初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的思考與實(shí)踐

相 云

在初中階段的學(xué)習(xí)中，物理是非常重要的一門學(xué)科，而物理知識又是很多科學(xué)研究的基礎(chǔ)，凸顯了物理學(xué)科的重要性。初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須要創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，為初中生創(chuàng)造更好的實(shí)踐機(jī)會和平臺，實(shí)現(xiàn)初中生科學(xué)素養(yǎng)的提升。［1］反過來，物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芊耥樌_展，與學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)又有著密切的關(guān)系，為此教師要借助物理實(shí)驗(yàn)，搭建起學(xué)生學(xué)習(xí)與科學(xué)素養(yǎng)提升之間的穩(wěn)固橋梁。

一、立足當(dāng)前教育需求，突出科學(xué)素養(yǎng)要求

首先是適應(yīng)改革需要，強(qiáng)化學(xué)生知識聯(lián)系。隨著素質(zhì)教育和素養(yǎng)培養(yǎng)的實(shí)施，義務(wù)教育課堂教學(xué)正面臨著不斷的變革，各學(xué)科教師也迎來新的挑戰(zhàn)。為達(dá)到適應(yīng)教育改革的發(fā)展、滿足學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)要求的目標(biāo)，強(qiáng)化學(xué)生的知識聯(lián)系，形成一套完整的科學(xué)教育體系是教師應(yīng)該重點(diǎn)考慮的問題。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，知識聯(lián)系主要體現(xiàn)在教材與實(shí)驗(yàn)的關(guān)聯(lián)上，具體來說，就是學(xué)生必須清楚實(shí)驗(yàn)的原理，有效開展物理實(shí)驗(yàn)。

以人教版《義務(wù)教育教科書·物理》（以下簡稱“物理教材”）八年級上冊第一章第一節(jié)《長度和時間的測量》為例，學(xué)生學(xué)習(xí)這兩個物理量的測定，是為后面學(xué)習(xí)速度測定的相關(guān)內(nèi)容做好準(zhǔn)備。測量長度的常用工具是尺子，而測量時間的主要工具就是秒表，在實(shí)驗(yàn)開展之前，教師必須要向?qū)W生明確說明，為什么要用這兩種工具進(jìn)行測量。首先長度是肉眼可見的，在已經(jīng)定義了單位長度的基礎(chǔ)上，只要根據(jù)尺子的讀數(shù)，就可以測出物體的實(shí)際長度，長度這個量也是不容易改變的，屬于可控量；而時間隨時在流逝，不受人們的控制，時間的測量在本質(zhì)上只是截取一段時間，并用秒表上的數(shù)字表示這一段時間，是可變量，并且可能受個人操作的影響。

其次是依據(jù)發(fā)展規(guī)劃，激發(fā)學(xué)生實(shí)踐能力?？茖W(xué)素養(yǎng)中包括了對學(xué)生科學(xué)實(shí)踐能力的激發(fā)。學(xué)生僅僅掌握理論還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，實(shí)踐能力的提升才是未來實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)發(fā)展、社會進(jìn)步的根本保證。因此教師要依據(jù)社會及個人發(fā)展的規(guī)劃，有針對性地激發(fā)學(xué)生的實(shí)踐能力。

以人教版物理教材八年級下冊第七章《力》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)一課為例，力不僅是整個物理教學(xué)的中心知識，且在生活中無處不在，然而人們?nèi)庋蹍s無法直接觀察到力的存在，因此必須要用實(shí)驗(yàn)的方式才能讓學(xué)生感受到各種力的存在。在日常生活中常見的力主要有：重力、彈力、摩擦力、支持力等，教師就可以進(jìn)行這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：

教師可以讓學(xué)生通過對生活現(xiàn)象的觀察和研究，找出各種力的存在，然后設(shè)法排除其他力的干擾，重點(diǎn)觀察其中一種力的實(shí)際表現(xiàn)，最后根據(jù)觀察到的實(shí)際現(xiàn)象，說出這種力存在的依據(jù)。以重力的實(shí)驗(yàn)研究為例，學(xué)生可以舉起一塊橡皮，再放開橡皮，讓它做自由落體運(yùn)動。學(xué)生就會觀察到，放開橡皮之后，橡皮會以垂直地面的方向，向下加速運(yùn)動，而不是朝著其他的方向，這就得出了橡皮受重力作用，且作用的方向是豎直向下這一結(jié)論。在本實(shí)驗(yàn)中，教師還要引導(dǎo)學(xué)生思考，為何要選擇橡皮，而不是一張紙？進(jìn)而理解到使用橡皮就能在很大程度上排除其他力，如空氣阻力的影響，這樣才能使實(shí)驗(yàn)更加直觀。

二、解析科學(xué)素養(yǎng)要素，明確實(shí)驗(yàn)教學(xué)方向

其一是夯實(shí)知識基礎(chǔ)。良好的認(rèn)知基礎(chǔ)，是物理學(xué)習(xí)乃至實(shí)驗(yàn)開展的必要條件。初中物理，相對于其他學(xué)科而言，主要特色在于其知識點(diǎn)的基礎(chǔ)性。

