理教師應(yīng)該如何組織豐富的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng)? 初中物理? 實(shí)驗(yàn)教學(xué)? 優(yōu)化策略

【中圖分類號(hào)】G633.7 ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2021）32-0102-02

核心素養(yǎng)理念的提出標(biāo)志著以理論知識(shí)為中心的教育時(shí)代正式過去，我們將迎來一個(gè)需要立足于學(xué)生終身發(fā)展，且需綜合培養(yǎng)學(xué)生關(guān)鍵能力與思維品質(zhì)的新時(shí)代，也必須要及時(shí)創(chuàng)新教學(xué)形式，優(yōu)化教學(xué)策略的選擇與實(shí)施[2]。因此，初中物理教師要積極組織豐富的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，既要及時(shí)訓(xùn)練學(xué)生的觀察能力、探究能力，也要及時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維意識(shí)，使其積累豐富的動(dòng)手經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生自覺傳承優(yōu)良的科學(xué)精神，不斷優(yōu)化自身的精神財(cái)富。

1.利用信息技術(shù)改善演示實(shí)驗(yàn)

演示實(shí)驗(yàn)主要是針對(duì)一些存在危險(xiǎn)性、過于繁瑣或者過于簡單等特性的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，由教師面向全體學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)操作步驟，讓學(xué)生通過觀察得出物理結(jié)論的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式。常規(guī)的初中物理演示實(shí)驗(yàn)是由教師在講臺(tái)上演示的，存在幾個(gè)不良問題，比如座位過于偏僻、靠后的學(xué)生無法全面觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象轉(zhuǎn)瞬即逝而無法及時(shí)啟發(fā)學(xué)生等[3]。針對(duì)這一現(xiàn)實(shí)問題，初中物理教師則要及時(shí)利用信息技術(shù)來改善演示實(shí)驗(yàn)的呈現(xiàn)形式，通過多媒體屏幕全面展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)操作過程，且可重復(fù)播放、放大視頻畫面，以便切實(shí)訓(xùn)練學(xué)生的觀察能力。如此，初中生也可初步積累感性認(rèn)識(shí)，自覺思考實(shí)驗(yàn)原理，積極進(jìn)行物理探究，而這就可直接培養(yǎng)學(xué)生的物理探究能力，更易于培養(yǎng)學(xué)生的物理素養(yǎng)。

就如在“聲音的產(chǎn)生與傳播”一課教學(xué)中，為了讓學(xué)生全面了解聲音產(chǎn)生的必要條件與傳播媒介，筆者就利用信息技術(shù)錄制了一些小實(shí)驗(yàn)。第一類小實(shí)驗(yàn)展現(xiàn)的是聲音產(chǎn)生的條件，比如用聲帶發(fā)生，且要用手觸碰喉嚨;通過敲擊樂器得出樂音，觀察樂器的動(dòng)態(tài)變化等。第二類實(shí)驗(yàn)是通過傳聲筒游戲、用手捂住耳朵發(fā)聲、將手機(jī)放在真空箱中打電話、在水中發(fā)聲等小實(shí)驗(yàn)來解釋聲音傳播的介質(zhì)種類。然后，筆者就在物理課上使用多媒體設(shè)備播放了這些小實(shí)驗(yàn)，希望學(xué)生能夠由此分析聲音產(chǎn)生、傳播的條件[4]。值得說明的一點(diǎn)是，之所以要利用信息技術(shù)來組織演示實(shí)驗(yàn)，是因?yàn)檫@些小實(shí)驗(yàn)中有部分內(nèi)容并不方便直接在課堂上親自演示，而且使用信息技術(shù)來展現(xiàn)聲音的產(chǎn)生條件與傳播方式，也可不斷顯化實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，使其由此建構(gòu)物理概念。如此，本班學(xué)生則可在演示實(shí)驗(yàn)的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行觀察、思考與探究，而這就更易于促使學(xué)生實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)進(jìn)步[5]。

2.通過小組合作推進(jìn)探究實(shí)驗(yàn)

探究式物理實(shí)驗(yàn)是由學(xué)生自主設(shè)計(jì)、操作，并由此歸納實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、探究物理結(jié)論所形成的一種實(shí)驗(yàn)形式，它可切實(shí)鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，讓學(xué)生自主總結(jié)豐富的實(shí)驗(yàn)操作技巧，形成舉一反三的學(xué)習(xí)能力，所以也可直接發(fā)展學(xué)生的物理素養(yǎng)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，優(yōu)化學(xué)生的文化修養(yǎng)[6]。因此，初中物理教師要積極組織小組合作教學(xué)活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生通過學(xué)習(xí)共同體的集體智慧有效推進(jìn)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，通過平等合作總結(jié)豐富的物理實(shí)驗(yàn)結(jié)論，全面豐富學(xué)生的建模、推理、證明、創(chuàng)新、發(fā)明等能動(dòng)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)。

