在實驗教學中提升學生物理學科素養

何臨紅

【摘 要】物理課堂通常開設于初中二年級階段，由于該學科與實驗息息相關，因此教學大綱不僅對學生理論知識的掌握提出了較高的要求，也對他們的實驗動手操作能力提出了一定的要求。如何在不耽擱課堂進度的情況下，很好地將實驗課程穿插到普通授課當中，對于授課教師而言，是一個很大的挑戰。

【關鍵詞】物理學科;實驗教學;學科素養

物理實驗教學和普通課程教學應當是一個相輔相成的關系。一方面，學生對于物理實驗的操作與實踐能夠幫助學生更好地理解書本上的理論知識與公式概念，另一方面，學生對于教科書上公式概念的學習也會更好地指導他們將課堂所學運用到實驗環節。因此，物理教師團隊要充分意識到二者的緊密聯系，切不可抱著偷工減料的僥幸心態，只注重課本內容的傳授，而忽略了實驗課程的教學。

一、應用物理實驗引導學生發現問題

物理成績比較平庸的學生不是因為他們無法消化吸收教師課堂所講，無法解出家庭作業上的題目，而是因為他們沒有扎實的物理基本功，對于學習過程中出現的問題，往往缺乏獨立思考和解決的自主性，這種基本功也就是我們前面所說的核心素養。對于自己的學科表現也往往具有更高的要求，課堂參與度和積極性也就更強，與此同時，他們也往往對物理這門科目抱有較高的熱忱和興趣。教師要善于把握學生的心理狀態和情緒變化，由此喚醒他們對于物理學科的學習潛力。教師只有開展這樣的教學，學生才能夠在學習的過程中形成物理基本觀念。

例如，在人教版初二物理教材中的第三單元，教師在講授光學的過程中，需要意識到生活中的光學現象隨處可見，要注重引導學生去總結生活中的光學規律，因此，在課堂導入環節，教師可以進行光學演示實驗，供學生直觀理解和學習。在該實驗教學的環節中，教師可以從實驗室借來相關的實驗器材，一面小鏡子，一只盛著水的燒杯，以及一支筷子。在課堂伊始，教師可以這樣導入本堂課的內容，“同學們，我們所生活的世界是一個被光線包圍的世界，無論是太陽明媚的陽光，室內明亮的白熾燈，還是夜晚街上五光十色的霓虹燈，它們都為我們的城市生活增添了美麗的色彩。”教師結合實踐，讓學生了解開展實驗的價值和意義。緊接著，教師可以引導學生發現現實生活中主要有哪幾類光源，它們有何異同，這時，教師就可以繼續介紹，“每次，大家討論的都有一定的道理，現在，讓老師為你們揭示問題的答案，光源有冷光源和熱光源之分，我們平日所用的白熾燈、臺燈、霓虹燈都屬于冷光源，而太陽光則屬于熱光源?！苯處煄椭鷮W生回顧光源、光的傳播、光的傳播形式等相關知識，這一教學環節讓學生回顧以往生活實踐中了解的理論，這些理論能夠反映出學生在生活實踐中形成的物質觀。簡單的課程導入之后，教師就能借助直觀教學法，為學生進行物理實驗的演示。首先，教師可以拿一支筷子放在鏡面前，引導學生畫出鏡面兩端的物體，以及各自距離鏡面的距離。然后，教師可以讓學生仔細觀察筷子在空氣中的形狀，隨后將它放入燒杯的水中，讓同學觀察燒杯中水面以下，筷子被歪曲了的形狀，并且告訴學生，該奇妙的現象就叫做“折射”。當學生看到教師應用實驗來呈現出他們在生活見到過的光的傳播現象時，學生開始好奇，想要了解他們原來了解的物質觀是如何形成的。

二、應用物理實驗培養學生探究能力

當學生想去了解物質觀是如何形成時，教師需要引導學生應用實驗的方法開展探究學習。實驗探究學習，是學生從觀察物理現象的過程中，發現物理現象產生規律，得到物理現象背后物質觀的重要過程。通常物理成績較好的學生，在學習物理的學科時，都有著有條不紊的實驗操作能力，學生們只有將自己的學科素養培養起來了，才能在今后的學習過程中減少阻力。物理學科素養中，要求學生掌握科學探究方法。

例如，在初中人教版初三物理教科書上，教師在講授電學單元時，可以通過實驗課的方式，讓學生們領略到電壓、電阻和電流的關系，該實驗所用的實驗方法為控制變量法，該物理課的學時通常安排在45分鐘左右。在進入實驗室時，教師應當引導學生再三注意遵守實驗室的操作規則和安全守則，物理實驗通常對學生的實踐操作能力提出了很高的要求，而優秀的實驗操作能力又往往與書本上理論知識的掌握是密不可分的，因此，在實驗教學環節，教師也要格外關注學生們的實驗進度，以及他們的操作是否規范，盡量不要在實驗課上出現學生弄壞實驗器材，或是在實驗操作中受到意外傷害的現象。

三、應用物理實驗提高學生思維水平

相較于物理成績中等的學生，物理成績優秀的學生往往具有較高的思維水平，他們已經在自己頭腦中形成了一套嚴密的物理知識體系，密不可分，環環相扣，學生和學生之間的思維水平存在較大的差異性。一方面，這與學生的先天天賦有關，多元智能理論提出，人的智能存在差異性，一般人們會有一些別于常人的智能優勢，卻也存在先天的智能不足;一方面，這與學生的思維水平培養有關，有一些學生因為沒有受過系統的訓練，于是他們的思維水平便受先天天賦的影響較多，而受后天教育影響較少。教師在開展實驗教學時，要應用教育對學生的思維水平進行培養，使學生能應用科學的思維來分析物理現象，在實驗中發現物理現象產生的機理。

在電路單元的實驗教學中，首先，教師可以引導學生親自動手組裝電路，根據黑板上的簡易電路圖，將電池元件、小燈泡、電阻、開關、若干根電線進行依次有序連接。教師也要叮囑學生在安裝電路的過程中，注重全程禁止接通電源，否則將可能發生觸電事故，即使該實驗的電池電壓僅有4～6伏。組裝工作完成后，方可接通開關，對于小燈泡的亮度強弱做好記錄。幾組實驗下來后，學生可以通過每組更換不同歐姆的電阻，從小電阻到大電阻依次安裝實驗，來觀察小燈泡的亮度情況，由此歸納總結出在電壓一定的情況下，電流隨著電阻的變化情況，即電壓一定時，電流和電阻成反比，電阻越大，電流越小。在實驗課程結束后，物理教師也要鼓勵學生做好實驗總結，總結自己在該堂課中學到的知識，并且總結出物理實驗中的控制變量法給予他們的啟發，這樣由課前準備和預習，課程實踐與操作，以及課后反思與總結構成的完整的學習流程，才能真正讓學生將實驗課的思想和精髓內化為自己的東西，進而提升自身的核心素養。