物理實驗中落實物理核心素養的策略研究

岳芳俠

物理核心素養是學生在接受物理知識的過程中，逐漸形成的適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力，是學生通過物理學習內化、帶有物理學科特性的品質，是學生科學素養的重要構成。學生物理科學素養主要包括四個方面的內容：物理觀念、科學思維、科學探究和科學態度與責任。物理觀念是從物理學視角形成的關于物質、運動、能量和相互作用的基本認識;是物理概念和規律在頭腦中的提煉和升華;是運用物理知識和方法解釋自然現象和解決實際問題的能力。主要包括物質觀、運動觀、能量觀、相互作用觀及應用等。科學思維是從物理學視角對客觀事物本質屬性、內在規律及相互關系的認識方式;是基于經驗事實建構理想模型的抽象概括過程;是分析綜合、推理論證等科學思維方法的內化;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。主要包括模型建構、科學推理、科學論證、質疑創新等。科學探究是指具有科學探究的意識，能在真實情景中提出物理問題，形成猜測和假設，利用科學方法獲取信息和處理信息，形成結論，以及對探究過程和結果進行交流、評估、反思的能力，主要包括問題、證據、解釋、交流等。科學態度與責任包括科學本質、科學態度、社會責任等。學生物理核心素養的要求有別于以前所提的三維目標，三維目標與核心素養的關系不是等距的，也不是等值的。三維目標視域下的物理教學是以學生為中心的教學，核心素養視域下的物理教學是以學生活動為中心的教學。

那么，如何落實教育行政部門提出的培養學生物理學科核心素養的要求，就成為擺在初中物理教師面前必須要面對和解決的問題。課堂是學習的主陣地，一節課40分鐘，既要保證教學質量，又要培養學生的核心素養，對于年輕教師及生源質量較差的學校來說，只要能保證一個都已經很不容易了，當學生成績沒有得到提升時，教師就會著急上火，就會不管不顧。但在多年的教學實踐中，筆者越來越強烈地感受到兼顧學生知識、能力、素養培養的物理教學并非想象的那么困難。那么，在初中物理教學的主陣地——課堂上，教師怎樣通過活動培養學生的物理學科核心素養呢？仔細研究后，筆者發現初中物理課堂教學基本都是由生活現象導入的，通過實驗得出或總結物理規律后再加以應用的。這也充分詮釋了初中物理教學的理念：從生活走向物理，從物理走向社會。而實驗又是探究物理規律、總結物理概念的重要手段，幾乎貫穿于每節課中，所以利用好物理課堂教學中的實驗，如現象明顯的小實驗、學生分組實驗、教師演示實驗等都可以很好地落實學生物理學科核心素養的要求。

其中，小實驗在物理教學中占有很重要的位置，它與學生分組實驗、教師演示實驗同等重要。小實驗因為小，所以取材方便，易于操作。教師可以利用它進行課前導入，課中激趣設疑，幫助學生鞏固基礎知識，激發學生的學習興趣，促使學生更好地理解和鞏固物理概念及物理規律。

下面，筆者就如何利用課堂小實驗引導學生進行深度學習，以及落實物理學科核心素養，談一下自己粗淺的認識。

一、教師演示，激發學生學習興趣

由于部分學校小學科落實不太到位，學生的學科素養比較薄弱，所以教師的示范引領對培養學生的實驗探究能力有著非常重要的作用。講授大氣壓強時，能證明大氣壓存在的實驗有很多，但作為一名教師，筆者需要選取取材方便、實驗現象明顯的實驗進行演示，這就要求筆者必須進行大量的學習。例如，翻閱《中學物理》等雜志，觀看抖音中的實驗視頻或他人的課堂實錄等。只有經過比對、積累，才能選擇自己認為不錯的實驗。像油桶變扁實驗，因為油桶較大，實驗的可視性較好;易拉罐變扁，因為易拉罐是金屬，變扁時會發生巨響，能夠吸引學生的注意力;手掌提飲料，因為飲料很重，平平的手掌竟然能將飲料提起來，學生很好奇，他們學習的積極性十分高漲;拔火罐是理論與實際聯系的具體體現，學生就會發覺物理就在自己的身邊。在物理教學過程中，教師通過分析這幾個實驗，使學生對大氣壓的存在有了深刻的理解。

