基于核心素養(yǎng)的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新與實(shí)踐

□上杭縣第四中學(xué) 王玉柱

初中物理核心素養(yǎng)指的是初中生在學(xué)習(xí)物理知識(shí)、探索物理原理、參與物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的過程中形成的一些能促使他們在學(xué)習(xí)、生活、工作領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)良好發(fā)展的、滿足時(shí)代變化需求的、促進(jìn)其終身發(fā)展的優(yōu)秀品格和重要的能力，而這也是當(dāng)前教育領(lǐng)域所關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容。對此，教師為了更好地落實(shí)核心素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)，就要對初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式和內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)的創(chuàng)新與改進(jìn)，可以通過生活實(shí)驗(yàn)、拓展實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)等方式培養(yǎng)初中生的物理知識(shí)探究能力和實(shí)際應(yīng)用能力。同時(shí)，幫助他們形成優(yōu)秀的學(xué)科品質(zhì)，進(jìn)而真正實(shí)現(xiàn)高效的核心素養(yǎng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

一、當(dāng)前初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

由于受到傳統(tǒng)應(yīng)試教育理念的影響，初中物理教師更注重對學(xué)生進(jìn)行理論知識(shí)方面的教育，而把物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)作是一門輔助性的課程，沒有真正認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)對初中生起到的重要作用。而且，在物理實(shí)驗(yàn)課程中，教師也是采用“一言堂”的方式進(jìn)行教學(xué)，一部分物理教師為了節(jié)省實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，會(huì)讓學(xué)生根據(jù)教材的要求按部就班地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，這種方式不僅使實(shí)驗(yàn)課程變得更加枯燥和單調(diào)，還會(huì)阻礙初中生物理思維的形成與發(fā)展，久而久之，也會(huì)降低他們主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情，進(jìn)而影響了實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效率。另外，傳統(tǒng)的教育觀念使教師更重視學(xué)生的考試成績，因此，他們并不是很關(guān)注物理實(shí)驗(yàn)課程，也沒有將更多的精力運(yùn)用到物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)上，這就導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)的形式過于陳舊，并不符合當(dāng)前核心素養(yǎng)教育的要求，也難以對學(xué)生進(jìn)行學(xué)科綜合能力和物理綜合素養(yǎng)方面的培養(yǎng)。

二、基于核心素養(yǎng)的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新與實(shí)踐的具體策略

（一）轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，正視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

從教學(xué)的角度來講，初中物理教師的授課觀念將會(huì)對實(shí)際的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果產(chǎn)生較大的影響。在當(dāng)前的核心素養(yǎng)教育指導(dǎo)下，傳統(tǒng)的應(yīng)試教育理念已經(jīng)無法滿足最新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求。因此，初中物理教師要快速轉(zhuǎn)變自身的教育觀念，要認(rèn)識(shí)到物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的唯一標(biāo)準(zhǔn)，而是要從更全面的角度出發(fā)理解和認(rèn)識(shí)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅要關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，更要關(guān)注他們實(shí)驗(yàn)操作的過程，真正從學(xué)生的視角出發(fā)創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的模式，進(jìn)而有效培養(yǎng)初中生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

物理本身具有較強(qiáng)的科學(xué)性和專業(yè)性，這對初中生來說有一定的認(rèn)知困難。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)原本的目的就是讓學(xué)生能通過親自動(dòng)手操作的方式探索出物理原理中更深層的邏輯關(guān)系，而教師如果只是讓物理實(shí)驗(yàn)流于表面的形式，那么這將會(huì)使實(shí)驗(yàn)活動(dòng)失去最初的意義，也無法真正提高初中生的物理綜合能力。因此，物理教師要重新理解實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義，要正確看待物理實(shí)驗(yàn)課程，并且能利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)培養(yǎng)初中生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

在學(xué)習(xí)初中物理“長度與時(shí)間的測量”這節(jié)課時(shí)，教師要先明確創(chuàng)設(shè)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的，所設(shè)置的實(shí)驗(yàn)問題都要具有一定的價(jià)值，要使初中生能通過實(shí)驗(yàn)操作掌握相應(yīng)的物理知識(shí)。比如，教師可以讓學(xué)生用刻度尺測量物理教材的寬度，引導(dǎo)學(xué)生用自己所知的方式測量硬幣的直徑和周長。在這兩項(xiàng)物理實(shí)驗(yàn)中，測量教材寬度的目的是讓初中生掌握測量物體的正確方法，而測量硬幣則是對學(xué)生的物理思維進(jìn)行拓展練習(xí)，培養(yǎng)他們舉一反三的能力。由此可見，教師只有轉(zhuǎn)變教學(xué)的觀念，才能從實(shí)際角度出發(fā)開展物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，才能真正落實(shí)核心素養(yǎng)教育的目的。

