引導體驗學習 提升物理素養

陳少東

【摘 要】培養學生的物理核心素養是物理教學的重要目標，學生在體驗式教學中體驗物理知識的發展過程，體驗物理實驗的探究過程，體驗物理學科的應用價值，從而提升物理素養。

【關鍵詞】體驗學習；物理素養；發展；探究；應用

在初中物理課堂教學中，培養學生的物理核心素養是十分重要的教學目標。學生物理素養的形成需要基于他們的體驗學習，在體驗學習的過程中，他們才會進行物理思辨、物理實驗與物理探究。教學中教師可以從以下三方面引導初中生進行體驗性物理學習。

一、體驗物理知識的發展過程

物理知識體系和其他學科一樣，有自身獨特的形成過程與發展背景，學生們可以從現實生活中的方方面面來感悟物理知識的是如何發展的，也可以從書本上描述的物理學發展史中獲知物理學的發展進程，通過感悟知識的發展過程來學習物理學的研究策略和思考方式。

在學習“牛頓第一定律”的過程中，我們對動力和力的關系進行了研究。因為運動和力是人們在日常生活中最經常接觸到的物理現象，學生們也因此知道了力是可以改變物體的運動狀態的，因此在他們的腦海中會有一些錯誤的固有觀念和認知。如學生們會認為“當物體沒受到外力的時候就會停下來”或者“有力才會有運動”等等。其實早在數千年前，人們就對運動和力的關系產生興趣并進行研究，但這兩個疑問一直到后來才被伽俐略和牛頓這兩位偉大的科學家所解決。運動和力的關系體現了科學研究的基本方法，同時也深化了人類對自然的認識，對人類的思維發展產生了重大的影響。而初中的學生剛剛接觸到物理這門學科，要讓他們了解并判斷“運動不需要靠力來維持”和“運動需要靠力來維持”這兩個對立的觀點是非常困難的，我們只有讓學生親身體驗運動和力的相關現象，才有可能改變他們的錯誤觀點，從而建立讓他們能夠理解和認可的正確理論。

體驗一：先讓學生在課桌桌面上推動物理課本，有推的話課本就移動，不推的話課本就停止。

觀點：要使物體能夠不停的運動，就要對它施加力的作用；當這個力撤銷以后，物體就會停止運動，這就是“運動需要靠力來維持”（亞里士多德的觀點）。

體驗二：在水平桌面上用力推一個玻璃球，等它滾動起來后，把手放離玻璃球，此時玻璃球還要繼續原來的方向滾動一小段距離。

觀點：物體的運動不需要靠力來維持（伽利略的觀點） 體驗三：手里拿著一條一端系著小球的細線，然后讓它在水平桌面上做圓周運動，突然松手后，小球就沒有繼續做原來的圓周運動。

觀點：力是使物體運動狀態改變的原因（伽利略的進一步觀點）。

通過以上三個小體驗，學生在了解到著名物理學家發現知識和研究規律的曲折歷史、熏陶了科學情感的同時，還發現了自己以往的錯誤觀點，并且理解了錯誤的原因，認可和建立了正確的理論。

二、體驗物理實驗的探究過程

新課改的標準和要求指出：“在教學過程中要引導學生主動參與、勤于動手和樂于探究的精神，進一步培養學生獲取新知識、收集和處理信息、分析和解決問題以及合作與交流等綜合能力。”以上各方面的能力只有學生自己在實驗探究的過程中才有可能接觸到，才能得到培養和鍛煉。尤其是現在的學生的個性和自我意識都很強，遇事容易以自我為中心，不太容易和融入別人，而教師設計的實驗在獨立操作的情況下很難完成，這個時候學生就會發現合作的重要性和必然性，才會與別的同學一起合作共同探討，進一步培養了學生合作探究的能力。

例如，在教學“探究凸透鏡成像規律”這一課時，可以這樣引導學生開展物理探究實驗。

（一）進行合理猜想：思考成像的性質與什么有關？然后把思考結果分享出來。

（二）制定實驗計劃：需要用什么樣的參照標準來改變物距？具體要怎么操作？

（三）選擇實驗材料：準備用什么物體？為什么要選取這個做物體？

（四）設計實驗步驟：需要觀察什么數據？要測量什么數據？要記錄哪些數據？

（五）統籌安排步驟：以上這些步驟要怎么樣分工才最合理？

（六）體驗過程步驟：你們想和其他小組比賽嗎，如果想的放在，可用以下標準來給你的對手評份：完成時間30分、選取材料40分、最后結果30分。

通過以上的分組實驗，使學生在認真觀察之后進行合理猜想，然后逐步制定相應的試驗步驟，并在激烈的競爭壓力中親身經歷和體驗了本次實驗探究的全過程，并分享了成功的喜悅與研究成果的成就感。同時，為了能夠在比賽中取得好名次，學生們會合理安排、認真思考、周密部署，擯棄所有影響得分的因素，更加不會做一些與實驗和學習無關的事情，因此大大提高了課堂效率。本次分組實驗課綜合鍛煉了學生的多種能力，不僅讓學生們學生會責任擔當、合作探究，同時也培養了學生們的集體觀念和競爭意識。

