核心素養(yǎng)視域下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略優(yōu)化研究

文/陸建忠

引言

新課程改革要求教師利用更加多元化的教學(xué)方法來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，注重提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。教師需要結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況制訂有針對(duì)性的教學(xué)方案，重視對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與物理課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)。

一、理論結(jié)合實(shí)際，樹(shù)立物理理念

在初中物理教學(xué)中，教師應(yīng)注重將物理理論知識(shí)與學(xué)生生活實(shí)際相結(jié)合，通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生的物理實(shí)踐能力，讓學(xué)生感受物理的魅力。只有理論聯(lián)系實(shí)際才能夠發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)作用，如果理論脫離實(shí)際就會(huì)導(dǎo)致教學(xué)效果大打折扣，不利于培養(yǎng)學(xué)生的探究素養(yǎng)。在初中物理教學(xué)中，教師要采用學(xué)生熟悉的、生活中常見(jiàn)的元素開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生感受到物理知識(shí)就在身邊，有效提升物理知識(shí)應(yīng)用能力[1]。

例如，蘇教版八年級(jí)物理第一章講的主要是有關(guān)聲音性質(zhì)、聲音的傳播等知識(shí)，教師需要讓學(xué)生明白何為聲音、聲音的特點(diǎn)及現(xiàn)實(shí)生活中有哪些人耳聽(tīng)不到的聲音。為了有效提升學(xué)生的合作交流溝通能力及自主學(xué)習(xí)能力，教師可以在教學(xué)過(guò)程中播放一些學(xué)生日常生活中常常聽(tīng)到的聲音，如風(fēng)聲、雷聲、汽車?guó)Q笛的聲音、火車駛過(guò)的聲音等，然后引導(dǎo)學(xué)生在回顧這些聲音的同時(shí)思考聲音傳播的相關(guān)知識(shí)。在這一過(guò)程中，教師需要注意引導(dǎo)學(xué)生，并積極為學(xué)生解答問(wèn)題和疑惑，自然過(guò)渡到本節(jié)課的主要內(nèi)容上，完成課前問(wèn)題導(dǎo)學(xué)。接著，教師可以利用學(xué)生在實(shí)際生活中熟悉的事物，如軟底塑料盆、火柴、蠟燭、表面為薄橡皮膜的杯子等，或者在課前錄好的同學(xué)們的對(duì)話，將其作為教學(xué)素材。這些學(xué)生生活中常見(jiàn)的元素能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在教學(xué)過(guò)程中，教師可以先引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察，將緊繃的薄橡皮膜覆蓋在杯子的杯扣上，然后在上面撒一些泡沫塑料屑，之后用準(zhǔn)備好的木棍或者手來(lái)敲動(dòng)木盆，最后讓學(xué)生就觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行思考和探究。在學(xué)生思考完畢后，教師可以提問(wèn)學(xué)生：是否物體在振動(dòng)時(shí)一定會(huì)產(chǎn)生聲音？如果沒(méi)有空氣，我們還能夠聽(tīng)到聲音嗎？接著，學(xué)生開(kāi)始思考教師提出的問(wèn)題。之后，教師可以根據(jù)提出的問(wèn)題和學(xué)生開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)來(lái)探究答案：將學(xué)生生活中常見(jiàn)的鬧鐘放到真空罩中，在抽走空氣之前，學(xué)生還能夠聽(tīng)到真空罩中鬧鐘的聲音；而當(dāng)教師將真空罩中的空氣抽走，學(xué)生就會(huì)發(fā)現(xiàn)即便能夠看到鬧鐘在為發(fā)出聲音而振動(dòng)，但是已經(jīng)聽(tīng)不到鬧鐘的聲音了。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，教師可以讓學(xué)生了解到真空不能傳播聲音這一定義。學(xué)生通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)W習(xí)到聲音的傳播需要通過(guò)介質(zhì)。在這之后，教師還可以為學(xué)生播放準(zhǔn)備好的一段錄音，讓學(xué)生了解除了空氣外，聲音還能夠通過(guò)固體及液體進(jìn)行傳播，讓學(xué)生通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)更多知識(shí)，提升物理綜合能力。