（二）聯(lián)系生活實(shí)際，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情

對于初中生來說，他們的思維意識(shí)還處在逐漸形成與發(fā)展的階段。而且，由于他們的生活閱歷不是很豐富，所以對新穎的事物會(huì)非常感興趣，也有著強(qiáng)烈的探究欲望。因此，物理教師可以充分利用這一特點(diǎn)開展生活實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生把現(xiàn)實(shí)生活要素與教材中的物理知識(shí)點(diǎn)關(guān)聯(lián)在一起，利用更生活化、日?；奈锢韺?shí)驗(yàn)幫助他們進(jìn)一步了解物理現(xiàn)象，理解抽象的物理知識(shí)。同時(shí)，也借此激發(fā)初中生主動(dòng)探究物理原理的欲望，提高他們主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣，進(jìn)而有效提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的能力。另外，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式還能改善傳統(tǒng)的枯燥的理論教學(xué)氛圍，減少初中生學(xué)習(xí)物理的壓力，使其能更主動(dòng)地投入物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中。

以滬教版初中物理八年級(jí)“科學(xué)探究：凸透鏡成像”這節(jié)實(shí)驗(yàn)課程為例，教師為了激發(fā)初中生參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的興趣，可以創(chuàng)建生活化物理實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生利用生活中常見的物品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。比如，教師為了讓學(xué)生猜想凸透鏡和凹透鏡對光所起到的作用，可以讓他們用手電筒、白紙、透鏡三樣日常生活用品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。學(xué)生先把手電筒的光照在一張白紙上，然后觀察此時(shí)光斑的大小，之后，他們再把透鏡放在手電筒的前面，觀察光斑在這種情況下所產(chǎn)生的變化，最后，學(xué)生經(jīng)過探討和研究可以發(fā)現(xiàn)，如果光斑變小了，則說明透鏡在此時(shí)對光起到了會(huì)聚的作用，如果光斑變大了，則說明此時(shí)的透鏡對光進(jìn)行了發(fā)散的作用。而這兩種現(xiàn)象都是光的折射所引起的，其中對光起到會(huì)聚作用的透鏡就是凸透鏡。此后，教師再在這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上開展凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)。教師通過創(chuàng)設(shè)生活化物理實(shí)驗(yàn)，不僅改變了初中生對物理課程的看法，還能有效激起他們主動(dòng)參與活動(dòng)的興趣，進(jìn)而幫助學(xué)生樹立正確的物理實(shí)驗(yàn)觀念。

（三）設(shè)定拓展問題，鍛煉學(xué)生思維能力

初中物理教師要想更好地培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力，可以在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中巧妙地設(shè)置拓展性問題，讓學(xué)生能針對某一物理知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行發(fā)散性的思考，并借此提升他們物理實(shí)驗(yàn)探究的能力。在設(shè)計(jì)拓展性問題時(shí)，教師可以以鍛煉學(xué)生的逆向思維為目的，選取一些較為簡單的物理知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行提問，并引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中結(jié)合已掌握的內(nèi)容對這一問題進(jìn)行探索，從而發(fā)現(xiàn)更多與此相關(guān)的物理知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)，也借此鍛煉他們的發(fā)散性思維能力。

在學(xué)習(xí)初中物理八年級(jí)“科學(xué)探究：物質(zhì)的密度”課程時(shí)，教師可以創(chuàng)建拓展性問題實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。比如，在探尋同一種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系時(shí)，教師可以先給學(xué)生播放一段蠟的密度與體積關(guān)系的視頻，然后再對學(xué)生提出問題，如“請同學(xué)們猜想一下，同一種物質(zhì)的質(zhì)量和它的體積之間是一種怎樣的關(guān)系呢？”學(xué)生則可以對這一問題提出假設(shè)，例如，“體積相同的同一種物質(zhì)，其質(zhì)量也是相等的”“同一個(gè)物質(zhì)的物體體積越大，它的質(zhì)量也就越大”等，之后，初中生再對這些假設(shè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。先選取鐵、鋁、銅三種物質(zhì)作為實(shí)驗(yàn)研究的對象，然后用天平測量出這三樣物體的質(zhì)量，再用量筒測量出它們的體積，并制作一個(gè)列表。接著，學(xué)生再以體積V 作為橫向坐標(biāo)，以質(zhì)量m 作為縱向坐標(biāo)，把所測量的信息在方格紙上畫出坐標(biāo)圖像，并在此基礎(chǔ)上計(jì)算出每樣物體的質(zhì)量與體積的比值。最終，初中生可以通過分析表格中的數(shù)據(jù)值得出準(zhǔn)確的結(jié)論。物理教師借助拓展性問題不僅提高了初中生物理實(shí)驗(yàn)的完成質(zhì)量，還有效鍛煉他們的物理思維，進(jìn)而提升學(xué)科思維能力。

