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)踐探究

黃培成

(江蘇省蘇州高新區(qū)第一初級中學(xué)校,江蘇 蘇州 215004)

在核心素養(yǎng)視域下,教師們不能再像以前那樣單純地只給學(xué)生們出試卷,也不能進(jìn)行單一的書面知識灌輸,而是要以正確的態(tài)度和方法對待教學(xué)工作,持續(xù)創(chuàng)新教育方法,全面拓展學(xué)生的素養(yǎng)和能力.特別是在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師應(yīng)當(dāng)大力推進(jìn)分工協(xié)作實(shí)驗(yàn)進(jìn)程,積極組織學(xué)生開展家庭實(shí)驗(yàn)、生活化實(shí)驗(yàn),合理設(shè)置對比性實(shí)驗(yàn),鼓勵學(xué)生們改進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)方案,從而助力初中生核心素養(yǎng)的發(fā)展.

1 物理實(shí)驗(yàn)的困境

在物理實(shí)驗(yàn)授課中,部分教師對工作的認(rèn)知仍舊停留在傳授知識方面,過于片面地追求班級中的物理成績,缺乏對初中生能力的培養(yǎng),最終導(dǎo)致“重結(jié)果、輕過程”的現(xiàn)象,忽視了初中生素養(yǎng)的發(fā)展.特別是遇到一些條件復(fù)雜的實(shí)驗(yàn),學(xué)生們往往難以親身去經(jīng)歷、去體驗(yàn),從而喪失了鍛煉自己的機(jī)會.同時(shí),受到班級授課制方面的一些影響,教師過于重視班級學(xué)情的均衡性,急于讓全班學(xué)生們快速掌握物理實(shí)驗(yàn),經(jīng)常會把一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和步驟向?qū)W生直接呈現(xiàn),在這種狀態(tài)下,學(xué)生們就只能根據(jù)教師的步驟來開展實(shí)驗(yàn),從而喪失了主動探究的機(jī)會,失去了質(zhì)疑和思考的機(jī)會,自身的核心素養(yǎng)也難以得到更深層次的發(fā)展.

2 基于核心素養(yǎng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐

2.1 分工協(xié)作實(shí)驗(yàn)

要想突出初中生群體的核心素養(yǎng),教師們就應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)初中生群體的分工協(xié)作,監(jiān)督他們在互相配合的狀態(tài)下完成學(xué)習(xí)任務(wù).舉例來說,在學(xué)習(xí)《歐姆定律》時(shí),針對“電阻”這部分內(nèi)容的研究,就可以利用分工協(xié)作的方式,把班級中學(xué)生們均分為六個小組,并把每兩個小組設(shè)置為對照組,在分配組員時(shí),最好要保障小組實(shí)力均衡,提升物理實(shí)驗(yàn)的可行性.教師讓學(xué)生拋出問題,并要求學(xué)生完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn).比如,有哪些因素會對電阻的大小造成實(shí)際影響?小組成員可以根據(jù)“導(dǎo)線材料”這一主題開展實(shí)驗(yàn),也可以根據(jù)“橫截面積”或者“導(dǎo)線長度”來開展實(shí)驗(yàn).當(dāng)各位組員積極分工協(xié)作時(shí),教師應(yīng)當(dāng)密切關(guān)注他們的配合情況,觀察他們的分工表現(xiàn),并從實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)方法等方面對他們實(shí)施綜合性評價(jià),這樣既能推進(jìn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)度,又能讓學(xué)生的素養(yǎng)得到提升,逐漸實(shí)現(xiàn)全面成長的目標(biāo).

