初中物理實驗學(xué)習(xí)力的實踐研究

【摘要】在初中物理實驗教學(xué)中，教師應(yīng)結(jié)合物理核心素養(yǎng)，對實驗的過程展開實踐、操作及研究，讓學(xué)生經(jīng)歷物理學(xué)知識“再發(fā)現(xiàn)”的過程，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)力、創(chuàng)造力和多媒體信息平臺的應(yīng)用力，提高學(xué)生物理實驗的實踐能力，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)力，繼而滲透物理核心素養(yǎng)，培育學(xué)生物理思維和科學(xué)探究能力。

【關(guān)鍵詞】初中物理實驗;學(xué)習(xí)力;實踐

【基金項目】江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃重點(diǎn)自籌課題《生活力背景下提升初中學(xué)生學(xué)習(xí)力的實踐研究》（TY-B/2016/10）

作者簡介：高金華（1980.3—），男，江蘇省無錫市玉祁初級中學(xué)，中小學(xué)高級教師。

我校現(xiàn)有江蘇省“十三五”規(guī)劃重點(diǎn)自籌課題《生活力背景下提升初中學(xué)生學(xué)習(xí)力的實踐研究》，物理學(xué)科承接子課題《生活力背景下提升初中物理實驗學(xué)習(xí)力的實踐研究》。在教育教學(xué)實踐研究中，我們結(jié)合物理實驗特點(diǎn)、學(xué)校和家庭資源，展開豐富多彩的物理實驗學(xué)習(xí)力的實踐和嘗試，并將物理實驗進(jìn)行有機(jī)的整合，完成對子課題的實踐和研究。

一、學(xué)習(xí)力的解讀和學(xué)科實踐關(guān)系

學(xué)習(xí)力是學(xué)習(xí)者的一種意識形式，存在于學(xué)習(xí)者自身或?qū)W習(xí)者之間（個體學(xué)習(xí)力、組織學(xué)習(xí)力），貫穿于學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)生活中，與學(xué)習(xí)者的思維、意愿和行為密切相關(guān)。學(xué)習(xí)力是獲得一切技能和本領(lǐng)的基礎(chǔ)，所有生存的能力、生活的能力都是靠學(xué)習(xí)得到的。課題組認(rèn)為，初中學(xué)生學(xué)習(xí)力是指學(xué)生以個人或團(tuán)體的形式組織學(xué)習(xí)的動力、品質(zhì)和能力的綜合體現(xiàn)，是一個人更好更快地進(jìn)行學(xué)習(xí)的能力。它包括學(xué)習(xí)動力、學(xué)習(xí)品質(zhì)和學(xué)習(xí)能力三個維度。要提升學(xué)生的學(xué)習(xí)力，就要從學(xué)習(xí)力的三個維度出發(fā)，通過干預(yù)學(xué)習(xí)力某一維度的具體要素，來促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)力的提升。

初中物理實驗與學(xué)生生活聯(lián)系緊密，一些日常生活元素，為物理學(xué)習(xí)力的提升注入了源泉和活力，也為學(xué)生解決實際問題提供依據(jù)。這些源于生活的實踐極大地促使學(xué)生以生活力為背景支撐，在陶行知先生的“教學(xué)做合一”思想和新課程思想的引領(lǐng)，主動參與課堂探究，深化物理的實踐研究，從而提升學(xué)習(xí)力。

二、初中物理實驗學(xué)習(xí)力的實踐

在初中物理實驗中，教師不僅要通過實驗教給學(xué)生物理知識，更重要的是引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷物理學(xué)知識“再發(fā)現(xiàn)”的過程。在實踐中，教師要結(jié)合物理核心素養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生對實驗基本操作要領(lǐng)展開研討，對實驗的過程展開實踐、操作及研究。學(xué)生對初中物理實驗進(jìn)行合理的分類，并就實驗涉及的物理知識、操作技巧和偶爾發(fā)現(xiàn)等進(jìn)行實際操作，在具體的“做”中獲得實驗技能，并將其轉(zhuǎn)化為物理學(xué)習(xí)力，提升在物理實踐中的真實參與和探究。

