核心素養背景下初中物理實驗教學的優化路徑

何佰川 何正琴

【摘要】實驗是組織物理教學的一個基本方式，也是優化學生物理認知經驗的重要策略，讓學生通過物理實驗進行現實操作、具體觀察，也可很好地促使學生自主生成物理知識，使其逐步形成良好的實驗操作能力，漸漸形成完善的思維品質，更易于培養學生的物理學科素養。因此，初中物理教師要重視物理實驗教學，由此落實核心素養育人任務[1]。本文將從利用信息技術改善演示實驗、通過小組合作推進探究實驗、借助德育引導展現實驗精神三個角度來分析核心素養背景下初中物理教師應該如何組織豐富的實驗教學活動。

【關鍵詞】核心素養? 初中物理? 實驗教學? 優化策略

【中圖分類號】G633.7 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2021）32-0102-02

核心素養理念的提出標志著以理論知識為中心的教育時代正式過去，我們將迎來一個需要立足于學生終身發展，且需綜合培養學生關鍵能力與思維品質的新時代，也必須要及時創新教學形式，優化教學策略的選擇與實施[2]。因此，初中物理教師要積極組織豐富的實驗教學活動，既要及時訓練學生的觀察能力、探究能力，也要及時培養學生的科學思維意識，使其積累豐富的動手經驗，引導學生自覺傳承優良的科學精神，不斷優化自身的精神財富。

1.利用信息技術改善演示實驗

演示實驗主要是針對一些存在危險性、過于繁瑣或者過于簡單等特性的實驗活動，由教師面向全體學生演示實驗操作步驟，讓學生通過觀察得出物理結論的實驗教學形式。常規的初中物理演示實驗是由教師在講臺上演示的，存在幾個不良問題，比如座位過于偏僻、靠后的學生無法全面觀察實驗現象，實驗現象轉瞬即逝而無法及時啟發學生等[3]。針對這一現實問題，初中物理教師則要及時利用信息技術來改善演示實驗的呈現形式，通過多媒體屏幕全面展現實驗操作過程，且可重復播放、放大視頻畫面，以便切實訓練學生的觀察能力。如此，初中生也可初步積累感性認識，自覺思考實驗原理，積極進行物理探究，而這就可直接培養學生的物理探究能力，更易于培養學生的物理素養。

就如在“聲音的產生與傳播”一課教學中，為了讓學生全面了解聲音產生的必要條件與傳播媒介，筆者就利用信息技術錄制了一些小實驗。第一類小實驗展現的是聲音產生的條件，比如用聲帶發生，且要用手觸碰喉嚨;通過敲擊樂器得出樂音，觀察樂器的動態變化等。第二類實驗是通過傳聲筒游戲、用手捂住耳朵發聲、將手機放在真空箱中打電話、在水中發聲等小實驗來解釋聲音傳播的介質種類。然后，筆者就在物理課上使用多媒體設備播放了這些小實驗，希望學生能夠由此分析聲音產生、傳播的條件[4]。值得說明的一點是，之所以要利用信息技術來組織演示實驗，是因為這些小實驗中有部分內容并不方便直接在課堂上親自演示，而且使用信息技術來展現聲音的產生條件與傳播方式，也可不斷顯化實驗現象，可讓學生觀察實驗細節，使其由此建構物理概念。如此，本班學生則可在演示實驗的驅動下進行觀察、思考與探究，而這就更易于促使學生實現學習進步[5]。

2.通過小組合作推進探究實驗

探究式物理實驗是由學生自主設計、操作，并由此歸納實驗現象、探究物理結論所形成的一種實驗形式，它可切實鍛煉學生的創新實踐能力，讓學生自主總結豐富的實驗操作技巧，形成舉一反三的學習能力，所以也可直接發展學生的物理素養，讓學生學會學習，優化學生的文化修養[6]。因此，初中物理教師要積極組織小組合作教學活動，鼓勵學生通過學習共同體的集體智慧有效推進實驗探究活動，通過平等合作總結豐富的物理實驗結論，全面豐富學生的建模、推理、證明、創新、發明等能動學習經驗，進一步發展學生的物理學科素養。