2.2 巧用家庭實(shí)驗(yàn)

物理實(shí)驗(yàn)室是當(dāng)前主要的實(shí)驗(yàn)場所,然而,一些實(shí)驗(yàn)要求較高,消耗的時(shí)間過長,很多大型的器材也不方便搬運(yùn),這就導(dǎo)致無法在實(shí)驗(yàn)室完成.在這種情況下,教師應(yīng)當(dāng)靈活開展家庭實(shí)驗(yàn),完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)任務(wù),幫助初中生群體鍛煉實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?同時(shí),巧用家庭實(shí)驗(yàn),還可以讓學(xué)生們感受到物理來源于生活,體驗(yàn)到物理知識在生活中的妙用,提升解決問題的能力.舉例來說,在學(xué)習(xí)“電能”和“家用電器”有關(guān)知識時(shí),教師可以指導(dǎo)學(xué)生開展相關(guān)實(shí)驗(yàn),調(diào)查“家庭消耗電能”的影響因素有哪些.提前一個星期的時(shí)間,對學(xué)生家庭的電表數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄,并分析具體的影響因素.比如,通電時(shí)間因素,以及用電器數(shù)量因素,還有用電器的檔位因素,用電器種類因素等.這種家庭式的物理實(shí)驗(yàn),能擺脫學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的限制,讓學(xué)生們在生活中得到鍛煉,讓物理知識轉(zhuǎn)化為解決問題的能力,促進(jìn)學(xué)生成長和核心素養(yǎng)的提升.

2.3 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案

教師帶領(lǐng)班級學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),不能一味地照本宣科,而是要給學(xué)生們機(jī)會,讓他們對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行改進(jìn),提高實(shí)驗(yàn)的精確性和可操作性.舉例來說,在學(xué)習(xí)《壓強(qiáng)和浮力》章節(jié)時(shí),教師可以指導(dǎo)學(xué)生探究“壓強(qiáng)”與流速之間的關(guān)系.向?qū)W生們展示漏斗和乒乓球的實(shí)驗(yàn),以此來證明“流速越大則壓強(qiáng)越小”的原理.當(dāng)通過漏斗往下面吹氣時(shí),漏斗內(nèi)部的球體無法掉出來,此時(shí)有些學(xué)生們會產(chǎn)生質(zhì)疑,他們認(rèn)為漏斗和球體有可能全部是濕潤的,并且被一些水分粘連在一起,因而球體無法掉出來.借此機(jī)會,教師需要鼓勵這部分學(xué)生,使之保持敢于質(zhì)疑的精神,與此同時(shí),給班級學(xué)生設(shè)置一些實(shí)驗(yàn)任務(wù),讓他們改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案,重新再進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn).例如,讓學(xué)生反復(fù)檢查漏斗的干燥性,并且在不吹風(fēng)的情況下,查看球體是否會落下,進(jìn)而增加實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性.當(dāng)學(xué)生們完善實(shí)驗(yàn)方案以后,再驗(yàn)證“壓強(qiáng)”與流速的關(guān)系,并得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論.

2.4 生活化實(shí)驗(yàn)

教科書中的一些物理實(shí)驗(yàn)通常與真實(shí)生活中的場景有關(guān),教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生回憶以前的生活,引導(dǎo)他們發(fā)現(xiàn)身邊的物理現(xiàn)象和自然現(xiàn)象,找到教材中所契合的知識點(diǎn),安排與之有關(guān)的實(shí)驗(yàn)任務(wù),督促他們自主設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)活動.當(dāng)學(xué)生親身經(jīng)歷一些自然現(xiàn)象后,他們往往會對此類物理實(shí)驗(yàn)充滿興趣,從而保持高昂的實(shí)驗(yàn)熱情.舉例來說,在學(xué)習(xí)《光的折射與透鏡》時(shí),教師們應(yīng)當(dāng)以生活現(xiàn)象來導(dǎo)入實(shí)驗(yàn).當(dāng)一個玻璃杯中裝滿清水,此時(shí)把一根筷子放進(jìn)去,會發(fā)現(xiàn)什么情況呢?大部分學(xué)生通常會回答筷子變彎了.當(dāng)筷子被拿出來后,它依然是原來的樣子.此時(shí),教師可以導(dǎo)入“介質(zhì)”與“折射”等概念.水與空氣被認(rèn)為是不相同的兩種介質(zhì),當(dāng)光線從空氣射進(jìn)水里時(shí),“折射”就發(fā)生了.當(dāng)學(xué)生們掌握了這些基本原理與概念時(shí),就可以鼓勵他們自主設(shè)計(jì)折射實(shí)驗(yàn),借助激光與水槽等元素,探究水槽底部所發(fā)生的光斑變化,得到折射定律結(jié)論,完成當(dāng)堂實(shí)驗(yàn)任務(wù).

