基于核心素養(yǎng)的初中物理低成本實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

李金華

摘? ?要：隨著新課程標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施和課堂教學(xué)改革的不斷深化，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)成為教學(xué)的重要目標(biāo)。物理實(shí)驗(yàn)的核心就是培養(yǎng)學(xué)生的物理知識(shí)和物理技能，同時(shí)提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的能力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的核心素養(yǎng)。因此，要從核心素養(yǎng)的角度對(duì)初中物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一系列的改革，開(kāi)發(fā)低成本的演示實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)器材的制作，優(yōu)化初中物理實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)運(yùn)用的策略和方法。

關(guān)鍵詞：初中物理;物理實(shí)驗(yàn);核心素養(yǎng);低成本實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)

引言

在教育教學(xué)工作當(dāng)中，相比于小學(xué)，初中的教學(xué)需要學(xué)習(xí)更多的內(nèi)容，物理作為一門(mén)新的學(xué)科，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)物理知識(shí)，提高學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的熱情，奠定未來(lái)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)有著重要的意義。在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，其教學(xué)目的是為了培養(yǎng)學(xué)生的物理技能，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和操作能力，提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)，因此，在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，教師要從學(xué)生的角度出發(fā)，運(yùn)用科學(xué)的思維，重視學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展以及學(xué)生的性格特征，進(jìn)而達(dá)到提升學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的目的。但是物理實(shí)驗(yàn)有成本過(guò)高，時(shí)間較長(zhǎng)，投資較大的特點(diǎn)，因此在物理實(shí)驗(yàn)的過(guò)程當(dāng)中，如何開(kāi)發(fā)低成本的實(shí)驗(yàn)是當(dāng)下教師們所討論的重點(diǎn)問(wèn)題之一。

1? 初中物理課堂核心素養(yǎng)的體現(xiàn)

初中物理的學(xué)習(xí)與小學(xué)科學(xué)有著密切的關(guān)系，但是和小學(xué)科學(xué)有很大的不同，對(duì)于中學(xué)生而言，物理的知識(shí)并不是完全陌生的，但是，物理的課程也是一門(mén)全新的學(xué)習(xí)學(xué)科，因此在教學(xué)中我們要準(zhǔn)確把握物理學(xué)科的度，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)。在教學(xué)中教師要加強(qiáng)物理知識(shí)和物理問(wèn)題結(jié)合，提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力和思考問(wèn)題的能力[ 1 ]。基于此，教師要對(duì)學(xué)生的物理學(xué)科基本知識(shí)進(jìn)行講述，提高學(xué)生對(duì)于物理課程的了解和熟悉，保證學(xué)生在正確的物理學(xué)習(xí)觀念下，運(yùn)用正確的物理理論方法進(jìn)行正確的物理思考，加強(qiáng)對(duì)于物理的探索和研究。其次，在教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，教師不光要教授給學(xué)生相關(guān)的物理學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)要教授給學(xué)生研究物理的方法，以便讓學(xué)生在未來(lái)的研究工作當(dāng)中，有效選擇各類(lèi)的研究方法。比如說(shuō)在學(xué)習(xí)電流電壓等抽象內(nèi)容的時(shí)候，學(xué)生很難理解，教師就可以類(lèi)比生活當(dāng)中的水流水壓進(jìn)行比較化的講解，提高學(xué)生對(duì)于物理知識(shí)理解的真實(shí)性和科學(xué)性。另外教師還要重視學(xué)生物理邏輯能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生的物理分析能力。再次，在物理學(xué)科應(yīng)用方面要加強(qiáng)生活與物理之間的關(guān)系，讓學(xué)生正確理解物理來(lái)源于生活，比如在進(jìn)行密度、功率這些概念教學(xué)的時(shí)候，就可以與生活中的具體實(shí)踐相結(jié)合，讓學(xué)生了解，這些公式和理論對(duì)于現(xiàn)實(shí)生活的指導(dǎo)作用。最后在學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中，還要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，讓學(xué)生樹(shù)立正確的科學(xué)觀和世界觀，促進(jìn)學(xué)生未來(lái)物理學(xué)習(xí)的長(zhǎng)遠(yuǎn)進(jìn)步。