在不同的實驗探究過程中經常會運用到不同的科學研究方法，例如常見的“轉換法”與“控制變量法”等。教師通過設計不同的實驗課程，讓學生們親身去動手實驗、共同探究什么是“轉換法”或者變量是怎么控制的，引導學生帶著問題去體驗實驗方法，思考實驗過程，感受不同實驗方法的實用性與重要性。

例如：“探究哪些因素和物體的動能有關”

結合平時日常生活中所見所聞，舉例說出哪些因素和動能有關？

體驗變量環節：你們打算選什么樣的鋼球？選幾個？為什么？

體驗控制和轉換環節：你們準備怎么作用它們？除此之外還要用到其他什么器材嗎？這些器材有什么具體用途？

體驗操作環節：在你們做實驗的過程中，我能幫你們錄像嗎？

知識不但具有延展性，還是方法的載體。如果脫離了知識來講操作方法，會使方法顯得過于理性化，既不具體又很抽象，不便于理解。而做實驗正好能讓學生通過親身應用和體驗來強化所學的知識點，科學正確的實驗和研究方法可以使學生們對科學探究的過程更加有益，同時也有助于得出正確的結論，更有利于學生提高研究能力，提高科學素養，激發學習興趣，學會正確的學習方法。特別是最后的體驗操作環節，教師幫學生錄制自己的實驗視頻這個小小的舉動，除了改善師生關系以外，還提高了學生要主動學好科學知識的自信心，進一步激發了學生熱愛科學的情感，可謂一舉多得。

三、體驗物理學科的應用價值

在當今社會，很多日常生產生活當中常見的用品和設備都和物理原理或規律息息相關，科學技術的發展進步以及其他一些重大社會問題的解決方法都離不開物理知識。就目前來說，物理科學與技術已然廣泛應用到社會的各個領域，這讓我們更加深刻的感受到物理知識的重要性。在教學過程中，我們也可以以此為切入點，利用物理知識的延伸來滲透學科知識的實用體驗。我們可以選取一些經常看得到、容易找得到的素材來設計實驗方案讓學生親身體驗實驗的過程和原理，通過體驗實驗來體驗學科知識的應用與價值。

例如，在教學“能量的轉化與守恒”一課時，教師可以選取一些常見的兒童玩具例如跳跳球、弓箭或是上了發條的人偶玩具等，在教學過程中引導學生們通過觀察來拓展和挖掘出玩具中潛在的教學功能。學生們在教師的引導下通過觀察，很直觀的看到了能量的轉化情況，從而很容易的理解了彈性勢能的大小與彈性形變程度之間的關系；再通過觀察上發條玩具的能量轉化，教師再次引導學生對“動能轉化為彈性勢能，彈性勢能轉化為動能”的定義進行擴展：比較一下電動玩具的能量轉化哪一種好一點？然后自然而然的引發出電池的污染，使學生們體會到環保的重要性與緊迫感，在這個教學過程中，不知不覺就滲透了STSE的教育。學生們就會主動質疑，提出問題，延伸出為了節能環保就要研發太陽能。

通過以上這一系列的體驗，物理科學的社會價值瞬間高、大、尚，學生們會感覺到物理知識無處不在，在今后的日常生活當中就會主動去思考和觀察身邊的現象，主動實踐，勇于創新，探究出隱含在其中原理。

總之，為適應教學課程改革的深化過程，課堂的重心應該從傳統教學方式向注重學生的自主體驗轉移。傳統的教學方式是以教師的講授為主的課堂教學，而自主式體驗教學顯然更加符合中學生的認知規律與身心發展性。學生才是學習的主體，他們通過自主體驗進一步“發現”和“創造”了知識，核心素養得到了不同程度的提升，綜合能力得到了不同程度的鍛煉。因此，教師在教學過程中應該積極營造、合理安排以供學生充分體驗的學習氛圍與教學情境，真正把體驗式教學落實到位，切實提高學生的核心素養，為實現學生提升社會價值盡自己每一分職業責任。

備注：本文為蘇州市教學科學“十三五”規劃課題：《融合教學理念下蘇南農村初中教學行為優化研究》研究成果，課題編號：16122785。