核心素養(yǎng)下的中學(xué)物理探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)探析

張金發(fā)

摘 要：在當(dāng)前教育背景下，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)逐漸成為教學(xué)的熱點(diǎn)，也是教學(xué)的重要任務(wù)。物理是初中教學(xué)的重要科目，傳統(tǒng)的物理課堂教學(xué)偏重于教師的自身演示，而忽視了學(xué)生對知識的接受程度，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式化，失去了實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)。在新課程改革的教育背景下，教師要樹立正確的教學(xué)理念與教學(xué)目標(biāo)，加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施與創(chuàng)新，建立全面的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，以培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，促進(jìn)初中物理高效課堂的構(gòu)建。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);中學(xué)物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué);高效課堂

中圖分類號：G63 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ?文章編號：1673-9132（2022）03-0145-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2022.03.070

隨著時代的進(jìn)步與教育事業(yè)的不斷發(fā)展，人們對核心素養(yǎng)的認(rèn)識逐漸提高。近年來，核心素養(yǎng)已經(jīng)成為初中物理教學(xué)的重點(diǎn)，為教師的教學(xué)與學(xué)生的學(xué)習(xí)指明了方向。物理實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的重要部分，是驗(yàn)證物理理論知識的重要途徑。核心素養(yǎng)理念指導(dǎo)下的物理課堂教學(xué)，要格外重視物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效實(shí)施。物理是一門需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的學(xué)科，理論知識也較為抽象，通過物理探究性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以充分發(fā)揮自身的主觀能動性，深入理清物理原理，了解各知識之間的關(guān)聯(lián)，從而提高物理課堂教學(xué)的有效性。

一、初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

雖然初中物理教學(xué)時常強(qiáng)調(diào)物理實(shí)驗(yàn)的重要性，但是具體的實(shí)驗(yàn)操作并沒有達(dá)到預(yù)期的效果。在傳統(tǒng)的物理教學(xué)中，主要是教師講，學(xué)生聽，或者是教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，學(xué)生進(jìn)行觀看，這些方式無法提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力，更無法提高學(xué)生對物理概念的理解。研究發(fā)現(xiàn)，一部分物理教師通?？梢灾鲃拥厝ヌ剿餍碌膶?shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)器材，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面也能保持足夠的激情。但也有一些物理教師覺得實(shí)驗(yàn)教學(xué)用處不大，對教學(xué)起不到太多的作用，經(jīng)常讓學(xué)生在生活中直接獲得一些實(shí)驗(yàn)結(jié)論，甚至對于探究型實(shí)驗(yàn)，先給出結(jié)論后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。另外，受區(qū)域和考試要求的影響，部分教師只關(guān)注那些會被考查的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，對這些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重點(diǎn)講解與練習(xí)，而對其他實(shí)驗(yàn)往往選擇忽略。由于一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的效果并不理想，實(shí)驗(yàn)室的一些器材甚至沒有出現(xiàn)在教學(xué)中，有些物理教師往往不愿意進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而是通過網(wǎng)絡(luò)下載相關(guān)的實(shí)驗(yàn)視頻供學(xué)生觀看。學(xué)生通過視頻雖然可以了解教學(xué)內(nèi)容，但是缺乏對實(shí)驗(yàn)的深入理解與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，違背了核心素養(yǎng)理念的教學(xué)要求。受地域差異的影響，有些地區(qū)的初中物理教學(xué)很注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)的投入，而且在實(shí)驗(yàn)器材的配置方面也比較完備。然而也有一些地區(qū)對初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不夠重視，在器械使用方面也不夠普及和完善，操作性不高，導(dǎo)致初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果不夠理想。

