核心素養(yǎng)下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究

■天津市西青區(qū)楊柳青第四中學(xué) 趙洪晶

八年級(jí)學(xué)生剛開(kāi)始學(xué)習(xí)物理這門(mén)學(xué)科，在對(duì)這門(mén)學(xué)科感到好奇的同時(shí)，又對(duì)如何學(xué)好物理學(xué)科感到迷茫、迷惑。在這種情況下，用什么方法讓學(xué)生對(duì)物理產(chǎn)生興趣，通過(guò)什么途徑提高學(xué)生的物理核心素養(yǎng)非常關(guān)鍵。俗話說(shuō)，良好的開(kāi)端就相當(dāng)于成功了一半。興趣是最好的老師。而豐富有趣的物理實(shí)驗(yàn)不僅可以讓學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣，而且可以幫助學(xué)生戰(zhàn)勝學(xué)習(xí)物理的恐懼心理，從而順利掌握學(xué)習(xí)物理的技巧。由此，在初中階段早準(zhǔn)備、有計(jì)劃、有目的地進(jìn)行形式多樣的物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦能力、科學(xué)思維能力，還能讓學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。這對(duì)于初中學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中提升核心素養(yǎng)至關(guān)重要。

初中核心素養(yǎng)教學(xué)是指學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的過(guò)程中，從物理學(xué)科的角度培養(yǎng)學(xué)以致用的方法，從而形成認(rèn)識(shí)事物和解決問(wèn)題的思想，從中領(lǐng)悟、感受科學(xué)的探究方法，并能夠通過(guò)科學(xué)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究所帶來(lái)的成就感，培養(yǎng)不怕失敗的科學(xué)品質(zhì)，養(yǎng)成不怕困難、勇于探索的科學(xué)精神。實(shí)驗(yàn)作為初中學(xué)生物理學(xué)習(xí)過(guò)程中極為重要的部分，成為培養(yǎng)初中學(xué)生物理核心素養(yǎng)的關(guān)鍵途徑。基于此，本文將對(duì)如何在教學(xué)中利用物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)和提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)進(jìn)行探討。

一、物理教學(xué)中增強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的可見(jiàn)性和趣味性，培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)

初二的學(xué)生剛剛接觸物理，物理對(duì)他們來(lái)講有著無(wú)限的神秘感。初中許多物理知識(shí)都與生活息息相關(guān)，而現(xiàn)在的學(xué)生恰恰生活經(jīng)驗(yàn)欠缺，所以教師應(yīng)盡可能地讓生活體驗(yàn)走進(jìn)課堂。比如：在講液體可以傳聲時(shí)，我把手機(jī)鬧鈴打開(kāi)，然后，把手機(jī)放入防水袋，直接吊著放入透明的玻璃缸內(nèi)，依舊可以聽(tīng)到鬧鈴的聲音。學(xué)生頓時(shí)興奮了，對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)印象深刻。其實(shí)，防水袋在游泳時(shí)很常見(jiàn)，只不過(guò)學(xué)生們?cè)趺匆膊粫?huì)想到這會(huì)和聲音的傳播有關(guān)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，我及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生，鼓勵(lì)他們平時(shí)要細(xì)心觀察，生活中處處有物理。再如：學(xué)習(xí)“杠桿”一節(jié)時(shí)，我把核桃?jiàn)A子、羊角錘、大個(gè)的指甲刀、蛋糕夾子、老虎鉗子等工具帶入課堂，讓學(xué)生感受什么是省力杠桿，什么是費(fèi)力杠桿。這樣的教學(xué)讓學(xué)生感受到物理就在身邊，消除了他們對(duì)物理的陌生感。