（一）物理實驗的學(xué)習(xí)力

初中物理實驗注重學(xué)生的體驗性和探究性，讓學(xué)生在實驗體驗中積累學(xué)習(xí)興趣，在科學(xué)探究中完善物理科學(xué)思維，構(gòu)建物理模型，通過合作與交流形成物理觀念，進(jìn)而養(yǎng)成正確的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感。教師應(yīng)通過在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生提升初中物理實驗的學(xué)習(xí)力，培育學(xué)生未來發(fā)展所需要的關(guān)鍵能力和必備品格，培養(yǎng)學(xué)生理解學(xué)習(xí)、應(yīng)用實踐、遷移創(chuàng)新、解決問題的基本技能。

1.物理實驗的過程性

如何系統(tǒng)性地教學(xué)初中物理實驗的基本技能，要有對實驗的整體性進(jìn)行考量，突出物理實驗的趣味性、體驗性和可探究性，以發(fā)展的思維強(qiáng)化學(xué)生認(rèn)知世界的宏觀價值，細(xì)化其落腳點(diǎn)。

如在《光現(xiàn)象》一節(jié)的授課中，讓學(xué)生借助太陽光和三棱鏡觀察光的色散現(xiàn)象，在有效觀察中學(xué)生會發(fā)現(xiàn)問題，如白墻上的色光帶的順序和書本上的順序相反，似乎沒有有效地觀察到七色光帶。此時教師如果準(zhǔn)備好實驗裝置，按照書本去設(shè)計和安裝器材，不僅能及時幫助學(xué)生了解光的色散的特點(diǎn)，而且能幫助學(xué)生構(gòu)建出光的方向、折射光偏折情況。在實踐教學(xué)中，為了營造光色散時的場景，在空中釋放蚊香煙霧，可以清晰看到光的色散全過程，為學(xué)生初步構(gòu)建對光的認(rèn)識做好鋪墊，為后續(xù)學(xué)生的知識再生成和學(xué)習(xí)提供保障，激發(fā)學(xué)生潛在的學(xué)習(xí)力。

細(xì)化實驗過程不僅讓實驗探究具有可操作性，同時讓學(xué)生的實驗思維得到完善。教師結(jié)合初二探究實驗單元設(shè)計整體規(guī)劃實驗評價功能，在實驗課堂模式和評價上增添亮點(diǎn)，使學(xué)生逐步形成學(xué)科觀念，提升學(xué)生物理學(xué)習(xí)力。

2.物理實驗的趣味性

初中物理課堂實驗要具有簡單、新奇、趣味的特點(diǎn)，對學(xué)生的啟發(fā)性要強(qiáng)，引入實驗?zāi)苁箤W(xué)生喚醒學(xué)習(xí)興趣、引發(fā)質(zhì)疑、提出問題，進(jìn)而為教師課堂教學(xué)出彩做準(zhǔn)備。

如在《透鏡》一節(jié)的實驗中，讓學(xué)生通過對不同樣式透鏡、面鏡分類研討，使學(xué)生思維認(rèn)知得以提升，隨后提問防盜門上的貓眼是哪類透鏡，巧妙地利用學(xué)生對事物的好奇去驅(qū)動學(xué)生展開更深入的探究，讓學(xué)生從其他角度認(rèn)識透鏡，在探究中觀察和設(shè)計其他方案，并展開系列探究來加強(qiáng)對透鏡的識別，比如凸透鏡對光線的會聚，看近處或遠(yuǎn)處物體所成像的特點(diǎn)，進(jìn)而提升學(xué)習(xí)力。在透鏡對光線的作用實驗中，為了更形象地展示光的傳播特點(diǎn)，教師可以讓學(xué)生聯(lián)系已有知識讓光在充滿蚊香煙霧的密閉透明空間穿過，使用大的圓形手電筒提供光源，學(xué)生很形象地觀察到凸透鏡對光的會聚作用，將平面或多條光線的作用理解到空間中去，大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，擴(kuò)大學(xué)生對知識的認(rèn)知空間。在隨后對凸透鏡焦距的測量中，讓凸透鏡正對太陽光，在另一端移動白紙發(fā)現(xiàn)光斑有時大有時小，焦點(diǎn)在最小最亮的光斑處。而實驗前期的趣味性也為這一難點(diǎn)的突破奠定了基礎(chǔ)，極大地提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)力。

3.物理實驗的挑戰(zhàn)性

初中物理實驗一般來源于生活，從學(xué)生的認(rèn)知角度出發(fā)，以啟蒙為初心，激發(fā)學(xué)生內(nèi)心所思所想，拓寬學(xué)生思考深度，為學(xué)生創(chuàng)造不一般的實驗感性體驗，可以為學(xué)生學(xué)習(xí)深入奠定基礎(chǔ)，也為后續(xù)物理的有序?qū)W習(xí)和有效探究提供保障。

