核心素養(yǎng)下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新策略

摘 要：物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中有著重要的地位和作用。核心素養(yǎng)背景下，初中物理教師要重視培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生深入思考物理知識(shí)。闡述了核心素養(yǎng)下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，從做好課前準(zhǔn)備、靈活劃分小組、創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境、應(yīng)用問題導(dǎo)學(xué)、組織實(shí)驗(yàn)競賽等方面探討了核心素養(yǎng)下的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新策略，旨在提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，有效培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；初中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；創(chuàng)新策略

基金項(xiàng)目：廣西教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2024年度專項(xiàng)課題“核心素養(yǎng)下初中物理學(xué)科課內(nèi)外創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的研究與應(yīng)用”（立項(xiàng)課題編號(hào)：2024ZJY1087）。

作者簡介：梁福秀（1975—），女，廣西壯族自治區(qū)桂林市臨桂區(qū)新龍中學(xué)。

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）指出，要以學(xué)生發(fā)展為本，以提升全體學(xué)生核心素養(yǎng)為宗旨，為每個(gè)學(xué)生提供學(xué)習(xí)和發(fā)展的機(jī)會(huì)。由此可見，在初中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)是當(dāng)前階段的一項(xiàng)重要工作。初中物理教師應(yīng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)理念，通過設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生從物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中總結(jié)相關(guān)規(guī)律，并通過創(chuàng)設(shè)生活情境等方式，引導(dǎo)學(xué)生遷移運(yùn)用知識(shí)。

一、核心素養(yǎng)下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性

（一）有利于學(xué)生理解物理規(guī)律

核心素養(yǎng)下的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于學(xué)生理解物理規(guī)律，提升物理學(xué)習(xí)效率。傳統(tǒng)物理教學(xué)中，部分學(xué)生會(huì)陷入死記硬背的誤區(qū)，無法深入理解物理規(guī)律，進(jìn)而無法靈活運(yùn)用物理知識(shí)解決相關(guān)的問題。教師加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于解決這一問題。一方面，教師通過實(shí)驗(yàn)演示，能讓學(xué)生直觀地看到物理現(xiàn)象的出現(xiàn)過程，從而有效降低物理知識(shí)的學(xué)習(xí)難度。另一方面，在參與物理實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生能結(jié)合數(shù)字符號(hào)感知物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)而加深對(duì)物理規(guī)律和現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)［1］。

（二）有利于培養(yǎng)學(xué)生的主觀學(xué)習(xí)意識(shí)

學(xué)生是否具備主觀學(xué)習(xí)意識(shí)對(duì)其課堂學(xué)習(xí)成效有直接影響，教師通過讓學(xué)生積極參與物理實(shí)驗(yàn)，能有效增強(qiáng)學(xué)生的主觀學(xué)習(xí)意識(shí)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有直觀性、實(shí)踐性、協(xié)同性、創(chuàng)新性，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生需要在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，經(jīng)歷提出猜想、思考問題、自主探究和解決問題等過程，這不僅有利于其充分感受物理學(xué)科的魅力，還能讓其獲得解決物理問題的成就感，從而有效提升其物理學(xué)習(xí)積極性。

（三）有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神

具備科學(xué)探究精神是學(xué)生學(xué)好物理的關(guān)鍵?！墩n程標(biāo)準(zhǔn)》提出，教師在教學(xué)時(shí)應(yīng)注重科學(xué)探究，突出問題導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)真實(shí)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生不斷探索，從而提高學(xué)生分析問題、解決問題的實(shí)踐本領(lǐng)和科學(xué)思維能力。教師將物理知識(shí)融入情境，引導(dǎo)學(xué)生以情境為基礎(chǔ)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，既能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，又能教會(huì)學(xué)生科學(xué)探究的方法，提高學(xué)生交流、評(píng)估和反思等能力［2］。