教師可以通過(guò)多樣的物理實(shí)驗(yàn)豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，營(yíng)造輕松愉悅的課堂氛圍，使學(xué)生能夠在課堂學(xué)習(xí)中持續(xù)集中注意力。教師可以根據(jù)教材向?qū)W生講述有關(guān)聲音傳播的現(xiàn)象，為學(xué)生講解聲音的特點(diǎn)、不同介質(zhì)傳播聲音的效果等，然后讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行分組交流學(xué)習(xí)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中聯(lián)系生活實(shí)際，最后每個(gè)小組選出一個(gè)代表進(jìn)行課堂展示。教師在課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最后可以帶領(lǐng)學(xué)生梳理本次實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課堂總結(jié)，鞏固學(xué)生的物理基礎(chǔ)知識(shí)。

二、培養(yǎng)物理意識(shí)，拓展物理思維

在開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生需要進(jìn)行建模，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行推理，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)概括和科學(xué)論證等，這些都是初中物理實(shí)驗(yàn)中的重要環(huán)節(jié)。教師若想真正發(fā)揮初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，就需要積極培養(yǎng)學(xué)生的物理意識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的物理思維能力，在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。此外，教師應(yīng)從思維層面對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)和幫助，使學(xué)生養(yǎng)成良好的物理實(shí)驗(yàn)探究習(xí)慣，在實(shí)驗(yàn)中做到具體問(wèn)題具體分析[2]。

例如，蘇教版八年級(jí)第一章第二節(jié)講述的是“樂(lè)音的特性”，本節(jié)課程的目標(biāo)主要是讓學(xué)生能夠體會(huì)并了解表征聲音的三要素及聲音的決定因素，并進(jìn)一步了解音調(diào)與響度的區(qū)別。本節(jié)課程還有一個(gè)重要的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)聲樂(lè)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上提升自己的音樂(lè)審美能力。在課程開(kāi)始時(shí)，教師需要帶領(lǐng)學(xué)生回顧上一節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容，也就是關(guān)于“聲音是什么”的知識(shí)，喚起學(xué)生的記憶后再引入本節(jié)課程的內(nèi)容，讓學(xué)生了解聲樂(lè)的特性。教師可以為學(xué)生播放不同種類樂(lè)器發(fā)出的聲音，在播放樂(lè)器聲音的過(guò)程中詢問(wèn)學(xué)生這些聲音都有哪些特點(diǎn)，以及通過(guò)分辨不同樂(lè)器的聲音能否總結(jié)出聲音的基本特性。接著，教師可以組織學(xué)生在聆聽(tīng)聲音的過(guò)程中展開(kāi)分組討論，使學(xué)生通過(guò)合作探究進(jìn)行有效思考和分析。之后，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生探究聲音強(qiáng)弱的影響因素，假設(shè)學(xué)生的桌子上有一個(gè)鼓，要想讓這個(gè)鼓發(fā)出的聲音更響亮應(yīng)該怎么做？通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考。在這之后，教師可以拿出一只鼓組織學(xué)生通過(guò)具體動(dòng)手操作，來(lái)尋找影響聲音強(qiáng)弱的因素，并通過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證自己的猜想。在分析推理的過(guò)程中，教師要讓學(xué)生根據(jù)實(shí)際進(jìn)行思考和分析，培養(yǎng)學(xué)生的物理意識(shí)，幫助學(xué)生形成良好的物理思維，增強(qiáng)學(xué)生的邏輯思維能力。針對(duì)性的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)有重要的促進(jìn)作用，學(xué)生可以在教師的啟發(fā)和引導(dǎo)下，通過(guò)動(dòng)手操作來(lái)驗(yàn)證自己學(xué)習(xí)的物理知識(shí)。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論，即聲音的強(qiáng)弱和鼓面振動(dòng)的幅度有關(guān)。之后，教師可以組織學(xué)生開(kāi)展合作討論，尋找具體的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)驗(yàn)證自己的猜測(cè)，提升學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生會(huì)認(rèn)為聲源振動(dòng)的幅度越大，聲音的響度也就越大。隨后，教師可以為學(xué)生準(zhǔn)備一些硬卡片，用硬卡片撥動(dòng)粗齒和細(xì)齒的木梳，進(jìn)一步驗(yàn)證聲音影響因素的相關(guān)知識(shí)。