2.5 對比性實(shí)驗(yàn)

在物理實(shí)驗(yàn)的授課過程中,無論是對物理現(xiàn)象進(jìn)行觀察,還是對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行思考,都需要借助對比性的實(shí)驗(yàn)來探索實(shí)驗(yàn)規(guī)律,感知事物特征.實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和實(shí)驗(yàn)的條件之間存在哪些關(guān)聯(lián)性,通常都需要通過對比才能獲知真相.舉例來說,在學(xué)習(xí)《物態(tài)變化》時(shí),可以設(shè)置“液化”主題的實(shí)驗(yàn)活動,并利用對比方式來探究真理,解決真實(shí)生活中的實(shí)際問題.在實(shí)驗(yàn)之前,需要準(zhǔn)備適量的金屬筷子,準(zhǔn)備一些打火機(jī)和電壓力鍋,保障班級學(xué)生都能擁有足夠數(shù)量的器材來開展對比性實(shí)驗(yàn).指導(dǎo)學(xué)生設(shè)置常規(guī)組,并利用未加熱的金屬筷子開展實(shí)驗(yàn),而對照組則使用加熱過的金屬筷子開展相同的實(shí)驗(yàn).在電壓力鍋工作以后,把兩組實(shí)驗(yàn)中所用的筷子分別放置在熱氣流上面,并觀察這兩組實(shí)驗(yàn)筷子.在仔細(xì)對比與思考的過程中,學(xué)生們會啟動發(fā)散性思維,培養(yǎng)觀察能力,從而促使其核心素養(yǎng)持續(xù)升華.經(jīng)過仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn),那些加熱過后的實(shí)驗(yàn)筷子,它們表面會冒出很多水珠,并呈現(xiàn)向下滴落的狀態(tài),此時(shí),水蒸氣和溫度之間的聯(lián)系,以及液化現(xiàn)象的原理,都可以被學(xué)生們輕松掌握.為了讓學(xué)生們形成學(xué)以致用的意識,教師還可以引導(dǎo)他們聯(lián)想一些生活現(xiàn)象,找到生活中的物理知識.如,冬天時(shí)玻璃窗會出現(xiàn)一些霧氣,這種現(xiàn)象也可以用物理原理來解釋.

2.6 信息技術(shù)教學(xué)

在物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中,雖然大部分都是相對容易操作的實(shí)驗(yàn),但是也存在一些危險(xiǎn)系數(shù)高的實(shí)驗(yàn),或者存在一些條件較為苛刻的實(shí)驗(yàn),而且,學(xué)校實(shí)驗(yàn)室通常處于實(shí)驗(yàn)器材短缺的狀態(tài),這也給實(shí)驗(yàn)活動造成了一定困難,此時(shí),利用信息技術(shù)開展實(shí)驗(yàn)教學(xué),既是一項(xiàng)創(chuàng)新性的舉措,也是一個解決實(shí)驗(yàn)困難的辦法.舉例來說,在學(xué)習(xí)“熱機(jī)的效率”時(shí),實(shí)施“燃油內(nèi)燃機(jī)”有關(guān)的實(shí)驗(yàn)存在困難,這時(shí)就可以利用信息技術(shù)來克服困難完成實(shí)驗(yàn).借助信息化設(shè)備向?qū)W生展示內(nèi)燃機(jī)的真實(shí)工作過程,展示排氣與壓縮的詳細(xì)過程,以及展示做功的具體過程.在生動而詳細(xì)的動畫展示中,學(xué)生們更有可能快速掌握“熱機(jī)效率”的所有知識,高效突破學(xué)習(xí)難點(diǎn).此外,教師還應(yīng)當(dāng)注意信息技術(shù)的使用方式,優(yōu)化多媒體課件的展示效果,保障學(xué)生們獲得最理想的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)質(zhì)量.例如,在學(xué)習(xí)《力與運(yùn)動》章節(jié)時(shí),在學(xué)習(xí)“慣性”有關(guān)知識時(shí),教師可以設(shè)計(jì)幾個3～5秒的微視頻,簡短而有力地展示慣性實(shí)驗(yàn).如,公交車啟動時(shí),人們普遍會出現(xiàn)后仰的動作,而公交車突然剎車時(shí),人們則會隨之出現(xiàn)前傾的動作.這樣的短視頻可以插入到PPT課件中,確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)的連貫性,使得學(xué)生們保持高度的注意力.同時(shí),借助他們短時(shí)記憶力強(qiáng)的特點(diǎn),讓他們迅速掌握“慣性”的定義,掌握“運(yùn)動與力”之間的規(guī)律.