二、提高初中物理探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效措施

（一）創(chuàng)新設(shè)計實(shí)驗(yàn)操作，使學(xué)生形成較強(qiáng)的物理觀念

物理觀念指的是物理教學(xué)中的重要概念、觀點(diǎn)和規(guī)律。例如，在初中物理教學(xué)過程中，物理教師雖然可以直接告知學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)的相關(guān)概念與原理，但是無法培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力。在實(shí)際的教學(xué)過程中，教師要通過有效的教學(xué)手段來加深學(xué)生對物理知識的記憶，并且創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)操作，體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的真正價值。只有這樣學(xué)生才能深入地體會到物理學(xué)科中包含的觀點(diǎn)、方法、規(guī)律及思想等，從而形成正確的物理觀念。教師要善于觀察生活中的一切，從實(shí)際生活中找尋物理因素，然后結(jié)合學(xué)生的實(shí)際生活去設(shè)計實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，例如研究燈泡的燈絲這一內(nèi)容，因?yàn)闊襞菔菍W(xué)生生活中常見的，會使學(xué)生產(chǎn)生一定的熟悉感與親切感，更有利于激發(fā)學(xué)生的探究興趣。教師在設(shè)計實(shí)驗(yàn)的過程中，要跟隨時代發(fā)展的潮流，及時學(xué)習(xí)最新的科技成果，突破傳統(tǒng)物理教學(xué)的瓶頸，豐富物理課堂的內(nèi)容，通過有趣的實(shí)驗(yàn)來激發(fā)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生體會到物理對生活的影響。

（二）設(shè)計趣味實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生感受科學(xué)思維

科學(xué)思維屬于物理學(xué)習(xí)中的一種重要的思維方法，或者可以說是學(xué)科方法與思想結(jié)合的一種思維探索方式，如分析推理。在初中物理教學(xué)中，豐富的物理實(shí)驗(yàn)可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。在實(shí)驗(yàn)過程中，實(shí)驗(yàn)操作的流程、動機(jī)以及態(tài)度會直接影響實(shí)驗(yàn)的效果，所以在初中物理學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生要加強(qiáng)物理知識的學(xué)習(xí)，夯實(shí)理論基礎(chǔ)。教師要結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，有意識地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，設(shè)計出符合學(xué)生特點(diǎn)、具有趣味性、與學(xué)生實(shí)際生活有關(guān)聯(lián)的物理實(shí)驗(yàn)，從而提高實(shí)踐教學(xué)的有效性。另外，形象化、具體化的物理實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生真正意識到物理教學(xué)中包含的思維方法與科學(xué)思想，讓學(xué)生對物理現(xiàn)象和概念以及規(guī)律產(chǎn)生深刻的認(rèn)識，使學(xué)生從感性思維上升到理性思維。所以說，富有趣味的物理實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生的思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的思維素養(yǎng)。趣味實(shí)驗(yàn)并不是教學(xué)的最終目的，教師要重視學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的全過程。在這個過程中，學(xué)生只有親自進(jìn)行實(shí)踐才能增強(qiáng)感性認(rèn)知，才能深刻掌握物理實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)，進(jìn)而激發(fā)出物理科學(xué)思維，提升物理學(xué)科的核心素養(yǎng)。

（三）制造知識認(rèn)知沖突，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與不懈精神

初中學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中要秉持堅持不懈的精神，端正學(xué)習(xí)態(tài)度。在教學(xué)過程中，教師要注意的是，雖然教材中的理論知識很重要，但是其發(fā)展的過程更具啟發(fā)性。所以在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要從各個方面運(yùn)用辯證思維，通過具體的實(shí)驗(yàn)操作對物理知識進(jìn)行比較，并為學(xué)生創(chuàng)建有價值的探究情境，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過程中及時發(fā)現(xiàn)問題，并解決問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力與思考能力。實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的各種物理現(xiàn)象，都可以充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。另外，教師還要在發(fā)現(xiàn)問題的基礎(chǔ)上，將問題發(fā)現(xiàn)的全過程，物理規(guī)律、概念形成以及解決的過程直觀地呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生體會到物理學(xué)科中的科學(xué)精神，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與堅持不懈的精神。這樣做還可以促進(jìn)學(xué)生對物理知識的了解，拓展學(xué)生的思維空間，提高學(xué)生的觀察能力、思考能力、分析能力以及解決問題的能力。

（四）自主設(shè)計物理實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化學(xué)生的求知、探索欲望

