推陳出新，事半功倍

譚靜

摘?要：學生核心素養的培養是當前教育界的熱點話題。作為物理教學的重要組成部分，實驗教學無疑對學生核心素養的發展影響巨大。筆者基于教學實踐認為，在一些實驗的優化與創新中落實學生核心素養的培養是一條新穎而有效的途徑。本文首先闡述了實驗優化創新與核心素養的內在聯系，而后結合典型實驗案例具體探討了實驗優化與創新中學生核心素養的培養。

關鍵詞：核心素養;初中物理;實驗教學;實驗優化與創新

近年來，隨著素質教育及新課程理念的持續深入落實，學生核心素養的培養迅速成為熱點話題。筆者基于教學實踐認為，在一些實驗的優化與創新中落實學生核心素養的培養是一條新穎而有效的途徑，以下擬先闡明實驗優化創新與核心素養的內在聯系，而后結合具體案例探討實驗優化與創新中學生核心素養的培養，一己之見，希望對相關教育工作者助益。

一、實驗優化創新與核心素養的內在聯系簡析

要想深刻揭示實驗優化創新與核心素養的內在聯系，我們首先要切實理解核心素養的本質和內涵。根據最新課程標準給出的定義，物理核心素養是學生在接受教育的過程中逐步形成的適應個人終身發展和社會發展的必備品格和關鍵能力，具體包括物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態度與責任，四個方面相互聯系、共同發展，構成一個有機整體。由于物理知識和技能在將來可能會遺忘，而且有很多可能根本不會用到，但核心素養則是跟隨學生一生的東西，它是經過內化而形成的隱性的“思想指導”“行動指南”，在潛移默化中發揮決定性的作用，簡言之，它是學生經過物理學習內化而成的帶有物理學科特性的綜合品質。當然，要想達到理想效果，就需要教師切實做好引導、點撥及把控工作，從而真正使實驗優化與創新成為培養學生核心素養的有效“捷徑”。下面我們結合兩個典型實例來對此進行較為具體的探討。

二、例談實驗優化與創新中核心素養的培養

（一）探究平面鏡成像特點實驗的優化與創新

探究平面鏡成像特點是初中物理中的重點實驗之一，在筆者所用的人教版教材中，該實驗的思路是用一塊豎立在桌面白紙上的玻璃板作為平面鏡，在其一面置以一根點燃的蠟燭，使其在玻璃板后成像，在另一面則移動一根同樣的但不點燃的蠟燭，使其與點燃蠟燭的像重合，以此來探究平面鏡成像的規律。這種思路簡單明了，易于學生理解，設計上有其科學合理之處。但筆者在教學實際中發現，該實驗的成功率不盡人意，為了改善這種情況同時培養學生的綜合實驗素質，筆者首先引導學生分析并總結了具體原因：

1.由于點燃的蠟燭會在玻璃板的兩面都成像從而出現重影，而且蠟燭所成的像的火焰部分亮度高而其余部分則較暗淡，造成視覺辨別上的不利，故操作像的重合難度較大，即使在較暗環境下進行也不太容易;2.我們在觀察像的重合時，由于光的折射的原因，觀察到的未點燃的蠟燭其實也是它的虛像，而且發生了少許偏移，這導致在探究物距和像距的關系時系統誤差較大;3.在物和像的位置的確定上，由于蠟燭底部是一個不規則的圓形，故不易在白紙上準確定位，對實驗的成功率造成不利影響。

確定以上問題后，讓學生分組討論如何對實驗進行優化和創新，在筆者的指導下通過比較和篩選確定如下實驗改進方案：用一個面積適當的平面鏡代替玻璃板，用兩個相同規格的量筒代替兩根蠟燭，用坐標紙代替原來所用的白紙，以此進行實驗。

顯然，改進后的實驗方案消除了重影現象的干擾，便于在明亮環境中實施，使得像的重合的操作變得簡單易行，這不僅能夠更容易和更準確地確定虛像的位置，也消除了原實驗方案中由于光的折射而帶來的實驗誤差，從而大大提升了實驗的成功率，學生在分組進行操作后都深刻體會到了改進后實驗的優越性。

（二）探究電流熱效應影響因素實驗的優化與創新

這一實驗實際上是對焦耳定律的探究，在初中物理電學中具有重要地位。教材中該實驗是將一段電阻絲浸沒于盛于容器里的液體（如煤油）中，通電時電阻絲產生熱量溫度升高，通過利用溫度計測量液體溫度的變化來比較電阻絲產生熱量的多少。該實驗思路屬于典型的“控制變量”探究思路，實驗過程分為三個基本步驟，即控制電流與通電時間兩個變量，探究電阻大小對電阻絲釋放的熱量的影響;控制電阻與電流兩個變量，探究通電時間對電阻絲釋放的熱量的影響;控制電阻與通電時間兩個變量，探究電流大小對電阻絲釋放的熱量的影響。

這樣的實驗設計無疑具有較強的科學性與合理性，不僅能有效促進學生探究能力的發展，也有利于學生科學思維與科學態度的養成，但實驗本身同樣存在一些不足之處，尤其是在探究電阻大小與電流產生熱量的關系的環節中，實驗器材選取兩個阻值不同的電阻絲，兩個裝有初溫和質量都相等的煤油的玻璃瓶，通電一段時間后，通過記錄兩瓶中溫度計的示數進行比較進而得到實驗結論，其中表現出來的最大問題就是就是實驗時間過長，兩瓶中溫度差異不明顯。對此，筆者與學生一起討論并確定了以下兩種改進方案：

方案①：倒掉煤油，直接對瓶中的空氣加熱，這樣可以使溫度計示數變化迅速而明顯，從而大大縮短實驗時間，如換用容積更小的玻璃瓶，則瓶內溫度溫度上升更加迅速，加熱效果更顯著，同時，兩瓶中溫度計示數差異也更加分明而容易觀察。

方案②：觀察兩瓶中溫度計示數差異是實驗中的關鍵一步，為了更加直觀地感受并比較電流產生熱量的多少，可以利用空氣受熱膨脹去推動U形管中液柱從而觀察其上升高度，而且電流產生的熱量越多，空氣膨脹越明顯，導致另一側玻璃管中的液面會上升得越高，學生只需要觀察比較兩玻璃管中液面的高低就能判斷哪個容器中的電阻產生的熱量多，這樣的改進不僅更容易觀察和比較電流產生熱量的多少，同時也使得實驗操作更為簡便易行。

三、結束語

綜上所述，本文所論是一個同時具有一定深度和廣度的研究課題，作為一線教師，我們應在教學實踐中積極探索，深入思考，并善于總結，以期不斷獲得教學感悟和實施經驗，真正使實驗優化與創新成為培養學生核心素養的有效“捷徑”。本文拋磚引玉，尚盼有識者不吝指教。

參考文獻：

[1]李巖.初中物理學科核心素養的要素分析[J].遼寧教育，2017（3）：37-39.

[2]貝婧一.立足核心素養優化物理實驗[J].中學教學參考，2017（5）：59-60.