培養學生核心素養 突出物理實驗教學

徐建洪

（江蘇省江陰市夏港中學，江蘇江陰 214400）

引 言

實驗是物理學科教學不可缺少的環節，對于學生創新思維、歸納知識能力會產生極為重要的影響。由于真實性以及直觀性是物理實驗的最大特征，因此對于學生來講，物理實驗具有非常大的吸引力，會讓其產生巨大的探究欲望[1]。在實驗教學中，教師要潛移默化地影響學生，提升學生的科學素養，改變傳統的教學觀念，以提升學生的物理核心素養為教學目標，對教學方法進行創新，重視學生建構知識和應用知識，重視實驗體驗，教與學凸顯物理學科特色，借助問題解決，促進核心素養的提升。

一、注重實驗演示環節，相似比較，洞察細微

核心素養是知識、能力與態度的融合，真實的情境創設是培養學生核心素養的關鍵。針對初中物理知識特點，初中物理課堂教學通過演示實驗相似比較，拉近認知客體與認知主體之間的距離，創設適宜的學習環境，使教學在豐富的表象和優化的環境中開展，增強學習者的感性認識，讓學習者更易于參與認知活動。通過比較，不但可以激活學習者的思維，更使學生在有限的時間里獲得更多的感性體驗，為學生好學、學好、樂學開辟良好的學習情境，從而在學習活動中發散思維、獲得知識、培養能力、發展智力，促進核心素養的提升。

例如，在簡介聲能的演示實驗中，為了揭示聲音具有能量，可以找一個去底的廢礦泉水瓶，在底部扎一橡皮膜，做成一個聲能滅火器。演示時將瓶口對著燭焰，教師可以先用手扇一扇，讓學生觀察到燭焰晃動了，然后用手指輕輕彈擊橡皮膜，橡皮膜發出聲音的同時，燭焰也晃動了。緊接著，用手指重彈橡皮膜，燭焰甚至熄滅了。該實驗簡單易行，形象直觀，如果教師在演示時加入比較，既對學生有著很強的吸引性，也有利于學生理解聲能。

又如在《大氣壓強》一節的教學中，教師利用空礦泉水瓶來做演示實驗用以說明大氣壓的作用時，教師先對空瓶施加力的作用，使學生聽到飲料瓶發生形變的聲音及瓶被明顯壓扁的事實，使學生認識到飲料瓶受到手施加的外力的作用，松手后瓶恢復原狀。然后，向飲料瓶內倒入少量熱水，搖晃幾次后將瓶內的熱水倒出并擰緊瓶蓋，一會兒學生又一次聽到飲料瓶發生形變的聲音及瓶被明顯壓扁的實驗現象。在兩次相同實驗現象的比較中，學生認識到了瓶被壓扁必定是瓶外空氣如同人手施加力壓瓶一般，從而深切體會到大氣壓強存在的必然性。

二、優化實驗演示結構，反向比較，揭示真相

在《汽化和液化》的引課教學中，教師將一塊漂亮的手帕浸入由酒精和水配制的混合溶液中，浸透后取出，輕輕擰干，用鑷子取出后在空氣中點燃，看著熊熊火焰，所有學生都覺得太可惜了。這時，奇跡發生了！手帕上的火焰好像變魔術一樣在大家的注視下消失了！教師將手帕展開給大家看——竟然完好無損。此處預設了學習疑問，無疑吊足了學生的胃口，使他們產生急切地想一探究竟的愿望，一定程度上可以調動學生學習的積極性，使學生帶著疑問主動參與課堂學習。如果教師只是利用所學知識解釋手帕未被燒毀的原因，則教學略顯平淡，這時教師可以將相同材質的另一塊手帕（不潮濕）點燃，讓學生在火光、煙霧、手帕燒毀等感官強烈刺激的比較中，既揭開引課時預設的謎團，又進一步加深汽化吸熱的事實。這一教學緊扣了“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念。

