初中物理實驗教學中如何發展學生的學科素養

羅輝

摘 要：隨著新課改的不斷深入，培養和發展學生核心素養成為重中之重。對于學生而言，物理學科素養一方面有助于他們牢固掌握學習技巧，提升學習效率;另一方面有助于從整體上促使教師提升教學效率。在初中物理教學中，初中物理實驗在培養和發展學生核心素養方面發揮著至關重要的作用。因此，教師在新課改背景下要積極響應素質教育的口號，從學生的實際出發，在初中物理實驗教學中培養和發展學生的學科素養，促進學生全面健康發展。

關鍵詞：初中物理;實驗教學;學科素養

中圖分類號：G633.7?文獻標識碼：A?文章編號：2095-624X（2020）23-0039-02

隨著素質教育的不斷深入，教育的核心目標從過去知識的教學逐漸過渡到學科素養培養方面。在初中物理學科素養中，科學素養是重要的組成部分，在物理學科素養中，科學態度、科學精神，物理觀念的形成離不開實驗教學。所以，物理新課標明確提出，在物理教學中，實驗教學是非常重要的一部分，同時它將物理實驗與科學內容、科學探究一起列為課程內容，有利于促進初中物理實驗教學的開展，同時也有利于提升實驗教學水平。

一、初中物理學科素養的概念

作為初中階段實踐性與理論性并存的一門學科，物理學科高度重視學生實踐與理論的結合，物理學科的這一需求在實驗教學中體現得非常到位。物理學科素養具體包含了物理觀念、科學態度與責任、科學探究、科學思維四個內容?？偟膩碚f，物理觀念主要是指學生腦海中所形成的物理基本觀念，這一觀念要求他們從物理學視角認識能量、物質、運動與相互作用等物理概念?？茖W態度與責任具體指學生通過學習認識科學本質，認識環境、科學、技術、社會等關系，從而形成科學的行為方式和健康的情感。科學探究這一學科素養在于重點發展學生的科學探究能力。教師在實踐探究活動中可以提出問題，讓學生根據問題提出假設或是猜想，然后獲取信息，處理問題，還可以讓學生基于事實或是證據推理得出正確的結論，并做出合理的解釋，從而在真正意義上體驗到科學探究的樂趣?？茖W思維是從物理學視角對客觀事物的本質屬性、內在規律及相互關系的認識方式;是基于經驗事實構建理想模型的抽象概括過程;是分析綜合和科學推理等方法的內化;是基于事實證據和科學推理對不同觀點和結論提出質疑、批判，進而提出創造性見解的能力與品質。科學思維主要包括模型構建、科學推理、科學論證、質疑創新等要素。初中物理學科素養的四個內容為物理實驗教學有序開展指明了方向[1]。

二、初中物理實驗教學培養和發展學生學科素養的重要性

1.有助于提升學生的實驗探究能力

對于初中生來說，物理這門學科是他們才接觸的，他們自然不太了解物理概念、公式等，對物理實驗的認識或是學習也比較淺，另外，部分學生實驗能力較弱，也有待提高。教師在實驗教學中要從學生實際入手，發展和培養學生學科素養。這樣，一方面可以促進物理實驗教學質量的提升，另一方面還有助于培養學生的實驗探究能力[2]。

2.有助于提升學生的科學思維能力

受某些因素的限制，有一部分學生實踐操作能力弱，因此他們的科學思維能力存在一定短板。實驗教學是集動手操作與理論于一體的教學，可以幫助學生在實驗中不斷思考，通過長期的訓練，從整體上提升學生的科學思維能力。

3.有助于培養學生的物理觀念

在初中學科核心素養中，科學態度與責任是不可或缺的一部分，教師在實驗教學中可以通過豐富有趣的實驗幫助學生形成科學的物理觀念，促進其學科素養的發展，同時還有助于學生轉變學習態度，從內心深處意識到建立正確的物理觀念的必要性和重要性[3]。

三、初中物理實驗教學發展和培養學生學科素養的策略

1.剖析物理實驗原理，幫助學生樹立物理觀念

在初中物理學科素養中，物理觀念是非常重要的一個內容，是物理概念和規律在學生頭腦中的提煉和升華。物理實驗原理直接決定物理實驗過程和現象，因此，教師在物理實驗教學中利用實驗或是直觀形象的多媒體分析實驗過程中出現的運動規律、物質相互作用、物質結構等，可以幫助學生清晰認識實驗原理，讓學生在腦海中形成科學正確的物理觀念。

比如，在“比熱容”這一章節的教學中，教師可以開展探究不同的物質吸熱性能的實驗。教師可以選取質量相等的砂石和水，并基于同等情況對上述物質進行加熱操作，隨后再根據時間的變化，對砂石和水的溫度進行測量，之后再引導學生分析數據，最終得出結論。這種引導式的實驗有助于學生進一步理解物理概念，了解實驗原理，從而幫助學生形成物理觀念。

2.開展有趣的實驗，啟發學生的科學思維

由于物理這門學科具有抽象性，因此絕大多數學生在學習物理的時候經常會遇到無法理解的現象。教師要從學生的實際情況入手，優化實驗教學，開展有趣的物理實驗，通過形象簡單的物理實驗展現出枯燥難懂的物理知識，最大限度地激發學生的學習興趣，啟發學生的科學思維，從整體上促使學生物理學習能力的提升，從而達到培養和發展學生學科素養的目的[4]。