在教學(xué)過(guò)程中，演示實(shí)驗(yàn)至關(guān)重要。若演示效果不明顯，將直接影響學(xué)生學(xué)習(xí)物理的質(zhì)量。例如：在講“汽化和液化”一節(jié)時(shí)，教材上引入的新課實(shí)驗(yàn)是在塑料袋里滴入幾滴酒精，將空氣擠壓干凈，把塑料袋口扎緊，放入熱水中，塑料袋就會(huì)慢慢鼓起來(lái)。而我在課前反復(fù)操作很多次，效果總是不理想。后來(lái)，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，把塑料袋換為氣球，效果特別棒。取兩個(gè)相同的氣球，在其中一個(gè)里面滴入幾滴酒精，然后，用繩把兩個(gè)氣球口都扎緊，放入大燒杯中，倒入熱水，滴有酒精的氣球馬上鼓脹并漂浮起來(lái)。這時(shí)，學(xué)生們學(xué)習(xí)的積極性立刻被調(diào)動(dòng)起來(lái)，新課進(jìn)行得十分順暢。學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣更濃了。

心理學(xué)研究表明，初中階段，學(xué)生有很強(qiáng)的好奇心、探究欲。而選用生活中常見(jiàn)的物品做實(shí)驗(yàn)，會(huì)使學(xué)生更感興趣，更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情，讓學(xué)生主動(dòng)獲取物理知識(shí)，思考如何學(xué)習(xí)物理，在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。例如：在講大氣壓強(qiáng)一課時(shí)，我用礦泉水瓶、注射器、橡膠管演示吸氣球。學(xué)生們頓時(shí)沸騰了，這個(gè)小小的實(shí)驗(yàn)就開(kāi)啟了大氣壓教學(xué)的大門(mén)。再如：學(xué)習(xí)液體壓強(qiáng)時(shí)，“帕斯卡桶裂”實(shí)驗(yàn)學(xué)生不易理解，于是，我用兩個(gè)兩端開(kāi)口但粗細(xì)不同的玻璃管，在下段各擠緊一個(gè)氣球，向玻璃管中加入適量的水……通過(guò)創(chuàng)新演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)，讓學(xué)生對(duì)初中物理知識(shí)的概念、實(shí)驗(yàn)原理掌握得更牢固，從而達(dá)到提升初中學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的目的。知識(shí)，百科全書(shū)中應(yīng)有盡有，而用新方法、新方案解決問(wèn)題，卻是任何書(shū)籍也給予不了的。古人云：“授人以魚(yú)，不如授人以漁?！?/p>

二、演示實(shí)驗(yàn)與分組實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，提升學(xué)生物理核心素養(yǎng)

核心素養(yǎng)教育要求教師不斷創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，使學(xué)生在有效掌握物理知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)其學(xué)習(xí)物理的興趣，提高和鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察能力、總結(jié)能力。例如：“光沿直線傳播”一節(jié)中，光沿直線傳播可以解釋的現(xiàn)象有小孔成像，而小孔成像對(duì)于初中生來(lái)說(shuō)是陌生的，如果僅依靠教師演示小孔成像，學(xué)生們的觀察效果不佳，所以我決定讓學(xué)生分組觀察小孔成像實(shí)驗(yàn)。于是，我提前給學(xué)生布置任務(wù)，要求每人從家里帶一個(gè)易拉罐，我和實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)教師給每個(gè)易拉罐鉆了不同形狀的小孔——圓形、三角形、方形，并用半透明的塑料薄膜封住易拉罐口。這樣，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備完畢。上課時(shí)，講完光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播后，很自然地講到這條規(guī)律可以解釋生活中很多現(xiàn)象。首先是小孔成像，讓學(xué)生們利用提前改裝好的易拉罐進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生將小孔對(duì)著F 光源，可以看到F 光源在塑料薄膜上呈現(xiàn)的倒立像，這也為以后學(xué)習(xí)實(shí)像打下了良好的基礎(chǔ)。