通過(guò)不同實(shí)驗(yàn)的反復(fù)驗(yàn)證，學(xué)生最終得出了正確結(jié)論，即聲源振動(dòng)的頻率能夠影響聲音音調(diào)的高低。在多次實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生的探究能力得到了大幅提升，開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)的積極性也大大提升。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師還可以組織物理游戲活動(dòng)，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)。如在教學(xué)本節(jié)課程知識(shí)后，教師可以組織學(xué)生進(jìn)行聽(tīng)音辨聲的游戲，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并鼓勵(lì)學(xué)生及時(shí)做好課堂學(xué)習(xí)總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)熱情，夯實(shí)學(xué)生的物理知識(shí)基礎(chǔ)。

三、發(fā)揮主體作用，做好總結(jié)反思

在學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)探究時(shí)，教師應(yīng)對(duì)學(xué)生充滿信心，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與到實(shí)驗(yàn)探究中，提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)生開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)提供充足的條件。教師需要將物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生根據(jù)本節(jié)課程的主要學(xué)習(xí)目標(biāo)自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。要想提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，教師除了要做好充分的課前準(zhǔn)備外，還需要引導(dǎo)學(xué)生遵守物理實(shí)驗(yàn)的相關(guān)規(guī)范和要求，并讓學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后積極主動(dòng)地進(jìn)行總結(jié)和反思，提升物理綜合素養(yǎng)。

例如，在教學(xué)八年級(jí)（下冊(cè)）第十章中“關(guān)于物體的沉與浮”的知識(shí)時(shí)，教師就需要以學(xué)生為課堂主體，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)，觀察物體的沉與浮。本課的實(shí)驗(yàn)通常是將準(zhǔn)備好的雞蛋放入鹽水中，然后觀察雞蛋的沉浮情況，之后再在鹽水中慢慢加入適量的清水，在加入清水的過(guò)程中觀察雞蛋的懸浮及下沉。而在實(shí)際的物理實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中學(xué)生很難有效控制清水的加入量，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)不能順利開(kāi)展。對(duì)此，教師可以對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一定的改進(jìn)，設(shè)計(jì)能夠讓學(xué)生更容易操作的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。教師可以首先準(zhǔn)備一盆濃鹽水和一盆清水，讓學(xué)生觀察雞蛋的懸浮及下沉，然后讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)習(xí)的物理力學(xué)相關(guān)知識(shí)分析雞蛋的受力情況，結(jié)合學(xué)習(xí)過(guò)的二力平衡知識(shí)得出物體懸浮及下沉的相關(guān)條件。在這之后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生慢慢將海水倒入濃鹽水中，讓學(xué)生觀察雞蛋懸浮的情況，分析懸浮的條件并和其他同學(xué)展開(kāi)探究和討論。這種實(shí)驗(yàn)方式不僅能夠大大提升學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)積極性，還能夠有效提升物理實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確率，通過(guò)知識(shí)遷移讓學(xué)生更容易理解所學(xué)習(xí)的物理知識(shí)，鞏固已學(xué)的物理知識(shí)。浮力是初中物理教學(xué)中的重難點(diǎn)，其具有較強(qiáng)的抽象性，學(xué)生很容易產(chǎn)生抵觸心理，在開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)時(shí)部分學(xué)生會(huì)顯露出明顯的消極態(tài)度。對(duì)此，教師可以引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合學(xué)習(xí)內(nèi)容制作一些自己喜歡的簡(jiǎn)單教具，從而對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)起到一定的輔助作用。