（四）融合物理原理，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力

在初中物理教材中有很多抽象性的物理概念，這些知識(shí)對初中生來說并不是一朝一夕就能明白的，他們要經(jīng)過一段時(shí)間的知識(shí)積累和知識(shí)探索才能真正理解其中的含義，這樣才算是真正掌握了物理知識(shí)點(diǎn)。對此，教師要在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有意識(shí)地鍛煉學(xué)生的觀察能力，并且，合理地把物理知識(shí)原理融入實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，借此促使初中生更深刻地感悟物理原理的本質(zhì)內(nèi)涵。教師在物理實(shí)驗(yàn)課程上要為學(xué)生預(yù)留出更多自主探索、自主觀察、自主分析的時(shí)間，要讓他們通過動(dòng)腦思考、親手實(shí)踐的方式了解物理知識(shí)與物理現(xiàn)象的關(guān)系，這樣才能使初中生更快速地理解物理原理，并且能利用這些原理解決現(xiàn)實(shí)生活中看到的物理現(xiàn)象，進(jìn)而提升他們的學(xué)科核心素養(yǎng)。

在學(xué)習(xí)九年級(jí)初中物理“科學(xué)探究：串聯(lián)和并聯(lián)電路的電流”這節(jié)課時(shí)，教師可以開展觀察實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生對不同關(guān)聯(lián)方式的電路進(jìn)行觀察和測試，以此來加深對電流知識(shí)的理解。教師先為學(xué)生準(zhǔn)備插座、電源、一個(gè)電流表、兩個(gè)小燈泡、幾節(jié)電池、若干導(dǎo)線和一個(gè)開關(guān)，然后，讓他們把一個(gè)白熾燈接入到照明電路之中，通過閉合和斷開開關(guān)來觀察燈泡的變化，并輕輕觸摸燈泡壁，感受它的熱度；再然后讓他們把電壓為2.5 伏的小燈泡用導(dǎo)線連接到一節(jié)電池上，觀察此時(shí)燈的亮度，摸一摸燈泡壁的熱度；之后，學(xué)生再把一個(gè)2.5 伏的小燈泡用導(dǎo)線連接到兩節(jié)電池上，并觀察這時(shí)燈泡的亮度，輕輕觸摸燈泡壁的熱度。初中生通過觀察和觸摸的方式能得出電流越大，在相同時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的熱度就越大，而此時(shí)的燈泡也就越亮這一結(jié)論。由此可見，教師通過創(chuàng)建觀察性物理實(shí)驗(yàn)，能有效鍛煉初中生的事物觀察能力和知識(shí)探究能力，從而促使他們更深刻地理解知識(shí)原理。

（五）重視實(shí)驗(yàn)過程，形成嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度

學(xué)科核心素養(yǎng)還包含科學(xué)精神這一要素。對物理學(xué)科而言，科學(xué)精神指的是學(xué)生敢于對學(xué)科知識(shí)提出質(zhì)疑和批判，并能用理性的思維對其進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢韺?shí)驗(yàn)探索，從而得出更準(zhǔn)確的結(jié)論。對此，初中物理教師要想讓學(xué)生擁有這一核心素養(yǎng)要素，就要在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中有意識(shí)地培養(yǎng)他們的理性思維觀念，讓他們明白真理的重要性。并且，要引導(dǎo)學(xué)生用嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的態(tài)度面對物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，對實(shí)驗(yàn)中的每一個(gè)步驟、每一個(gè)環(huán)節(jié)都做到認(rèn)真負(fù)責(zé)，從而通過實(shí)驗(yàn)操作得出更加科學(xué)的物理結(jié)論。初中生在開展物理實(shí)驗(yàn)之前，教師要告知他們實(shí)驗(yàn)所要用到的工具和材料，幫助他們明確實(shí)驗(yàn)流程，記住每一步要操作的內(nèi)容，而且要對學(xué)生強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性，不能因?yàn)榕侣闊┗蛘邽榱斯?jié)省時(shí)間減少實(shí)驗(yàn)步驟。另外，教師還要時(shí)刻關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程，及時(shí)幫助他們解決困難，從而使物理實(shí)驗(yàn)?zāi)茼樌剡M(jìn)行下去。