如在《前言》一節(jié)中，課本提出了如何讓雞蛋在水中浮起來的問題，這一問題表面看很簡單，卻大大增加了學(xué)生實驗的難度，實驗帶來的挑戰(zhàn)性激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，也為學(xué)生了解浮力的影響因素和課堂交流的話題提供了深度。有學(xué)生慢慢加鹽使其懸浮，也有學(xué)生先加鹽使其漂浮再加水使其懸浮，甚至有個別學(xué)生使用溫?zé)崴渲械睦潆u蛋放入后就直接漂浮在水面上（重復(fù)實驗發(fā)現(xiàn)家中所有的雞蛋都是如此）。學(xué)生在本節(jié)內(nèi)容中了解提問源于實踐，經(jīng)歷探究后的提問更具有價值性，物理技能有更大的拓展。

在《熱機(jī)》一課中，課本是從熱機(jī)的工作原理進(jìn)行介紹和講解，如果從物理廣度出發(fā)，可以這樣進(jìn)行課堂設(shè)計：讓學(xué)生將活塞的上下平動轉(zhuǎn)化為曲軸的圓周轉(zhuǎn)動，以通過燃料的燃燒獲取內(nèi)能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化來制作一個簡易的熱機(jī)，思考在吸氣沖程中如何讓汽油液化并和空氣充分混合，怎樣達(dá)到吸氣（壓強(qiáng)知識應(yīng)用），壓縮沖程中如何提高燃料的內(nèi)能，火花塞點(diǎn)火獲取更大的內(nèi)能，進(jìn)而通過做功沖程來提高能源的利用率，最后在排氣沖程中讓燃燒尾氣排出。這個實驗中，在簡單的設(shè)計圖紙中呈現(xiàn)出核心要素，并讓學(xué)生嘗試去制作一個簡單的熱機(jī)。因此實驗思維的設(shè)計也是一項重要的過程，讓學(xué)生經(jīng)歷其中的過程，必將在挑戰(zhàn)中提高學(xué)生的綜合技能。好的物理實驗要讓學(xué)生經(jīng)歷從知識走向設(shè)計的應(yīng)用歷程，讓學(xué)生通過不斷的挑戰(zhàn)提高開發(fā)和應(yīng)用物理的能力。

（二）物理實驗的創(chuàng)造力

初中物理實驗的展示和探究，為學(xué)生活動的開展提供了豐富多彩的資源，為教師自制器材、單元整體規(guī)劃、實驗效果的創(chuàng)新鋪墊基礎(chǔ)。發(fā)現(xiàn)、質(zhì)疑、猜想、分析、設(shè)計，都是創(chuàng)造的基本要素，課堂上讓學(xué)生經(jīng)歷這些行為，就是在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力，也大大提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)力。

如在《平面鏡成像》一課中，教師很難講清楚物體成像是在玻璃的鍍膜面還是在玻璃表面，可將一支筆緊貼平面鏡放置，觀察鏡中最清晰的像與筆有沒有緊貼在一起，甚至從側(cè)邊不同角度發(fā)現(xiàn)除了最清晰像外還能觀察到筆所成的其他的像，且因角度不同數(shù)量也不同，為如何有效測量像到平面鏡的距離和物到平面鏡的距離提供依據(jù)，同時為實驗器材的改進(jìn)提供實踐依據(jù)（使用半透明鍍膜玻璃板）。讓學(xué)生通過觀察來寬思維，以實踐為依據(jù)進(jìn)行創(chuàng)新，將探究能力體現(xiàn)在具體的學(xué)習(xí)過程中，進(jìn)而提高創(chuàng)造力。