以“電磁轉換”為例。由于磁場或是電場的特殊性，其本身就屬于摸不到、看不見的場，所以，絕大多數學生在學習中沒有一個直觀的感受，自然也無法理解電磁轉換原理。考慮到這一章節難度系數大，筆者在開展新課教學前，為學生引入了一個小實驗。筆者將小節的電池與直導線、小燈泡、開關有效地連接在一起，之后筆者再閉合開關，這個時候小燈泡就處在發亮的狀態，發亮則表示電路處在接通狀態。為了更好地啟發學生的物理思維，這個時候筆者趁熱打鐵，將小磁針放在一條導線的正下方。如此一來，學生就可以近距離地觀看小磁針的轉向。筆者在本次實驗中積極鼓勵學生自己動手擺動小磁針，通過自己的動手，真實地感受實驗過程。在觀察過程中，有學生指出，當小磁針放置在直導線的正下方，與直導線保持水平狀態的時候，這個時候小磁針會小幅度地轉動。小磁針的這個實驗現象，充分激發了學生的探究興趣。為引導學生思考，筆者還提出了這些問題，比如：“在實驗中，小磁針為什么會轉動？小磁針轉動需要哪些條件？如果將小磁針放置在其他位置，它還會轉動嗎？”通過問題引導學生積極思考，啟發其物理思維，發展和培養學生的科學思維。

3.積極鼓勵學生開展實驗，培養實驗探究能力

在初中物理學科素養中，實驗探究能力是非常關鍵的一部分。實驗探究不僅是學生的學習目標，還是一種教學方式。實驗探究要求學生根據實驗提出問題，根據物理現象，形成假設或是猜想[5]。另外，還要求學生根據實驗現象得出結論，交流、評估以及反思實驗探究過程和結果。為了更好地培養學生的實驗探究能力，教師需從學生的心理特征和年齡特征入手，盡可能地將驗證性實驗變成探索性實驗。教師在引導學生動手操作的時候，要讓學生根據實驗原理分析實驗過程，總結結論。這樣一來，在探究性實驗中，學生經歷了提出問題和假設設計實驗、動手操作、收集數據、交流分析、總結的過程。

比如，在“電路的連接方法”和“牛頓第二定律”的教學過程中，教師可以從初中生特征入手，將教材上的實驗變成探究性實驗，從而為學生自主探究創造機會。又如，教師在凸透鏡成像規律探究實驗中，可以根據初中生的認知特征，增加“用書本擋住部分凸透鏡后觀察光屏上的成像情況”的實驗。在這個實驗探究過程中，教師一方面要教學生具體的實驗操作方式;另一方面，還要通過典型的物理實驗鼓勵或是引導學生歸納總結實驗操作方法，比如比較法、推理法、控制變量法等，讓學生掌握這些實驗方法，為之后的實驗操作奠定良好的基礎。再如，學生在測電阻的實驗中一般都會使用到歐姆定律。對此，教師就可以積極引導其嘗試用各種實驗方式，比如，滑安法、滑伏法等，并大膽放手，讓學生設計實驗流程，選擇實驗器材，鼓勵學生使用不同的電路、方法、器材完成實驗。這樣的舉措可以培養學生實驗探究能力，促進學生學科素養的發展。

4.設計生活化實驗，培養科學態度與責任

在初中物理學習中，科學態度與責任是非常關鍵的品格，這種品格有助于學生在研究或是應用物理成果的時候，進一步理解社會、環境、科學的關系，并具備可持續發展、節約資源的責任感。基于此，教師在物理實驗教學中，一定要考慮到日常生活中的方方面面，優化或是完善實驗，通過這樣的舉措，促進實驗廣度或是深度的拓展。

比如，教師在“溫度”的實驗教學中，可從學生認知特征入手，為學生設計這樣的實驗。在不同溫度的水中，放入大小一致的冰塊，讓學生認真記錄液面位置，認真觀察液面變化情況，一直等到冰塊完全融化為止。隨后，教師提出問題：“近年來，隨著環境的惡化，全球氣候變暖，全球各地的冰山正不斷融化，同學們，請思考，海平面會發生什么樣的變化？”通過提問的方式，引導學生認真思考環境、技術、社會之間的關系，促進其社會責任感的提升，從而更好地達到發展或是培養學生科學態度與責任的目的。

結 語

為發展學生的物理學科素養，教師在初中物理實驗教學中需剖析物理實驗原理，開展有趣的實驗，積極鼓勵學生自主探究，設計生活化實驗，從而促進學生的全面健康發展。

[參考文獻]

[1]鮑亞培，景維華.全國中小學實驗教學說課活動作品分析——以初中物理學科為例[J].中國教育技術裝備，2019（17）：24-28.

[2]林 娟.淺析初中物理實驗教學環節學生核心素養的培養[J].當代教研論叢，2019（8）：88，90.

[3]楊文婷.增進課堂教學實效 滋潤學生物理素養——基于核心素養下提升初中物理課堂教學成效的探討[J].中學理科園地，2019（3）：69-70，72.

[4]沈志亮.基于核心素養的初中物理實驗教學策略[J].中學物理教學參考，2019（10）：60-61.

[5]陳培鳳，季衛新.深度備課：初中物理實驗教學中發展學生核心素養的策略——以“探究凸透鏡成像的規律”教學設計為例[J].物理教師，2019（2）：23-26.

作者簡介：羅 輝（1962— ），男，廣西陸川人，中學高級教師，本科，研究方向：初中物理教學。