教師很自然地引導(dǎo)學(xué)生用畫(huà)光路圖的方法解釋為什么會(huì)成倒立的像。接著，讓學(xué)生看課件圖片——濃密樹(shù)蔭下太陽(yáng)的光斑，讓學(xué)生思考其特點(diǎn)，以及出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因，并分析成像是否和小孔的形狀有關(guān)。我引導(dǎo)學(xué)生觀察易拉罐底部小孔的形狀，學(xué)生們很驚奇地發(fā)現(xiàn)底部小孔形狀是不同的。再次實(shí)驗(yàn)，觀察成像情況，學(xué)生們就很容易理解圓形光斑的奧秘了。原本難度很大的知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)就很容易理解了。這個(gè)實(shí)驗(yàn)所用的實(shí)驗(yàn)器材都是生活中常見(jiàn)的。因此，學(xué)生能夠深刻體會(huì)到物理就在身邊，運(yùn)用所學(xué)物理知識(shí)理解相關(guān)生活現(xiàn)象并非高不可攀。物理教師通過(guò)實(shí)驗(yàn)將物理核心素養(yǎng)的教學(xué)融于課堂。

初中所學(xué)的物理知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活緊密相連，因此，我們要注重將實(shí)驗(yàn)與實(shí)際生活相聯(lián)系，讓學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新、探究、實(shí)施的過(guò)程，提高學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力。教師應(yīng)深刻理解初中物理學(xué)科的課程核心理念，堅(jiān)持從生活走向物理，從物理走向生活，利用創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)讓學(xué)生理解物理知識(shí)，從而讓物理實(shí)驗(yàn)充滿魅力，將物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)融于教學(xué)之中。

三、創(chuàng)新探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，增強(qiáng)學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)

要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，就必須讓學(xué)生經(jīng)歷與體驗(yàn)科學(xué)探究的整個(gè)過(guò)程。學(xué)生的許多能力必須通過(guò)完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)才能獲得。在進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，學(xué)生必須要有勇于面對(duì)失敗的勇氣和精神，從而慢慢領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法。例如：學(xué)習(xí)“大氣壓強(qiáng)”一節(jié)，在大氣壓強(qiáng)測(cè)量這個(gè)環(huán)節(jié)，我進(jìn)行了改進(jìn)。教材中用“托里拆利”實(shí)驗(yàn)直接測(cè)量出大氣壓強(qiáng)值，因?yàn)樗y有毒，不能現(xiàn)場(chǎng)演示與分組，所以教學(xué)時(shí)大多采用播放視頻的方式，學(xué)生不能參與其中。為了彌補(bǔ)這一缺憾，我給學(xué)生提供如下實(shí)驗(yàn)器材：帶手柄的平面鏡、鉤碼、直徑1 厘米的吸盤(pán)、不同規(guī)格的注射器、刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)，讓學(xué)生親歷和體驗(yàn)測(cè)量大氣壓強(qiáng)的過(guò)程。在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生們積極思考，從而提出一種實(shí)驗(yàn)方案。此后，我又為學(xué)生們提供實(shí)驗(yàn)器材：小桶、鉤碼、平面鏡、吸盤(pán)，向小桶中逐漸放入鉤碼，到吸盤(pán)剛好脫落時(shí)，記下鉤碼的重，吸盤(pán)的直徑已知。學(xué)生們經(jīng)過(guò)討論，教師加以引導(dǎo)，最終找到了測(cè)量大氣壓強(qiáng)值的另一種方案。采用兩種方法得到的大氣壓強(qiáng)值不相同。這時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生分析誤差，兩種實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能不太精確，但是學(xué)生親歷測(cè)量大氣壓的過(guò)程，印象深刻。

總之，提升初中學(xué)生物理學(xué)科的核心素養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個(gè)極為重要的途徑。它不僅可以讓物理教學(xué)從趣味教學(xué)入手，還可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生感受科學(xué)的思維方式；它不僅可以讓學(xué)生從認(rèn)知沖突入手，還可以在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維，體驗(yàn)科學(xué)探索的魅力。作為教師，要從多方面思考探索實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的方法，讓學(xué)生更積極地參與實(shí)驗(yàn)，要把培養(yǎng)初中學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)融入物理課堂教學(xué)中，融入物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。