二、核心素養(yǎng)下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新策略

（一）做好課前準(zhǔn)備，預(yù)告異?，F(xiàn)象

核心素養(yǎng)背景下，在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)提高對(duì)課前環(huán)節(jié)的重視程度，做好課前準(zhǔn)備工作，引導(dǎo)學(xué)生自主預(yù)習(xí)，并提前告知學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的異常現(xiàn)象，以此為學(xué)生后續(xù)的自主實(shí)驗(yàn)與探究奠定基礎(chǔ)。預(yù)習(xí)是學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)過程的有效途徑，然而部分學(xué)生始終無法掌握預(yù)習(xí)的要領(lǐng)，預(yù)習(xí)成效低且積極性不高，導(dǎo)致在課堂實(shí)驗(yàn)中容易出現(xiàn)跟不上集體的節(jié)奏等問題。對(duì)此，教師應(yīng)有針對(duì)性地指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)，并在課前告知學(xué)生實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的異常狀況。這樣一來，如果在自主實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)相應(yīng)的異常狀況，學(xué)生便可以結(jié)合預(yù)習(xí)成果以及實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作步驟，思考問題出現(xiàn)的原因［3］。

以“汽化和液化”一課的教學(xué)為例，本課的教學(xué)目標(biāo)之一是讓學(xué)生理解汽化現(xiàn)象，知道蒸發(fā)與沸騰是汽化的兩種方式，了解水在沸騰前后的溫度變化特點(diǎn)。本課有一個(gè)實(shí)驗(yàn)——“探究水沸騰時(shí)溫度變化的特點(diǎn)”，教師可提前布置預(yù)習(xí)任務(wù)，設(shè)置一些與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的問題，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合問題自主完成預(yù)習(xí)任務(wù)。比如，教師可提出如下問題：（1）你知道水有幾種狀態(tài)嗎？這幾種狀態(tài)之間是如何實(shí)現(xiàn)互相轉(zhuǎn)化的？（2）除水以外，其他物質(zhì)是否也有這幾種狀態(tài)？（3）我們在燒水時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)燒開的水上有“白煙”，這些“白煙”是什么？“白煙”是不是一開始就出現(xiàn)的？其出現(xiàn)時(shí)，水的溫度是怎樣的？如果繼續(xù)加熱，水的溫度還會(huì)升高嗎？（4）有什么實(shí)驗(yàn)方法能夠探究水的溫度變化特點(diǎn)？閱讀教材，說一說教材中用了怎樣的實(shí)驗(yàn)方法。

上述預(yù)習(xí)問題能夠引出本課的主要實(shí)驗(yàn)，提升學(xué)生的預(yù)習(xí)效率。同時(shí)，教師還可以在課前通過設(shè)置思考問題的方式告知學(xué)生可能會(huì)出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象。比如，教師可提出問題：“小明在實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)用酒精燈加熱后，水一直未能沸騰，這可能是哪個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了差錯(cuò)？”這樣的問題能幫助學(xué)生更好地理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提升學(xué)生的物理思維能力。

（二）靈活劃分小組，促進(jìn)合作學(xué)習(xí)

以小組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)主要有兩方面：一是有利于節(jié)約實(shí)驗(yàn)室資源，解決實(shí)驗(yàn)資源不足的問題；二是能充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)協(xié)作的優(yōu)勢，培養(yǎng)學(xué)生的合作探究能力和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。在劃分學(xué)習(xí)小組時(shí)，教師應(yīng)將學(xué)生的學(xué)習(xí)成績、性格特點(diǎn)等作為依據(jù)，以此助力小組合作教學(xué)質(zhì)量的提升［4］。