在《光的折射》一課中，教師對光的折射的講解可以借助“生活現(xiàn)象—實驗探究—物理模型”的結(jié)構(gòu)來引導(dǎo)學(xué)生拓深物理思維，讓學(xué)生通過實驗對物理概念形成有效認(rèn)知，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念，達(dá)成以實驗為抓手的物理建模，有效滲透物理核心素養(yǎng)。教學(xué)中，以學(xué)生常見的池塘中水變淺的生活現(xiàn)象為切入點(diǎn)，引出課堂中彎折的筷子實驗，讓學(xué)生通過實驗重現(xiàn)折射現(xiàn)象，學(xué)生提出猜測可能是光的傳播路徑發(fā)生了改變，在問題鏈中注重關(guān)鍵點(diǎn)“是什么條件變化導(dǎo)致光發(fā)生偏折”“在什么部位發(fā)生偏折”和“嘗試設(shè)計一個實驗來證明你的猜想”;進(jìn)而設(shè)計實驗“觀察光斜射入水中時光斑位置的變化”來展開探究，以實驗證據(jù)得出光發(fā)生折射時的光路變化的結(jié)論，并進(jìn)一步顯示光的傳播路徑，讓學(xué)生清晰看到光斜射入水中時光路的變化，幫助學(xué)生形成光的折射光線偏折時的物理模型。

實驗設(shè)計思路的創(chuàng)新要重組物理資源，在清晰的問題鏈中有機(jī)地滲透物理核心素養(yǎng)，讓學(xué)生對實驗探究過程不僅要注重做，更要了解實驗的設(shè)計意圖和價值。因此實驗教學(xué)要注重對學(xué)生思維的正確引領(lǐng)，幫助學(xué)生以實驗為資源載體建構(gòu)物理模型，讓學(xué)生理解物理從生活中來，通過科學(xué)探究，開發(fā)學(xué)生的物理思維，使學(xué)生最終養(yǎng)成物理觀念。

三、物理實驗的多媒體信息技術(shù)等應(yīng)用力

隨著信息技術(shù)的不斷推進(jìn)，在實驗探索中引進(jìn)實驗交流平臺是學(xué)生家庭實驗和交流提升的有效方式，如抖音等短視頻平臺為學(xué)生提供了豐富的交流機(jī)會，也激發(fā)了學(xué)生做好實驗并分享實驗成果的內(nèi)驅(qū)力。

如在《物態(tài)變化》一章中，學(xué)生從生活中能獲取各類豐富資源，觀察水的沸騰現(xiàn)象，可以讓學(xué)生利用家中玻璃熱水壺對水加熱，并觀察現(xiàn)象，記錄溫度（一般家庭都有電子溫度計），拍攝水沸騰前后的現(xiàn)象，不僅幫助學(xué)生有效解決了在學(xué)校實驗時受到周圍嘈雜環(huán)境的干擾的問題，也避免了加熱水時間不一而帶來的相互干擾，解決了聽水沸騰過程中聲音的變化等問題。學(xué)生在家拍攝好短視頻作為第二天課堂的交流資源，讓實驗探究延續(xù)到課后日常生活中。冰的熔化以及干冰的升華實驗都極大地激發(fā)了學(xué)生探究的熱情，也為學(xué)生有效的學(xué)習(xí)提供了保障。尤其是干冰的升華實驗，學(xué)生大部分都是直接觀察，肉眼難以識別氣體，因此把干冰放入水中觀察成為同學(xué)們交流的關(guān)鍵點(diǎn)，也能大大增加實驗的可觀察現(xiàn)象，突出空氣中“冒煙”的情況，讓學(xué)生了解這是水蒸氣液化形成的，不是氣態(tài)二氧化碳，為教學(xué)的深入提供了保障，也彌補(bǔ)了實驗器材的不足。

當(dāng)然課堂教學(xué)的環(huán)節(jié)和實驗的規(guī)范性是不可或缺的，視頻中的不足都需要在課堂中加以糾正和分析，讓學(xué)生有改進(jìn)的意識和領(lǐng)悟他人優(yōu)點(diǎn)的品質(zhì)。借助多媒體信息技術(shù)手段及網(wǎng)絡(luò)平臺，學(xué)生主動參與，課堂教學(xué)的反饋交流，都將提升物理實驗實踐能力和學(xué)習(xí)力。

教學(xué)中的演示實驗、學(xué)生動手實驗的探究、課后實驗的拓展、動手制作等角度提升學(xué)生實驗學(xué)習(xí)力，讓學(xué)生有足夠的機(jī)會通過實驗獲取知識，提高學(xué)習(xí)力，可以讓教師能更好地借助實驗來突破教學(xué)難點(diǎn)，解決教學(xué)疑難，拓寬教學(xué)效果，從而培養(yǎng)學(xué)生獲取新知識的能力、收集和處理信息的能力、分析和解決問題的能力，體驗科學(xué)探究的樂趣，學(xué)習(xí)科學(xué)家的科學(xué)探究方法，領(lǐng)悟科學(xué)的思想和精神。

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