以人教版物理教材八年級上冊第四章《光現(xiàn)象》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，光是人們看清一切事物的物質(zhì)基礎(chǔ)，物體只有通過光的反射傳到人的眼中，才能形成具體的圖像。光的傳播、反射、折射、色散等現(xiàn)象的存在造就了我們所看到美好的世界。對于光而言，還有許多未知的領(lǐng)域值得人們?nèi)ヌ剿鳎渲邪撕芏鄬馓赜鞋F(xiàn)象的應(yīng)用。因此，教師在實(shí)驗(yàn)中，可以重點(diǎn)為學(xué)生講述光的作用及其存在的重要性，在吸引學(xué)生興趣的同時，也能引導(dǎo)學(xué)生主動進(jìn)行深入探索。

其二是注重方法過程。相比于基礎(chǔ)知識的掌握和理解而言，學(xué)生對科學(xué)研究方法與過程的掌握，更是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要組成因素。成功的實(shí)驗(yàn)要以特定的方法與技巧為根本保證，因此實(shí)驗(yàn)方法的教學(xué)就顯得尤為重要，是教師在教學(xué)中應(yīng)關(guān)注的重點(diǎn)。當(dāng)然在物理實(shí)驗(yàn)中，又要注意物理實(shí)驗(yàn)研究方法的靈活性與有效性，這就需要教師結(jié)合具體的案例，對一種或一類實(shí)驗(yàn)展開系統(tǒng)的分析，以幫助學(xué)生更好地兼顧靈活性與有效性。

初中階段的電學(xué)實(shí)驗(yàn)，通常是測量電路中的電流、電壓與電阻，這類實(shí)驗(yàn)的基本流程，應(yīng)該是先畫出電路圖，分析不同鏈接方式的特點(diǎn)，再進(jìn)行實(shí)際的電路連接，同時要記錄好具體的現(xiàn)象或數(shù)據(jù)。以人教版物理教材九年級全冊第十六章《電流和電路》的實(shí)驗(yàn)為例，教師在組織學(xué)生測定小燈泡的電阻值時，為了確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，學(xué)生應(yīng)改變滑動變阻器接入的阻值大小，從而改變電流與小燈泡兩端的電壓大小，經(jīng)過多次測量后取平均值，這種方式能使實(shí)驗(yàn)更加精確，更有效地說明理論的準(zhǔn)確性。學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)并理解這種實(shí)驗(yàn)方法的科學(xué)性后，就能夠?qū)⑦@種思維貫徹到其他的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中，促進(jìn)自身科學(xué)素養(yǎng)的提升。

三、掌握科學(xué)素養(yǎng)要領(lǐng)，全面推進(jìn)教學(xué)升級

其一是興趣培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力。要真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的可持續(xù)提升，必須從興趣著手，開啟學(xué)生學(xué)習(xí)動力的源泉。興趣的培養(yǎng)也是新時代課堂教學(xué)變革的基本方向和必然趨勢，是教師物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思維指引。［2］

以人教版物理教材八年級下冊第十章《浮力》的實(shí)驗(yàn)為例，教師在開展本實(shí)驗(yàn)時也可以與學(xué)生喜愛的一項(xiàng)運(yùn)動——游泳進(jìn)行結(jié)合。教師可以引入如下兩個問題：為什么有些人不會游泳卻能夠漂浮在水面上，而有些人不行？人能夠在死海上自由漂浮的原因是什么？然后再以這兩個問題作為引導(dǎo)，通過實(shí)驗(yàn)解釋原理，更能吸引學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)生探索物理知識的欲望。興趣培養(yǎng)要求教師能夠從學(xué)生的日常生活及相關(guān)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)學(xué)生的興趣，從而有針對性地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

其二是精神凝聚，塑造學(xué)生探索品質(zhì)。物理實(shí)驗(yàn)是一個十分嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪^程，因此學(xué)生必須要拿出飽滿的精神，始終堅(jiān)持以求真務(wù)實(shí)的良好心態(tài)來對待實(shí)驗(yàn)流程。教師可以從實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)出發(fā)，加強(qiáng)對學(xué)生品質(zhì)素養(yǎng)的培養(yǎng)。

有些學(xué)生往往不經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，就對一些物理情景進(jìn)行主觀判斷，沒有考慮到凡事都具有特殊性，不能以主觀判斷作為最終的結(jié)論。例如，有學(xué)生認(rèn)為，只要一個物體的密度比水大，那么在沒有其他因素影響下就一定會下沉，教師此時就可以通過實(shí)驗(yàn)，向?qū)W生演示鐵塊放置在水中必然會下沉，但依然可以通過各種方式讓其浮起。這樣的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)將看似不可能的事件變?yōu)榭赡埽湍軌蛞龑?dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)思考，激發(fā)學(xué)生的探索與思辨精神。

科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)不僅是新時代人才培養(yǎng)的基本要求，也將對社會的進(jìn)步、科技的發(fā)展產(chǎn)生重要作用。教師應(yīng)通過改進(jìn)教學(xué)方法，切實(shí)增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，將初中學(xué)生培養(yǎng)為有知識、有精神、有品質(zhì)、有能力的“四有”優(yōu)秀青年。