為了保證本班學(xué)生可以通過物理實(shí)驗(yàn)形成良好的科學(xué)思維能力，筆者就綜合分析了學(xué)生的特長優(yōu)勢(shì)與人際關(guān)系，將能夠和諧相處且存在互助關(guān)系的學(xué)生分到一個(gè)學(xué)習(xí)小組之內(nèi)，由此組建了4人小組。然后，筆者便會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)的難度水平去組織分組實(shí)驗(yàn)。比如，在“串、并聯(lián)電路中電流的規(guī)律”一課教學(xué)中，筆者就組織了分組實(shí)驗(yàn)。各小組需積極討論，分析安裝串聯(lián)、并聯(lián)電路的方式方法，積極利用實(shí)驗(yàn)室的具體設(shè)備，分別安裝串聯(lián)電路、并聯(lián)電路。為此，小組內(nèi)部也可暫時(shí)進(jìn)行分工合作，兩人一組，一組負(fù)責(zé)安裝串聯(lián)電路、一組負(fù)責(zé)安裝并聯(lián)電路，且要在電路中合理確定電流表的具體位置。然后，小組則可接通電流，打開電路開關(guān)，觀察小燈泡是否會(huì)發(fā)亮，重點(diǎn)觀察電流表中的具體數(shù)值，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，由此推測(cè)串、并聯(lián)電路中的電流規(guī)律。接著，筆者就會(huì)組織組際探究活動(dòng)，隨機(jī)抽取一個(gè)小組展示實(shí)驗(yàn)操作過程，總結(jié)電流表的結(jié)構(gòu)與識(shí)讀方法，匯總串、并聯(lián)電路中的電流規(guī)律，其余小組要認(rèn)真記錄重要觀點(diǎn)，及時(shí)補(bǔ)充、質(zhì)疑，順利展開組際討論，通過全班合作做到準(zhǔn)確表達(dá)。這樣一來，本班學(xué)生則可及時(shí)積累自主建構(gòu)物理知識(shí)的有效經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)提升自身的實(shí)驗(yàn)操作能力，而這就可切實(shí)喚起學(xué)生的思考意識(shí)，有可能會(huì)讓學(xué)生熱愛科學(xué)、愛上物理[7]。

值得一提的是，通過小組合作探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，本班學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、科學(xué)探究能力都有了明顯的變化，就連一些對(duì)物理知識(shí)不感興趣的學(xué)生，也會(huì)自發(fā)配合組內(nèi)同伴，積極承擔(dān)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究責(zé)任，切實(shí)營造了優(yōu)良的物理教學(xué)氛圍，促使學(xué)生通過合作探究積累了成功的實(shí)驗(yàn)研究經(jīng)驗(yàn)，讓學(xué)生取得了學(xué)習(xí)進(jìn)步[8]。而且，通過探究式分組實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，初中生也能改變只背誦理論知識(shí)的學(xué)習(xí)方式，因?yàn)榻?jīng)過動(dòng)手操作與實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)之后，初中生的知識(shí)印象會(huì)更加深刻，而這就有利于培養(yǎng)學(xué)生的物理認(rèn)知能力，更易于讓學(xué)生學(xué)好物理。

3.借助德育引導(dǎo)展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)精神

在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的教育背景下，學(xué)生的思維品質(zhì)與社會(huì)道德意識(shí)備受關(guān)注，因?yàn)橹挥凶寣W(xué)生具備高尚的品德，使其自覺傳承我國傳統(tǒng)文化，踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀，才能使其真正實(shí)現(xiàn)長遠(yuǎn)發(fā)展，在未來的社會(huì)發(fā)展中凸顯自己的人生價(jià)值，實(shí)現(xiàn)自己的理想信念。其中，實(shí)驗(yàn)資源本身也包含深層的人文思想，比如學(xué)生要堅(jiān)持實(shí)事求是，不可捏造數(shù)據(jù)、操之過急，亦或者不可浪費(fèi)資源、破壞實(shí)驗(yàn)設(shè)備等。因此，初中物理教師要利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)突出德育教育理念，引導(dǎo)學(xué)生自覺繼承優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)精神，使其自覺傳承各位科學(xué)家不怕苦不怕累、刻苦鉆研、不畏艱難、不懼失敗的高尚品質(zhì)，從而切實(shí)改善學(xué)生的道德意識(shí)[9]。