教師在引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)時(shí)要從多個(gè)角度對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行分析和探究，積極聽(tīng)取學(xué)生的意見(jiàn)，探索更多物理實(shí)驗(yàn)探究方法，提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。物理實(shí)驗(yàn)中很多實(shí)驗(yàn)知識(shí)都是相互通用的，很多物理實(shí)驗(yàn)探究的方法實(shí)際上是來(lái)自對(duì)不同實(shí)驗(yàn)的收集和整理。教師需要積極引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展學(xué)習(xí)總結(jié)活動(dòng)，自己也要定期進(jìn)行教學(xué)反思，進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，幫助學(xué)生改進(jìn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。

四、開(kāi)展真實(shí)物理實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)探究能力

實(shí)驗(yàn)在初中物理教學(xué)中占據(jù)著重要地位，物理本身就是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為主的學(xué)科。良好的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驗(yàn)閷W(xué)生問(wèn)題的提出、理論的驗(yàn)證及知識(shí)的應(yīng)用提供載體。教師需要開(kāi)展真實(shí)的實(shí)驗(yàn)來(lái)提升教學(xué)的有效性。實(shí)驗(yàn)中的任何一個(gè)微小誤差都有可能影響對(duì)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，不利于學(xué)生物理探究能力的提高。因此，教師在開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中一定要重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的真實(shí)性及準(zhǔn)確性，通過(guò)真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)有效提升學(xué)生的探究能力，培養(yǎng)學(xué)生的探究素養(yǎng)。

例如，在八年級(jí)（上冊(cè)）第三章對(duì)光現(xiàn)象知識(shí)的教學(xué)中，教師需要讓學(xué)生了解光的定義、光的性質(zhì)和特點(diǎn)及光傳播的速度和特點(diǎn)，通過(guò)真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。在課程開(kāi)始之前，教師可以利用多媒體教學(xué)設(shè)備，通過(guò)引入與光現(xiàn)象有關(guān)的圖片導(dǎo)入本節(jié)課程的知識(shí)，在激發(fā)學(xué)生探索欲望的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主思考和探究，讓學(xué)生思考光產(chǎn)生的原因。接著，教師可以根據(jù)學(xué)生的思考和回答整理出天然光源及人造光源的相關(guān)概念。然后，教師可以展示激光手電筒向?qū)W生提問(wèn)，讓學(xué)生思考光傳播路徑及傳播特點(diǎn)；之后組織學(xué)生進(jìn)行合作探究，分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行小組展示，通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。作為課堂的主導(dǎo)者和學(xué)生學(xué)習(xí)的輔助者，教師應(yīng)充分重視科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的科學(xué)倫理、科學(xué)精神等，這樣才能夠培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感和物理實(shí)驗(yàn)精神。各個(gè)小組在教師的引導(dǎo)下展開(kāi)物理實(shí)驗(yàn)，有的小組使用激光手電和水，有的小組使用手電和平面鏡，還有的小組使用手電和白紙。在學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程中，教師需要給予學(xué)生充分的指導(dǎo)和幫助，并加強(qiáng)監(jiān)督，保證實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性，提升學(xué)生的探究素養(yǎng)。開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，無(wú)論學(xué)生還是教師，都需要遵守真實(shí)性這一原則，用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神和實(shí)驗(yàn)態(tài)度完成物理實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)物理探究精神，提升實(shí)驗(yàn)探究能力。在多個(gè)學(xué)習(xí)小組經(jīng)過(guò)大量物理實(shí)驗(yàn)后，學(xué)生總結(jié)歸納出了“光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播”這一理論。最后，教師可以舉一些光沿直線傳播的例子，加深學(xué)生對(duì)光現(xiàn)象知識(shí)的理解，并組織學(xué)生進(jìn)行課堂實(shí)驗(yàn)總結(jié)，增強(qiáng)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

實(shí)驗(yàn)活動(dòng)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)有重要的意義和作用，教師需要保證物理實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性，組織學(xué)生積極開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)；同時(shí)要利用好物理實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的師生互動(dòng)交流機(jī)會(huì)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中促進(jìn)學(xué)生物理綜合能力的提升。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要手段，也是初中物理教學(xué)的重要組成部分。教師需要重視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展，運(yùn)用多樣化的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的物理探究能力，為學(xué)生今后的物理學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。