又如在《家庭電路與安全用電》一節的教學中，為讓學生理解連接燈泡的開關應該先接火線的必要性，教師通過圖1演示：測電筆的筆尖分別接觸A、B處，比較測電筆的氖管是否發光，從而使學生輕松地理解“為了用電安全，連接燈泡的開關應該先接火線”的知識。教師再通過第三圖的演示，使學生初步認識到家庭電路中觸電的形式以及安全用電的措施，可謂一舉多得。

圖1

再如在《大氣壓強》一節的教學中，教師演示“覆杯”實驗用以說明大氣壓的存在。實驗的成功率、可視性均很強，但是部分學生在驚訝之余也會產生“卡片不落下是不是被水粘住了”的困惑。如果教師在塑料瓶的底部、硬卡片上用大頭針分別戳兩個孔，然后讓學生分別觀察實驗演示：塑料瓶的底部有孔而硬卡片無孔實驗及塑料瓶的底部無孔而硬卡片有孔實驗。通過兩組不同實驗現象的比較，輕易解決學生的疑惑，消除他們對物理現象的神秘感，還培養了學生樂于親近自然的愿望。

三、改變實驗探究常規，縱橫比較，思維發散

在探究光的反射規律時，設計實驗時不要照著書本講解方法由學生實驗，這會降低探究的價值?？梢宰寣W生選擇儀器，進行嘗試，從激光照在鏡子上，未看見光線的現象開始，給學生足夠多的時間和機會，很快就會發現光沿著表面平整的桌面、紙面傳播時，可以清晰地看到一束光，從而確定白紙板（顯示光路以及其后方向改變和測量入射角與反射角）作為實驗器材之一（圖2），學生嘗試過程中有時看得見另一束光，有時又看不見，經過實踐發現當白紙板平面與小平面鏡垂直時，能很容易地看見兩束光線（圖3）。而當學生不經意地向后翻折小窗口時，發現小窗口白板上未出現另一束光，而反射光卻依然存在（圖4）。當學生將半面白板翻折后，反射光均未呈現，從而便于學生了解三線共面這一規律。學生是學習的主體，應把學習的主動權交給學生，讓他們在探索中享受成功?？茖W探究活動是漸進的，探究過程遇到的問題、發現的問題、解決的問題并不一定都是很大的，也不一定是很了不起的發現，但一定要有真實的體驗。

圖2

圖3

圖4

在探究導體中的電流與電壓、電阻之間的關系時，應該讓學生在明確實驗探究目的、理解實驗原理與方案的前提下，自己選擇實驗器材，組合實驗裝置，自主進行實驗。例如，探究導體中的電流與導體兩端電壓的關系時，大部分學生設計并連接的實驗電路為圖5，經過點撥學生明確了實驗方法（控制變量法），燈泡的電阻不是定值。學生經過討論，確定了圖6為實驗電路，那么如何改變電壓呢？學生交流可以通過改變電池的節數來改變電壓。經過點撥，學生進一步明確了通過改變電池的節數來改變電壓，固然是可行的，但是這樣做既不方便，同時改變的電壓也不能做到連續可變，可以用滑動變阻器來改變電阻兩端的電壓。這樣做的好處是，可以觀察到電壓連續變化的過程，同時起到保護電路的作用。因此，最終確定了圖7為實驗電路。教師在教學中應避免將實驗電路圖設計、實驗步驟一條條地羅列給學生，機械化、模式化地讓學生“按方抓藥”、不求甚解地在表格中填入數據。這種菜單式的實驗操作模式，固然容易得出預期的實驗結果，但不利于學生實驗探究能力的培養。

圖5

圖6

圖7

結 語

根據學生的心理、生理特點及學情，優化設計實驗應從學生的實際情況出發，以學生學習的可持續發展為目的，以提高學生的科學素養為重，切實體現生本教育理念，重視提高學生的學科核心素養，讓學生在學習中比較，在比較中學習，成為學習的主人。這不僅能夠讓學生加深對物理知識的理解程度，還能讓學生掌握更科學的探究方法，從而讓其創新思維能力得到提高。

[1] 劉炳昇,魏日升.初中物理教師實驗技能訓練（初中物理教學法）[M].北京：高等教育出版社,2003.