在講授流體壓強與流速的關系時，筆者用一次性杯子為學生進行演示：將杯子一個一個壘起來在杯口吹氣，杯子就會一個一個跳出來，實驗簡單易操作，學生興趣十分濃厚。在講授慣性時，筆者用一次性杯子進行了演示：將兩個一次性杯子豎著扣在一起并倒扣在桌面上，兩個杯子之間用一張撲克牌隔開，當我們抽走撲克牌時，上面的杯子并沒有隨撲克牌一起移動，而是落回了原地;還可以用一個大的透明玻璃杯裝上水，蓋上撲克牌，將一枚生雞蛋放在撲克牌上，抽走撲克牌時雞蛋則會掉入玻璃杯中。在講授摩擦力時，筆者讓學生取兩本書，將書一頁一頁地重疊在一起用力拉，學生發現怎么也拉不開;還可以利用筷子提米：在玻璃瓶中裝滿米，將一根筷子插入米中，利用筷子就可以輕易地將米和瓶子一起提起，學生通過實驗對摩擦力的存在有了充分的了解。在講授杠桿平衡條件后，筆者利用蠟燭做了一個蹺蹺板，點燃蠟燭的兩端讓學生觀察。過一會兒，學生發現蠟燭會上下跳動。此時，讓學生用杠桿平衡條件解釋這種現象，就能夠加深學生對杠桿平衡條件的理解。在講授浮力時，為了顯示浮力的方向，筆者用細線將乒乓球固定在大的礦泉水瓶或玻璃容器里，給容器中加水就會看到乒乓球浮在水中，無論怎樣傾斜容器，乒乓球的連線總是垂直于水平面，通過實驗學生就會得出浮力的方向總是豎直向上的結論。在講授測量浮力大小時，筆者給塑料瓶中裝入沙子，讓學生利用稱重法測浮力，這種實驗裝備制作起來非常方便，學生可以一人做一個，因為是用自己制作的儀器進行實驗，學生很開心，但不同學生制作的儀器測量的效果不同，這就激發了他們的探究興趣，他們就會思考與浮力大小有關的因素有哪些？在講授浮沉條件時，筆者利用玻璃瓶、鹽水和雞蛋，為學生演示了雞蛋在鹽水中的三種狀態：下沉、懸浮和漂浮，通過實驗學生就能正確判斷浮沉發生的條件，實驗效果非常好。

二、學生課外探究實驗，體驗悟理

在物理探究實驗中，教師示范后可以對學生提出更高的要求，讓學生結合教材內容完成課后小實驗或自己設計一些小實驗。例如，利用紙鍋燒水，水燒開了而紙鍋并沒有燃燒，這是因為水在沸騰前后一直在吸熱，紙鍋的溫度就會低于它的燃燒點，所以紙鍋不會燃燒。利用空易拉罐、冰和鹽做凝華實驗，讓學生將冰放入空易拉罐中，再給冰中加鹽，冰的熔點就會降低，冰在融化的過程中就會吸熱，當易拉罐的溫度低于0℃時，易拉罐外側的水蒸氣遇冷就會形成霜，這就是凝華現象。

講授大氣壓強之后，筆者讓學生嘗試用手掌提易拉罐，用空易拉罐做不倒翁等。講授重力后，筆者讓學生用直角三角板、細線、鐵錘制作一個水平儀。講授連通器時，學生發現在連通器的一端吹氣，連通器各管口處的液面都會上升。學生學完電壓一章后，筆者引導學生嘗試制作各種水果電池、飲料電池，甚至制作人體電池。學生發現，將幾個同學用導線連接在一起構成閉合回路，竟可以使二極管發光，學生還利用電壓表測量了各種電池的電壓，探究了影響水果電池電壓大小的因素。通過這些探究實驗活動，學生對電壓有了更深刻的了解。

三、進行課外探究活動，學以致用

相信種子，相信歲月。這也是筆者的導師郝曉東老師一直給筆者所說的話。在慢慢的探究和實踐過程中，有了教師的引領，學生的探究能力就會大大增強。在探究活動中，筆者也給學生提出了更高的要求，要求學生會用物理知識和物理方法解決實際問題。例如，買金銀飾品時，我們經常擔心會買到假貨，特別是銀制的筷子、勺子、杯子如果有假，將會直接危害我們的身體健康。所以，講授密度的測量后，筆者給學生提出了一個問題，讓他們鑒別筆者的銀手鐲的真偽。學生互相討論后提出了可行方案。在實驗室里，師生共同鑒別了銀手鐲的真偽，還有學生將自己媽媽的金項鏈拿到學校進行鑒別。類似的實驗還有很多，如測量氣球下落的平均速度，探究自行車前后輪所受摩擦力的方向等。以下是測量銀手鐲密度的具體方法。

1.實驗原理：ρ=m/v。

2.實驗器材：天平、兩個燒杯、水、銀手鐲。

3.實驗步驟：（1）利用天平測出銀手鐲的質量;（2）利用天平測量一個空燒杯的質量;（3）將燒杯傾斜裝滿水;（4）將銀手鐲完全浸沒在燒杯的水中，用另一個燒杯接溢出的水;（5）利用ρ=m/v，求出銀手鐲的密度。

若是心中充滿愛，便可抵擋歲月漫長。在“做中學，學中做”的實驗活動中，助力學生建立物理觀念、強化實驗探究能力、鍛煉科學思維能力、展現科學的態度與責任，這是一名物理人應肩負的教育責任。就是因為這份熱愛，筆者一直努力堅守著物理實驗這塊陣地。筆者相信，只要在物理教學這條道路上不斷學習和超越自己，在未來的日子里師生都能遇到更好的自己！

作者單位 ?陜西省西安惠安中學