以滬教版九年級(jí)初中物理“科學(xué)探究：物質(zhì)的比熱容”這節(jié)課為例，教師為了培養(yǎng)學(xué)生正確的學(xué)習(xí)態(tài)度，促使他們形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神，可以創(chuàng)建“水和沙子的吸熱性能”物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。教師先給學(xué)生準(zhǔn)備燒杯、酒精燈、鐵架臺(tái)、火柴、石棉網(wǎng)、圓紙板、計(jì)時(shí)器、小試管、加熱器、沙子、溫度計(jì)、水等實(shí)驗(yàn)材料，然后讓他們制作一個(gè)實(shí)驗(yàn)記錄表格，表格中要包含沙子、水、質(zhì)量、液體初溫、液體末溫、升高溫度、通電時(shí)間幾個(gè)要素。之后，學(xué)生再按照教師所教授的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)。先選取質(zhì)量相等的水和沙子放到小試管中，然后用相同的加熱器或酒精燈在相同的時(shí)間內(nèi)對小試管進(jìn)行加熱，此時(shí)還要用溫度計(jì)測量水和沙子的溫度變化，用秒表計(jì)算加熱的時(shí)間，最后學(xué)生要把這個(gè)過程中所產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)記錄到表格中。教師通過引導(dǎo)學(xué)生參與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢韺?shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓他們知道遵守實(shí)驗(yàn)規(guī)章制度、遵循實(shí)驗(yàn)流程和步驟的重要性，從而促使初中生形成良好的科學(xué)精神。

（六）自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)

在物理實(shí)驗(yàn)課程中，教師除了按照教學(xué)材料的要求為學(xué)生創(chuàng)設(shè)物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)之外，還可以鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)際需求和對物理原理的猜想進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)流程的設(shè)計(jì)，從而更好地鍛煉他們的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維能力。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的就是要讓學(xué)生通過自主探索物理現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的方式掌握正確的實(shí)驗(yàn)方法，并且找到合理的解決方案，或者能進(jìn)一步加深對物理知識(shí)原理的理解與記憶。對此，教師為了培養(yǎng)初中生的創(chuàng)新思維意識(shí)，提升他們自主探尋物理知識(shí)原理的能力，可以開展自主設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生對教材知識(shí)點(diǎn)提出合理的猜想，然后再以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)個(gè)性化的研究方法，并且在實(shí)驗(yàn)操作和反思的過程中拓寬解決問題的思路，提高他們的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

以初中物理教材中“科學(xué)探究：怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流”這節(jié)課為例，教師可以讓學(xué)生自行閱讀物理課本，并鼓勵(lì)他們按照自己的理解創(chuàng)設(shè)物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。比如，有的學(xué)生想要探索“產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”這一問題，他們就要先準(zhǔn)備U 形磁鐵、閉合線圈、靈敏電流計(jì)、手搖發(fā)電機(jī)、支架等實(shí)驗(yàn)材料，然后再設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)的方案，制作實(shí)驗(yàn)記錄的表格，之后再開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。學(xué)生可以通過操作閉合開關(guān)，觀察導(dǎo)體在U 形磁鐵中的運(yùn)動(dòng)變化，并借此判斷電路中的電流會(huì)在怎樣的情況下產(chǎn)生。同時(shí)，要記錄靈敏電流表指針的方向變化。初中生通過設(shè)置這樣的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)苡行袛喑龈袘?yīng)電流產(chǎn)生所需條件，而教師也能借助這種方式提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

三、結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)前的核心素養(yǎng)教育背景下，初中物理教師要想更好地培養(yǎng)學(xué)生的物理綜合能力，提高他們的物理學(xué)科素養(yǎng)，就要改變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，要更重視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用和意義，并且從學(xué)生的角度出發(fā)創(chuàng)新和設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的內(nèi)容與形式，以此來調(diào)動(dòng)初中生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。同時(shí)，在多樣化的物理實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)他們的學(xué)科核心素養(yǎng)，提高教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。