以“平面鏡成像特點(diǎn)”一課的教學(xué)為例，本課是初中物理課程的重要內(nèi)容之一。本課實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的在于讓學(xué)生通過做實(shí)驗(yàn)，加深對(duì)虛像概念的理解，提升科學(xué)探究能力。在小組合作實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師可先提出問題：“同學(xué)們照過鏡子嗎？在照鏡子時(shí)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，離鏡子遠(yuǎn)一些時(shí)，鏡子里的我們會(huì)變小，而離鏡子近一些時(shí)，鏡子里的我們則會(huì)變大。鏡像的位置和大小與物體的位置和大小存在怎樣的關(guān)系？”接著，教師可為學(xué)生劃分學(xué)習(xí)小組，并提出問題：“依靠平面鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)無法準(zhǔn)確地找到像的位置，有哪些實(shí)驗(yàn)器材可以替代平面鏡嗎？”在思考與討論后，學(xué)生小組能給出使用玻璃板代替平面鏡的答案。此時(shí)，教師可讓學(xué)生小組自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并開展實(shí)驗(yàn)，同時(shí)讓各小組在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后分別展示實(shí)驗(yàn)成果，以此加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解。通過小組活動(dòng)，學(xué)生能經(jīng)歷自主提出問題、分析問題、解決問題等過程，培養(yǎng)科學(xué)探究精神，掌握科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法。

（三）創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，引導(dǎo)提出問題

通過創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自己的觀察、分析和思考提出問題，有利于提升學(xué)生的科學(xué)思維能力和探究能力。教師可結(jié)合學(xué)生的實(shí)際生活創(chuàng)設(shè)真實(shí)的教學(xué)情境，以此提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的趣味性和真實(shí)性，引導(dǎo)學(xué)生在生活中學(xué)習(xí)物理知識(shí)，并將所學(xué)的物理知識(shí)應(yīng)用于生活實(shí)際問題的解決過程中。

以“探究杠桿的平衡條件”一課的教學(xué)為例，本課主要為學(xué)生介紹了杠桿及其五要素，有一個(gè)關(guān)于探究杠桿的平衡條件的實(shí)驗(yàn)，主要教學(xué)目的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用杠桿的相關(guān)知識(shí)解決一些簡單的生活問題。為此，教師可創(chuàng)設(shè)一個(gè)與杠桿有關(guān)的教學(xué)情境——“蠟燭蹺蹺板”。在教學(xué)開始之前，教師需要準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料，包括一根雙頭蠟燭、兩個(gè)塑料小人、一根鐵簽和兩個(gè)高度相同的杯子。在教學(xué)時(shí)，教師需要制作蠟燭蹺蹺板：先用鐵簽穿過蠟燭的中部，并將鐵簽放在兩個(gè)杯子上，之后將小人插在蠟燭上，并點(diǎn)燃蠟燭的兩端，熔化的蠟會(huì)一滴一滴地滴落下來，滴下蠟的一端會(huì)向上翹起，導(dǎo)致蠟燭兩端不斷交替上下晃動(dòng)。教師可提出“如何使蠟燭蹺蹺板保持平衡？”“蹺蹺板平衡的條件是什么？”等問題，以此引發(fā)學(xué)生思考。學(xué)生通過觀察蠟燭蹺蹺板的現(xiàn)象，能對(duì)杠桿原理形成初步的認(rèn)識(shí)，并產(chǎn)生探究杠桿的平衡條件的欲望，因此這一教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)能夠?yàn)楹罄m(xù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)行奠定良好的基礎(chǔ)。

（四）應(yīng)用問題導(dǎo)學(xué)，誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行

問題導(dǎo)學(xué)法的應(yīng)用有利于激發(fā)學(xué)生的自主探究意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神。教師應(yīng)通過合理設(shè)置問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究，避免直接為學(xué)生講解知識(shí)點(diǎn)或直接幫助學(xué)生解決問題，這樣既能夠促進(jìn)實(shí)驗(yàn)的順利開展，又能增強(qiáng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力。

