基于學生物理學科核心素養的培養

周新林

摘 要：學生的核心素養是社會對學生知識、技能、情感態度價值觀等多方面能力的要求，是個體適應未來社會、促進終身學習、實現全面發展的基本素質。而物理學科對于發展學生對自然界的整體認識、以科學思維為核心的科學探究能力和解決實際問題的能力以及對科學、技術、社會、環境之間關系的認識具有重要的引領作用。本文立足初中物理實驗教學與復習，著力點是對學生物理核心素養的培養。

關鍵詞：核心素養；物理學科；實驗復習

近幾年來，根據教育部《關于積極推進中小學評價與考試制度改革的通知》和《關于初中畢業、升學考試改革的指導意見》精神，我市中考物理學科命題進行了大膽改革，取得了較大的突破。中考題中實驗部分的內容，除了分值始終占較大比重外（2013年、2014年、2015年實驗題分值分別占總分的26%、28%、28%），考試內容和形式也發生了較大的變化。中學物理實驗復習，必須順應改革，找準對策，理清思路，提高效率。下面談談本人對實驗復習的幾點看法。

泉州市物理中考實驗試題原型大部分來自課本實驗，在2013年至2015年的考題中，常規實驗題約占實驗題總分的84.6%、89.3%和82.2%，創新題、開放題約占15.4%、10.7%和17.8%。因此抓好常規實驗復習過關是提高中考考試實驗成績的關鍵，對創新型問題，可在掌握常規實驗的基礎上再進行突破。

1 熟練掌握基本儀器的正確使用，提高實驗基本技能

掌握基本儀器的使用是物理實驗的基礎。物理實驗中常見的基本儀器有刻度尺、天平、彈簧測力計、溫度計、電流表、電壓表、電能表、滑動變阻器、電阻箱等等。當前中考對基本儀器儀表的考查主要從三個角度入手，一是從選擇儀器（含量程）入手，如2015年泉州市中考物理卷第32題電流表、電壓表的選用。二是從儀器的使用規則入手，如2014年泉州市中考物理卷第26題溫度計的使用。2014年泉州市中考物理卷第29題用天平測質量等。三是從儀器、儀表的讀數入手，如2013年泉州市中考物理卷第30題、第31題。

為了加深學生對基本儀器操作的印象，教師可采取邊復習相關內容，邊提出問題邊作演示的做法，如在天平的使用復習時，可向學生提出如下一些問題：1）向天平添加砝碼時，先加小的好還是大的好？如果砝碼過重應怎樣減少？2）天平上的游碼讀數，是讀左邊的刻線還是右邊的刻線？（你會讀準市場上磅稱的游碼嗎？）3）天平即將平衡時，指針總不能靜止在分度盤的中央，有些同學用手固定對不對？怎樣辨別其是否平衡？在學生回答問題時教師進行操作演示，以幫助學生糾正錯誤。

2 熟練掌握探究基本環節，發展實驗探究能力

按照課標對科學探究能力的要求，學生應掌握的科學探究能力有提出問題能力、猜想（即預測研究結果和方向）能力、搜集信息與處理信息的能力、評估能力、交流與合作能力等，前五項能力是中考實驗命題的著力點。有關科學探究能力考查的題型主要有：

（1）考查探究目的，如2014年泉州卷第27題。（實際上是考查對實驗過程、方法的理解）

（2）考查提出問題的能力。

（3）考查根據事實有根據的猜想，如2011年泉州卷第32題。

（4）考查設計實驗能力，如2011年泉州卷第32題第①小題。

（5）考查信息的搜集與處理能力，如2012年泉州卷第28題、第30題、第31題；2014年泉州卷的第30題、第31題等。

（6）考查分析、論證能力，如2011年泉州卷第29題、2013年泉州卷第28題。

（7）考查評估能力，如2014年泉州卷第32題。

（8）考查對實驗結果的理解，如2014年泉州卷第27題；2013年泉州卷第26題。

從兩年的試題來看，實驗命題以能力立意為主，考查學生的動手能力和對探究的理解。其中對實驗設計、操作方法、數據分析與處理、歸納結論的考查占主要部分。對探究能力，每個題目都只考查其中的一、二個方面，并未涉及探究的全部要素。由于這些試題的取材大多來自書本的學生探究實驗，因此，復習時對書本中每個實驗的實驗原理，儀器的選擇要求，實驗操作、信息的搜集與處理、故障的分析與排除、誤差的分析等方法以及實驗中涉及到的實驗思想等都要熟練掌握。為了幫助學生復習過關，可以采取以下措施：

（1）示范操作再現情景。由于多種因素的制約，學生在初次實驗中的操作可能是不理想或失敗的，實驗感受比較膚淺，時間長了或許淡忘了不少。因此，教師在實驗復習時可根據學生實際，選擇一些有代表性的、綜合性強的實驗在課堂上當眾進行“臨床”操作表演示范，為學生再現實驗過程。如電學復習時，演示“用電壓表和電流表測量電阻”的實驗，讓學生再次體驗如何選擇電學實驗器材，如何連接電路并規范操作，如何選擇電表的量程和讀數，如何通過移動滑片改變電阻進行多次實驗，如何進行電路故障的分析與判斷等，可有效幫助學生對實驗形成更清晰的整體認識。