就如在上述“串、并聯(lián)電路中電流的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，本班有一個(gè)小組因?yàn)椴僮鞑划?dāng)導(dǎo)致電路出現(xiàn)了短路問題，燈泡并未發(fā)亮。但是，由于時(shí)間緊迫，這個(gè)小組的內(nèi)部成員并未分析問題成因，而是直接與位置靠后的一個(gè)小組合作，觀察了對(duì)方的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，摘抄了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。對(duì)此，筆者就嚴(yán)肅指出這種逃避問題行為的不良影響，告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)的基本要求便是實(shí)事求是、不怕失敗、刻苦鉆研，同時(shí)還以愛迪生發(fā)明燈泡這一科學(xué)故事告訴學(xué)生要堅(jiān)持、不要?dú)怵H，遇到任何問題都要認(rèn)真對(duì)待，引導(dǎo)學(xué)生自主分析小燈泡無法發(fā)亮的原因，總結(jié)了電路短路的常見原因，引導(dǎo)這個(gè)小組一一對(duì)比嘗試，使其自主調(diào)整了電路設(shè)備，最終引導(dǎo)這個(gè)小組完成了實(shí)驗(yàn)探究任務(wù)[10]。另外，在實(shí)驗(yàn)總結(jié)環(huán)節(jié)，筆者還要求各小組自主整理實(shí)驗(yàn)臺(tái)，將物品放回原位，還要記錄本輪實(shí)驗(yàn)所耗費(fèi)的材料。借此，筆者就告訴學(xué)生要時(shí)刻保持實(shí)驗(yàn)臺(tái)的整潔明亮，且要遵守實(shí)驗(yàn)室的紀(jì)律要求，懂得愛惜實(shí)驗(yàn)設(shè)備、節(jié)省實(shí)驗(yàn)材料，希望學(xué)生可以逐步養(yǎng)成愛整理、懂節(jié)約的正確意識(shí)。如此，本班學(xué)生則可潛移默化地改善自己的實(shí)驗(yàn)操作行為，而這一優(yōu)良的行為習(xí)慣也將讓學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活中受益。另外，在實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)中，有的學(xué)生會(huì)因?yàn)槭〉膶?shí)驗(yàn)操作步驟、不理想的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象感到焦躁不安，在挫敗感的影響下無法集中注意力。在這時(shí)，筆者則會(huì)嘗試引入物理學(xué)家的科學(xué)探究發(fā)明史，告訴學(xué)生任何人的成功都不是一帆風(fēng)順的，學(xué)生一定要有足夠的耐心、持久的恒心，不可輕言放棄，更不應(yīng)向困難或者挫折低頭。

總而言之，在初中物理教學(xué)過程中組織豐富的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)可以很好地優(yōu)化學(xué)生的觀察經(jīng)驗(yàn)、實(shí)踐能力與探究水平，且可讓學(xué)生自覺傳承科學(xué)精神，摒棄錯(cuò)誤的思想意識(shí)，而這就可進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)，讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)長遠(yuǎn)發(fā)展。因此，初中物理教師要客觀分析本學(xué)科的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，及時(shí)創(chuàng)新并優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式，通過直觀的演示實(shí)驗(yàn)與能動(dòng)的探究實(shí)驗(yàn)來發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力，結(jié)合學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)經(jīng)歷去優(yōu)化學(xué)生的精神財(cái)富，使其真正實(shí)現(xiàn)長足進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃偉藝.技工學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)策略探究[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2020，28（7）：135.

[2]劉漢桐.信息技術(shù)與高中物理課程整合的調(diào)查研究——以延吉市高中為例[J].才智，2018（30）：157.

[3]何振勤.淺談初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的創(chuàng)新思路[J].學(xué)周刊，2018（33）：77-78.

[4]陳蒼鵬.基于核心素養(yǎng)的初中物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)[J].物理教學(xué)探討，2018，36（7）：3-7.

[5]侯永.基于初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心素養(yǎng)因子研究[J].物理通報(bào)，2018（S1）：115-116.

[6]朱永明.優(yōu)化初中物理實(shí)驗(yàn)發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)[J].湖南中學(xué)物理，2018，33（3）：61-62.

[7]杜東文.初中物理教學(xué)模式和教學(xué)方法的創(chuàng)新[J].科技資訊，2020，18（12）：166+168.

[8]陳飛云.STEM教育理念下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)初探[J].科技資訊，2020，18（10）.

[9]余坤海.在初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中滲透綠色化學(xué)理念的實(shí)踐研究[J].課程教育研究，2020（20）：194-195

[10]劉旭.初中物理教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展策略探究[J].科學(xué)咨詢（科技·管理），2020（5）：274.