以“探究滑動(dòng)摩擦力”一課的教學(xué)為例，本課的主要教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生了解影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素，掌握增大摩擦力和減小摩擦力的方法，知道摩擦在生活中的應(yīng)用。在教學(xué)時(shí)，教師可先設(shè)計(jì)如下問題鏈：（1）將手掌放在課桌上，先一邊用力向下壓一邊向前推，再輕輕向前推，你有什么感受？（2）將手掌放在光滑的桌面上和粗糙的木板上向前推，感受到的阻力相同嗎？（3）如果要探究滑動(dòng)摩擦力與壓力和粗糙程度的關(guān)系，需要如何控制變量？（4）如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)才能夠測量滑動(dòng)摩擦力？（5）如何驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)猜想？學(xué)生需要依據(jù)上述問題鏈自主設(shè)計(jì)探究滑動(dòng)摩擦力的實(shí)驗(yàn)，并自主選擇實(shí)驗(yàn)器材。之后，教師可讓學(xué)生對(duì)比教師的方案和其設(shè)計(jì)的方案有什么不同，引導(dǎo)學(xué)生思考自己的方案中有哪些不足。在學(xué)生開展自主實(shí)驗(yàn)后，教師還可以提出“在生活中，滑動(dòng)摩擦力有哪些應(yīng)用場景？”等問題，以此引導(dǎo)學(xué)生遷移運(yùn)用本課所學(xué)知識(shí)。這樣的教學(xué)既能夠幫助學(xué)生掌握本課知識(shí)，又能培養(yǎng)學(xué)生的反思意識(shí)，促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。

（五）組織實(shí)驗(yàn)競賽，發(fā)展創(chuàng)新能力

組織以小組為單位的實(shí)驗(yàn)競賽是提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效方式。在競賽準(zhǔn)備過程中，學(xué)生不僅會(huì)充分利用課后時(shí)間自主探究物理知識(shí)，還能通過團(tuán)隊(duì)合作解決問題，這有利于學(xué)生養(yǎng)成良好的自主學(xué)習(xí)習(xí)慣。在設(shè)計(jì)競賽主題時(shí)，教師可以讓學(xué)生選擇教材中的研究課題，也可以鼓勵(lì)學(xué)生自主觀察生活，結(jié)合生活中的物理現(xiàn)象自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)［5］。

例如，在“探究二力平衡的條件”一課的教學(xué)中，教師可先為學(xué)生講解教材中的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，然后組織實(shí)驗(yàn)競賽，讓學(xué)生以小組為單位合作設(shè)計(jì)能夠探究二力平衡條件的實(shí)驗(yàn)。各小組需要觀察生活中與二力平衡有關(guān)的現(xiàn)象，并自主設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，以探究二力平衡的條件。在這樣的實(shí)驗(yàn)競賽中，學(xué)生能更加深入地了解什么是二力平衡，掌握二力平衡的條件，了解生活中的二力平衡現(xiàn)象，這能夠?yàn)槠淙蘸蟮奈锢韺W(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。

當(dāng)然，教師也可結(jié)合生活中的物理現(xiàn)象，組織實(shí)驗(yàn)競賽。例如，部分學(xué)生觀察到樹蔭下會(huì)有光斑形成，這一現(xiàn)象與小孔成像的知識(shí)有關(guān)，對(duì)此，教師可引導(dǎo)學(xué)生自主觀察地面上光斑的形狀，設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，探究影響光斑形狀及大小的因素。又如，部分學(xué)生在學(xué)習(xí)游泳時(shí)發(fā)現(xiàn)，初學(xué)游泳時(shí)，由于沒有掌握技巧，很容易沉入水底，而借助浮板則能夠有效解決這一問題，對(duì)此，教師可引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)以浮力為主題的實(shí)驗(yàn)，探究浮板的浮力與體積、形狀之間的關(guān)系。

教師通過組織物理實(shí)驗(yàn)競賽，能加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解，讓學(xué)生學(xué)會(huì)觀察生活，養(yǎng)成良好的生活觀察意識(shí)，提升創(chuàng)新能力和探究能力。

三、總結(jié)

總而言之，核心素養(yǎng)背景下，教師在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不僅要教會(huì)學(xué)生物理知識(shí)，還要重視培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，以此為學(xué)生未來的學(xué)習(xí)和生活奠定良好的基礎(chǔ)。為此，初中物理教師應(yīng)積極推進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新與改革，通過提前告知學(xué)生異常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境、應(yīng)用問題導(dǎo)學(xué)等方法，為學(xué)生營造多元化、生活化、趣味化的物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)境，促進(jìn)學(xué)生綜合素養(yǎng)的發(fā)展。

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