2.7 創(chuàng)新教學(xué)理念

物理教師要想創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué),就必須要擁有創(chuàng)新性的教學(xué)理念,以此來指導(dǎo)整個實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程,要想在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)展核心素養(yǎng),教師必須要保持開放的心態(tài),探索一種創(chuàng)新的教學(xué)方法.在實(shí)驗(yàn)活動的整個規(guī)劃過程中,要強(qiáng)調(diào)每一位學(xué)生的參與程度,在實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中,鼓勵每一位學(xué)生表達(dá)自身的質(zhì)疑,勇敢闡述自己的想法,為核心素養(yǎng)發(fā)展?fàn)I造一個良好的人文環(huán)境.在實(shí)驗(yàn)器材方面,積極鼓勵他們發(fā)明更好用的實(shí)驗(yàn)器材.舉例來說,在學(xué)習(xí)《力》這一章節(jié)內(nèi)容時(shí),在設(shè)計(jì)“摩擦力”有關(guān)實(shí)驗(yàn)時(shí),就可以允許他們自主設(shè)計(jì)工具,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)器材,制造一些摩擦力各不相同的滑板,這對于他們理解摩擦效果有著關(guān)鍵作用,對于他們啟發(fā)探究精神有著推動作用,對于增強(qiáng)核心素質(zhì)也非常有效.

此外,教師們應(yīng)當(dāng)意識到,讓學(xué)生們學(xué)會解題和實(shí)驗(yàn),只是教育工作中的一部分,而讓他們煥發(fā)求知欲,學(xué)會提出問題,嘗試著分析問題,也是教育工作中的關(guān)鍵一環(huán),更是提升核心素質(zhì)的重要一環(huán).例如,在《物質(zhì)的物理屬性》章節(jié)授課中,在開展“測定密度”物理實(shí)驗(yàn)時(shí),就必須要啟發(fā)他們的思維,鍛煉分析問題能力,其中,不同的固體密度不同,不同的液體也有各不相同的密度,采用哪些方法來完成測量實(shí)驗(yàn),這是一項(xiàng)非常艱巨的任務(wù).如,對大石塊的固體密度展開測量時(shí),量筒通常無法發(fā)揮作用,經(jīng)過反復(fù)思考與摸索,學(xué)生們共同探討出一個對策:先排開液體的體積,再來分析固體的體積,這時(shí)實(shí)驗(yàn)難題就迎刃而解了.還有,在《電路初探》章節(jié)中,電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的“電路連接”是一個難點(diǎn),教師可為他們設(shè)計(jì)差異性強(qiáng)的測量對象,可把15歐姆的電阻改成200歐姆.測量小燈泡所具有的額定功率時(shí),可以把它改成發(fā)光二極管,新穎的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和數(shù)據(jù),有助于他們素養(yǎng)的發(fā)展.

總而言之,對物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新,優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)活動,是培育初中生群體核心素養(yǎng)的關(guān)鍵途徑.借助對比性實(shí)驗(yàn),依托生活化實(shí)驗(yàn),巧用家庭實(shí)驗(yàn),都能讓初中生群體得到能力鍛煉,重視分工協(xié)作實(shí)驗(yàn),關(guān)注實(shí)驗(yàn)方案優(yōu)化,這些措施也可以啟發(fā)他們的思維與智慧,升華初中生群體的核心素養(yǎng).同時(shí),創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念,合理利用信息技術(shù)開展實(shí)驗(yàn),也能有效升級學(xué)生們的認(rèn)知結(jié)構(gòu),助力他們實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)的提升.