核心素養下初中物理探究性實驗的教學探究

歐陽海雁

摘 要：物理是一門實踐性較強的學科，其教學內容包含較多實驗。初中物理課程標準中明確指出實驗教學的重要性，所以實驗教學備受教師的重視和關注。而隨著社會的不斷發展，課程改革對初中物理提出了更高的要求，以培養學生的核心素養為目標，讓學生在學習中不斷地提升自身的學習品質和關鍵能力，為適應社會的發展而奠定基礎。那么如何在核心素養背景下實施探究性實驗有效教學呢？本文從實驗教學原則和策略這兩方面進行了探究，希望給一線教師提供一定的幫助。

關鍵詞：核心素養;初中物理;探究實驗

《全日制義務教育物理課程標準》中明確指出課堂教學要注重培養學生的科學探究精神，樹立探究意識。而科學探究主要包括提出問題、分析問題、解決問題的能力，因此，教材中滲透了大量的探究實驗，使學生通過實驗提升自身的核心素養，在掌握基礎知識的前提下，加強對物理觀念、科學思維、科學態度與責任以及創新意識的培養，從而提升自身的綜合素質，為今后的成長和發展創造了良好的條件和保障。

一、 探究性實驗的教學原則

探究性實驗在教學的過程中，首先要體現其探究的作用，并且還要培養學生的自主探究意識，所以在教學的過程中，教師要遵循以下三條原則。

（一） 主體性

學生是課堂教學的主角，一切教學活動都要圍繞學生來展開，所以教師在設計探究性實驗時，首先要體現主體性，為學生提供發言和創造的機會，使學生積極參與探究性實驗，在探究實驗中發現自身的不足，并加以完善。從而提升自我認知和自我發展，最終在探究性實驗中形成良好的學習習慣，掌握一定的學習方法，以此為今后的學習做好鋪墊。

（二） 發展性

探究性實驗的主要設計目的是讓學生通過探究未知世界而加強認知能力，并在探究中實現自我發展，所以在設計探究性實驗時，教師要注意實驗目標、實驗任務、實驗過程、實驗結果這幾方面的內容，使得整個實驗具有發展性，讓學生通過參與實驗，提升學生的分析能力、創新能力和探索能力，保證學生在掌握基礎知識的同時，提高自身的綜合素養，實現初中物理的教學價值和意義。

（三） 靈活性

教師在設計探究式實驗教學目標時要循序漸進，并且要根據學生的能力和學情進行設計。但是由于學生之間存在著一定的差異，所以在設計實驗內容時，要重視這一點，讓學生自由選擇實驗方法，使學生根據自身的能力和水平進行實驗操作，體現實驗的靈活性，從而使不同層次的學生通過實驗操作而達到共同進步的目的?？傊?，教師在設計探究性實驗時，要注意實驗的靈活性和科學性，將其作用發揮到最大化，促進學生的成長和發展。

二、 探究性實驗的教學策略

探究性實驗是初中物理實驗的重要組成部分，為了實現有效教學，發揮其作用，提升學生的物理技能，筆者從以下四個方面對有效教學策略進行了探討。

（一） 明確實驗原理，培養物理觀念

樹立物理觀念是培養學生物理核心素養的基礎，也是學生學習物理知識的前提，學生只有樹立了物理觀念，才能對物體知識的運動、相互作用以及能量等問題進行理解和掌握，從而為今后的物理學習打好基礎。而在探究性實驗教學中，讓學生結合自身的現有水平對實驗步驟進行設計，拓展物理思維，之后對問題進行分析，總結實驗原理，從而進行內化，便于今后的應用。

例如，在探究《杠桿的平衡條件》這一實驗時，筆者讓學生對杠桿的形成條件進行了探究，總結了省力杠桿的原理：動力臂如果大于阻力臂，那么可以省力，并且動力臂是阻力臂的多少倍，動力就是阻力的幾分之一。相反，如果阻力臂大于動力臂，那么就費力，阻力臂是動力臂的多少倍，阻力就是動力的幾分之一。如果動力臂和阻力臂相等時，那么既不省力也不費力。當明確了這一原理后，學生明確了物體之間的相互作用，并總結了其中的規律，培養了自身的物理觀念。之后，筆者讓學生對天平這一工作原理進行了探究，首先觀察到天平中間部位有一個支點，兩端各有一個稱量用的盤子，并且兩邊的動力臂和阻力臂相等，所以動力和阻力也相等，因此左邊和右邊的質量相同，砝碼就能夠表示出物體的質量?？梢?，明白了原理之后，學生在探究物理實驗和物理器材等內容時就相對容易，同時對發展學生的核心素養具有一定的幫助。

（二） 設計實驗過程，拓展科學思維

科學思維是物理課堂教學的核心，學生通過分析物理知識的本質屬性和內在規律，以此構建物理模型，并經過分析和推理對知識進行論證，從而形成一定的觀點，在不斷的質疑中提出見解。若想培養學生的科學思維，那么教師就可以讓學生提出問題，進行質疑，之后打開思路，對實驗過程進行設計，通過實驗手段對問題進行驗證，以此在整個過程中實現科學論證和科學推理。這樣一來，在完成實驗目的的基礎上，培養學生的科學思維，發展學生的核心素養。