（2）辨析討論抓住要點。在復習實驗時，教師可根據考試的考點、實驗的關鍵點、學生認識的盲點，有意識地結合學生平常易出現的馬虎、錯漏問題，或者設疑提問，討論辨析；或者布設陷阱，引誘學生上當，讓學生通過細問→廣答→討論→糾正，在頭腦中形成深刻印象。這樣的問題可以是關于器材選用的：如當電流、電壓的值小于所用電表的小量程時，為什么要選用小量程而不用大量程？研究平面鏡成像為什么選擇玻璃板而不選擇平面鏡？等；關于確定實驗條件的：如研究凸透鏡成像時，為什么要調節透鏡光心、燭焰中心和光屏的中心在同一高度？等；研究杠桿的平衡條件時，為什么要調節杠桿水平位置平衡？關于實驗思想方法應用的：如研究杠桿的平衡條件時，為什么要進行多次實驗，這與測量電阻的多次實驗有何不同？研究電流與電壓關系實驗時，為什么要保持電阻一定？關于實驗操作順序的：如在測液體密度時，能否將液體倒入空燒杯（質量已測），測出總質量后，再將液體全部倒入量筒測體積？等。討論這些問題有利于學生對實驗原理和方法的更深層次的理解。

再如，在測定小燈泡電功率時，可故意將導線接反，閉合開關前，滑動變阻器滑片放在阻值最小處，導線接錯等，讓學生指出錯誤，提出改正意見，并說明理由，這種方式會很受學生歡迎。

（3）進行實驗操作突破難點。對于一些考試熱點、重點、難點、的實驗，如用電流表、電壓表探究串并聯電路的電流、電壓關系，凸透鏡成像，測密度，探究歐姆定律，測量小燈泡的電功率等。教師可以選擇機會，讓學生重返實驗室做實驗操作，將他們認為不理解或沒把握的實驗重新做一遍，特別是故障分析，更要讓學生根據解題中出現的問題情景，設計相應的實驗探究問題，讓他們在實踐中體驗、理解，進而融會貫通。

3 熟練掌握創新題的特點，提高學生分析問題、解決問題的能力

在中考試題中常出現如設計性、開放性、創新性的試題及猜想類、評估類試題，如2013年泉州卷第32題 “利用文具盒中的文具設計物理小實驗”、“就圓珠筆的小圓珠被卡住不能轉動或脫落時，幾乎就不能書寫，甚至會把紙劃破現象，提出一個較為合理的猜想”；2014年泉州卷第32題“分析說明小明同學的這一實驗方案存在哪些不足之處”等。這些題目的共同特征是要么源自課本實驗，要么與學生生活密切相關，所用的知識和能力不超過課標要求。

（1）對判斷探究目的的問題的解答，判斷的著眼點在研究的條件和過程。如2014年的第27題，題目用文字和圖片提供了大量信息 ，而且題目已經明確指出“探究蒸發快慢與哪些因素有關”，根據圖中情景不難發現兩滴水中，其中一滴有加熱，另一滴沒有加熱，題目中改變的條件是溫度，因此不難得出是研究蒸發快慢與溫度的關系。教師平時要注意培養學生從文字和圖片提供的物理情景中提取有用信息的能力。

（2）對猜想類問題的解答，要著重在因果分析，找出其中相關要素，分析產生結果時要素的變化情況。如2014年泉州卷第32題提供了這樣的物理情景：圓珠筆筆尖圓珠完好時能流暢寫字（受摩擦力小），筆尖圓珠被卡住或掉落時不能流暢寫字（受摩擦力大）。不能流暢寫字是“果”，與之相對應的筆尖的圓珠不能滾動是“因”，其中筆尖圓珠在紙上由完好變為被卡住或掉落，是物理知識中的滾動變為滑動的變化，因此猜想的結果是：滾動摩擦力要比滑動摩擦力小。這個問題的巧妙在于利用學生學習生活中的經驗題材，考查了摩擦力的知識。這就要求教師要加強學生對生活中的物理現象多問、多想的習慣培養，深入探究每種現象發生的原因，養成探究的習慣。

（3）對評估類問題的解答，關鍵在于從實驗元件選取（是否齊全、規格是否符合要求）、實驗操作（步驟安排是否合理、對實驗的安全性、實驗誤差是否產生影響）、實驗推理（推理引用的事實是否可靠、推理的方法是否科學合理）、實驗方法（原理是否正確、是否需要確定條件及條件是否滿足要求）等入手，根據平時實驗的要求，看是否違背實驗規則，從而來評估方案、結論是否正確。如2014年泉州卷第32題，詳細分析實驗方案后會發現電源與燈泡的規格不匹配、選擇的燈泡不具一般性及一次的實驗結論不具代表性等問題。解決這類問題要注意思路的條理性，要按自己平時做實驗的順序，逐項分析對照，就不難發現問題。

（4）設計小實驗。泉州這幾年來考查的實驗設計有所變化，由原來的指定測定物理量（如測物質密度和測硬幣的直徑），轉為讓學生根據身邊的器材自定實驗的內容，自選器材，如2014年第27題（非課改區）提供一個礦泉水瓶、一塊海棉、適量的水做實驗；2014年第32題，提出用文具盒的文具做實驗。這些實驗更開放，更有利于學生思維的發散，也有利于降低難度和學生考試得分，還可避免老師猜題押題，這是一個不錯的命題導向。

4 深入研究精選習題，提高學生答題表達能力

對于一個實驗來說，學生能夠動手做好實驗，但不一定能正確地表達這個實驗的有關問題，而中考所考察的正是通過書面正確表達來體現的。因此，訓練學生書面答好實驗題是非常重要的。在這方面，從題型上看，主要是填空、問答、作圖等幾個方面，復習時可以精選習題讓學生練習，要求學生在答題時書面表達要用詞規范準確，敘述合理。并讓學生互相批改或提供標準答案而讓學生自批自改，這樣既可以節省時間，又可達到強化訓練的目的。

總之，初中物理實驗的復習，從內容上講，既要全面，又要突出重點；從方法上來說，要因教師、因學生而異。只要我們經過努力，深入研究，扎實做好復習工作，一定能把物理實驗及物理成績提高上去的。