探究式物理實(shí)驗(yàn)就是發(fā)現(xiàn)規(guī)律、掌握方法與解決問題的過程。研究發(fā)現(xiàn)，一些學(xué)生在進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)時，會出現(xiàn)操作步驟與結(jié)論統(tǒng)一的現(xiàn)象，這不利于培養(yǎng)學(xué)生的探究能力與解決問題的能力，久而久之會減弱學(xué)生的積極性與主動性。要想改變這一狀態(tài)，物理教師要深刻意識到問題的嚴(yán)重性，結(jié)合實(shí)際問題，采用有效措施加強(qiáng)學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)，并對實(shí)驗(yàn)提出合理的猜想，設(shè)計出不同的研究方案，主動對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行反思與總結(jié)，從而幫助學(xué)生提高解決問題的能力，創(chuàng)新學(xué)生的學(xué)習(xí)思路。在物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計中，教師要引導(dǎo)學(xué)生盡量避開書本中的實(shí)驗(yàn)，通過獨(dú)立思考自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，然后提出猜想，再通過具體的實(shí)驗(yàn)操作對猜想進(jìn)行驗(yàn)證，最終得出科學(xué)的結(jié)論。例如在做“歐姆定律的應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)時，教師可以先向?qū)W生提出問題：怎樣制作實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格？然后帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。數(shù)據(jù)表格中包括了很多物理邏輯，如自變量、控制變量等，學(xué)生根據(jù)這些數(shù)據(jù)計算電阻，并精確地測量出導(dǎo)體兩側(cè)的電壓與電流，可以用R=U/I的公式進(jìn)行計算。此時，教師還可以提出問題：在電流不變的基礎(chǔ)上，根據(jù)電壓高低，如何計算出相應(yīng)的電阻功率？然后與學(xué)生共同探討，根據(jù)實(shí)驗(yàn)中物理量之間的關(guān)系去探究歐姆定律的相關(guān)內(nèi)容。另外，實(shí)驗(yàn)過程中難免會出現(xiàn)一些誤差，影響學(xué)生的判斷，所以教師要幫助學(xué)生進(jìn)行深入分析，找出問題產(chǎn)生的原因，還原實(shí)驗(yàn)過程，從而培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，提高學(xué)生的探索欲望，推動學(xué)生探索素養(yǎng)的養(yǎng)成。

（五）做真實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)是物理發(fā)展的基礎(chǔ)保障，也是驗(yàn)證的唯一途徑。在物理實(shí)驗(yàn)過程中，教師要把科學(xué)的本質(zhì)、精神以及態(tài)度等作為教學(xué)重點(diǎn)，使學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任感。例如，在做“力的作用是相互的”實(shí)驗(yàn)時，教師可以先為學(xué)生呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程。物理教師事先準(zhǔn)備好大小相同的兩個氣球，將其中一個放在講臺上，另一個放在第一個氣球的上方并用力擠壓，然后向?qū)W生提問：這兩個氣球發(fā)生了形變，可以說明力的作用是相互的嗎？或許一個例子不能說明什么，教師可以再舉出另外兩個例子，如用手拍桌子，手會感到疼痛;用船槳往后劃水，船會向前流動，等等。教師可以與學(xué)生共同分析這些例子，并畫出物理相互作用的示意圖，由此導(dǎo)入“力的作用是相互的”的理論知識。借助這種方式，教師可以有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

（六）以解決問題為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師需要培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力，使學(xué)生通過有效的方法去解決實(shí)驗(yàn)中遇到的各種問題。在核心素養(yǎng)理念的指引下，初中物理教師要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，以解決實(shí)際問題為實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，讓學(xué)生在解決問題的過程中體會到學(xué)習(xí)的快樂。在教學(xué)過程中，教師還應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思維，使學(xué)生能獨(dú)立地思考問題，解決問題，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。另外，在實(shí)驗(yàn)完成后，教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)，對實(shí)驗(yàn)過程中的思路、重點(diǎn)及問題等進(jìn)行整理、思考與分析，使學(xué)生在了解內(nèi)容的基礎(chǔ)上充分掌握物理知識的來源與發(fā)展。

三、結(jié)語

物理是一門理論與實(shí)踐并行的學(xué)科。在物理教學(xué)中，教師要重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，通過有效的方法去優(yōu)化、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計，從而培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、觀察能力、分析能力以及解決問題的能力。教師要通過構(gòu)建豐富的實(shí)驗(yàn)課堂來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生成為課堂的“主人”，使學(xué)生感受科學(xué)思維，大膽進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，促進(jìn)物理核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展。

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