例如，在學習《摩擦力》這一課時，筆者讓學生研究影響摩擦力大小的因素，之后提出問題：摩擦力大小與哪些因素有關？讓學生產生質疑并提出假設。學生一認為，摩擦力的大小與接觸面的材料有關，比如，平時汽車在公路上就比山上開得快，且省油。學生二認為，摩擦力與物體的重量有關，比如，相同的汽車，滿載后需要耗費更多的油才能跑起來，但是如果只有司機一人的話，很容易就能跑起來。學生三認為，摩擦力的大小與運動速度有關，物體運動得越快，那么它所受到的摩擦力就越小，相反運動越慢摩擦力越大。經過學生們的思考和交流，筆者帶領學生對這些質疑進行了驗證。首先設計實驗過程，并安排了對比實驗，教學器材是兩輛相同的小車，在相同的時間內，用相同的力推動兩輛小車，一個是在光滑水平面上運動，一個是在毛巾上運動，結果發現在毛巾上的小車沒走多遠就停止運動，而在光滑水平面的小車繼續運動。之后驗證學生二的想法，在第二個小車上加一個重物，并讓兩個小車在相同的地面上運動，發現有重物的小車走了很近的一段距離后停止運動，而沒有重物的小車持續走了很遠。經過分析發現，雖然表面上看是因為質量，但是體現在力的方面就是因為壓力過大導致的摩擦力過大。最后又驗證了學生三的假設，發現只要小車滑動起來摩擦力是恒定不變的。通過本次實驗探究總結出摩擦力只與接觸面的粗糙程度和壓力有關，與快慢速度無關。可見，經過這一教學問題的探究拓展了學生的思維，讓學生主動參與實驗過程，鍛煉了學生的動手操作能力。

（三） 小組合作探究，培養科學態度與責任

小組合組教學是目前教師常用的一種方法，小組合作可以給每位學生提供發言的機會，并且經過觀點的碰撞來拓展學生的思維，從而使學生不斷地提升自我，認知自我。那么如何通過小組合作探究來培養學生的科學態度與責任呢？筆者認為，小組合作是一個集體，在平時探究性實驗教學中，教師要展開小組合作比賽，讓每一位學生產生一種為小組爭光的意識，通過共同的努力做出成績，使學生肩負起小組的責任，以此通過探究性實驗教學發展學生的核心素養。

例如，在探究《凸透鏡成像的規律》這一實驗時，筆者將學生分成了若干小組，對課堂內容進行了探討。小組一通過改變物距來找到其中的規律，小組二通過改變光源來尋找其中的規律。從兩個小組的探究結果中發現倒立縮小的實像、倒立放大的實像、正立放大的虛像的形成都是因為不同的物距而造成的。經過這一探究后，學生們以嚴謹的實驗態度和科學的探究精神為小組爭得一分，充滿了榮譽感和成就感。再如，在《物體的密度》這一實驗教學時，筆者讓學生以小組合作的形式進行了探究。首先研究同種物質質量與體積的關系，用天平稱出體積不同的兩個長方體（2×1×1 cm3/2×1×2 cm3）木塊的質量，并將實驗數據填入表格中，之后又稱量不同體積的兩個長方體（3×1×1 cm3/3×1×2 cm3）鐵塊的質量，將數據填入表格中。隨后經過小組探討發現，其中一個木塊的體積是另一個木塊體積的2倍，結果質量也是2倍，其中一個鐵塊的體積是另一個鐵塊體積的2倍，結果質量也是2倍，因此體積與質量成正比。經過這一探討后，學生通過小組合作對實驗假設進行了驗證，以科學的態度探究出密度這一概念，豐富了學生的知識框架，并培養了學生的科學態度與責任感。

（四） 多種實驗方法，培養實驗探究素養

為了能夠促進學生培養實驗探究素養，使學生通過交流和反思正確獲取和處理信息，并養成良好的習慣，搜集物理證據來對物理知識進行解釋，那么教師可以讓學生從多個角度對問題進行考慮，創新出多種實驗方法對問題進行探究。這樣做的目的就是延伸課堂知識，不局限于一種思維，而是幫助學生從多方面來解決問題。久而久之，學生解決問題的能力得到了提升，核心素養得到了發展。

例如，在探究《液體的壓強》這一實驗時，為了讓學生開動腦筋，集思廣益，從多角度去考慮問題，解決問題，筆者引領學生以小組的形式采用多種方法對液體中存在壓強這一實驗進行了探究。小組一，將水裝滿礦泉水瓶，之后在同一水平方向扎了四個小孔，發現水從孔中流出，之后在不同的高度扎了三個小孔，發現孔越深，水流速度越快。小組二，將手上套一個保鮮袋，之后伸入水中，手的周圍有擠壓感。小組三，將一個瓶蓋上有孔的礦泉水瓶頭朝下壓進水中，發現水從孔中迅速冒出?？傊?，運用多種方法探究實驗，打開了學生的思路，同時學生堅持創新的理念對物理知識進行了探究，對培養學生實驗探究素養起到了積極作用。

綜上所述，在初中物理課堂中開展探究性實驗是培養學生核心素養的有效途徑和方法，但是教師在設計實驗時應該注意一些問題，首先，學生通過探究性實驗應該明確實驗原理，這對學生今后的學習有很大的幫助。其次，讓學生對實驗過程以及實驗方法進行探究，拓展學生的物理思維。再者，通過小組合作，讓學生大膽質疑，實施合作探究。最后，通過舉一反三，采用多種實驗方法，來提升學生的探究能力，實現核心素養的發展。從而實現課程改革的教學目標，將學生培養成適應社會發展的有用之材。

參考文獻：

[1]侯君.初中物理探究性實驗教學的研究[D].濟南：山東師范大學，2013.

[2]鄭毅.新課程標準下初中物理探究性實驗的研究、實踐與反思[J].中學課程資源，2015（12）.

[3]王志陽.分析初中物理探究性實驗教學[J].中國校外教育，2016（9）.

[4]夏兵.初中物理探究性實驗能力培養的實踐研究[D].上海：華東師范大學，2015.

作者簡介：

歐陽海雁，福建省泉州市，晉江市第二中學。