為了保證本班學生可以通過物理實驗形成良好的科學思維能力，筆者就綜合分析了學生的特長優勢與人際關系，將能夠和諧相處且存在互助關系的學生分到一個學習小組之內，由此組建了4人小組。然后，筆者便會根據實驗任務的難度水平去組織分組實驗。比如，在“串、并聯電路中電流的規律”一課教學中，筆者就組織了分組實驗。各小組需積極討論，分析安裝串聯、并聯電路的方式方法，積極利用實驗室的具體設備，分別安裝串聯電路、并聯電路。為此，小組內部也可暫時進行分工合作，兩人一組，一組負責安裝串聯電路、一組負責安裝并聯電路，且要在電路中合理確定電流表的具體位置。然后，小組則可接通電流，打開電路開關，觀察小燈泡是否會發亮，重點觀察電流表中的具體數值，記錄實驗數據，由此推測串、并聯電路中的電流規律。接著，筆者就會組織組際探究活動，隨機抽取一個小組展示實驗操作過程，總結電流表的結構與識讀方法，匯總串、并聯電路中的電流規律，其余小組要認真記錄重要觀點，及時補充、質疑，順利展開組際討論，通過全班合作做到準確表達。這樣一來，本班學生則可及時積累自主建構物理知識的有效經驗，及時提升自身的實驗操作能力，而這就可切實喚起學生的思考意識，有可能會讓學生熱愛科學、愛上物理[7]。

值得一提的是，通過小組合作探究實驗活動，本班學生的實驗操作能力、科學探究能力都有了明顯的變化，就連一些對物理知識不感興趣的學生，也會自發配合組內同伴，積極承擔相應的實驗探究責任，切實營造了優良的物理教學氛圍，促使學生通過合作探究積累了成功的實驗研究經驗，讓學生取得了學習進步[8]。而且，通過探究式分組實驗活動，初中生也能改變只背誦理論知識的學習方式，因為經過動手操作與實驗檢驗之后，初中生的知識印象會更加深刻，而這就有利于培養學生的物理認知能力，更易于讓學生學好物理。

3.借助德育引導展現實驗精神

在培養學生核心素養的教育背景下，學生的思維品質與社會道德意識備受關注，因為只有讓學生具備高尚的品德，使其自覺傳承我國傳統文化，踐行社會主義核心價值觀，才能使其真正實現長遠發展，在未來的社會發展中凸顯自己的人生價值，實現自己的理想信念。其中，實驗資源本身也包含深層的人文思想，比如學生要堅持實事求是，不可捏造數據、操之過急，亦或者不可浪費資源、破壞實驗設備等。因此，初中物理教師要利用實驗教學活動突出德育教育理念，引導學生自覺繼承優良的實驗精神，使其自覺傳承各位科學家不怕苦不怕累、刻苦鉆研、不畏艱難、不懼失敗的高尚品質，從而切實改善學生的道德意識[9]。

就如在上述“串、并聯電路中電流的規律”實驗教學過程中，本班有一個小組因為操作不當導致電路出現了短路問題，燈泡并未發亮。但是，由于時間緊迫，這個小組的內部成員并未分析問題成因，而是直接與位置靠后的一個小組合作，觀察了對方的實驗結論，摘抄了實驗數據。對此，筆者就嚴肅指出這種逃避問題行為的不良影響，告訴學生實驗的基本要求便是實事求是、不怕失敗、刻苦鉆研，同時還以愛迪生發明燈泡這一科學故事告訴學生要堅持、不要氣餒，遇到任何問題都要認真對待，引導學生自主分析小燈泡無法發亮的原因，總結了電路短路的常見原因，引導這個小組一一對比嘗試，使其自主調整了電路設備，最終引導這個小組完成了實驗探究任務[10]。另外，在實驗總結環節，筆者還要求各小組自主整理實驗臺，將物品放回原位，還要記錄本輪實驗所耗費的材料。借此，筆者就告訴學生要時刻保持實驗臺的整潔明亮，且要遵守實驗室的紀律要求，懂得愛惜實驗設備、節省實驗材料，希望學生可以逐步養成愛整理、懂節約的正確意識。如此，本班學生則可潛移默化地改善自己的實驗操作行為，而這一優良的行為習慣也將讓學生在現實生活中受益。另外，在實驗探究活動中，有的學生會因為失敗的實驗操作步驟、不理想的實驗現象感到焦躁不安，在挫敗感的影響下無法集中注意力。在這時，筆者則會嘗試引入物理學家的科學探究發明史，告訴學生任何人的成功都不是一帆風順的，學生一定要有足夠的耐心、持久的恒心，不可輕言放棄，更不應向困難或者挫折低頭。

總而言之，在初中物理教學過程中組織豐富的實驗活動可以很好地優化學生的觀察經驗、實踐能力與探究水平，且可讓學生自覺傳承科學精神，摒棄錯誤的思想意識，而這就可進一步培養學生的物理學科素養，讓學生實現長遠發展。因此，初中物理教師要客觀分析本學科的實驗教學資源，及時創新并優化實驗教學形式，通過直觀的演示實驗與能動的探究實驗來發展學生的科學探究能力，結合學生的實驗學習經歷去優化學生的精神財富，使其真正實現長足進步。

參考文獻：

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