2? 初中物理低成本實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)的意義

2.1? 對(duì)新課程改革標(biāo)準(zhǔn)的落實(shí)

在新課程改革中明確提出了學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體者，因此在教學(xué)中要尊重學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，因此在解題過(guò)程當(dāng)中鼓勵(lì)教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行“一題多解”“一題多變”的教學(xué)方法，以激發(fā)學(xué)生思維的活躍性，提高學(xué)生對(duì)于物理知識(shí)的不同角度認(rèn)知，擴(kuò)大學(xué)生的視野，而在初中物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)當(dāng)中，運(yùn)用一些學(xué)生常見(jiàn)的物理實(shí)驗(yàn)器材，進(jìn)行物理情境的創(chuàng)設(shè)，在一定程度上對(duì)于提高學(xué)生的物理概念認(rèn)知，提升學(xué)生的實(shí)踐能力，增強(qiáng)學(xué)生的核心素養(yǎng)有著重要的意義。但是，當(dāng)下初中物理實(shí)驗(yàn)中，許多器材過(guò)于機(jī)械化和專(zhuān)業(yè)化，學(xué)生會(huì)認(rèn)為，物理學(xué)習(xí)與生活之間的關(guān)系不深。而開(kāi)發(fā)和利用低成本的實(shí)驗(yàn)，有利于讓學(xué)生從熟悉的環(huán)境當(dāng)中發(fā)現(xiàn)物理學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，從而提升學(xué)生物理學(xué)習(xí)的熱情和激情。

2.2? 促進(jìn)物理教師的成長(zhǎng)

在初中物理教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，作為一位物理老師，首先應(yīng)當(dāng)明確物理實(shí)驗(yàn)對(duì)于提高初中物理課堂教學(xué)效率，促進(jìn)學(xué)生綜合素養(yǎng)發(fā)展的意義，因此在教學(xué)過(guò)程當(dāng)中要重視物理實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)，而開(kāi)發(fā)一系列的低成本實(shí)驗(yàn)，也可以提高物理教師自身的成長(zhǎng)，讓教師能夠以活躍的思維、豐富的想象力和與時(shí)俱進(jìn)的先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行教學(xué)方法的改善，從而不斷地豐富自我、提升自我。

2.3? 鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力

在注重物理低成本實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)的過(guò)程當(dāng)中，不是教師一個(gè)人獨(dú)自完成的，而是通過(guò)調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)生一起進(jìn)行低成本實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)的，當(dāng)學(xué)生掌握了一定的方法，有了一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)后，可以讓學(xué)生在家里進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的物理實(shí)驗(yàn)，從而提高學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生的想象力和邏輯思維能力，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)興趣，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)成本開(kāi)發(fā)的過(guò)程當(dāng)中加強(qiáng)了師生之間的溝通，加強(qiáng)了學(xué)生與學(xué)生之間的交流，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的深度和廣度同時(shí)也增加了教師的個(gè)人魅力，增進(jìn)了師生之間的感情。

3? 在核心素養(yǎng)視角下，優(yōu)化初中物理實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的策略和方法

3.1培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)器材的制作

在當(dāng)前新課程改革和素質(zhì)教育的大時(shí)代背景下，在當(dāng)下的初中物理教育教學(xué)工作當(dāng)中，首先要重視學(xué)生的主體性學(xué)習(xí)地位，因此在教學(xué)過(guò)程當(dāng)中要發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，在具體的初中物理實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中，也要尊重學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生從物理的理論學(xué)習(xí)走向物理的生活化學(xué)習(xí)，提高學(xué)生對(duì)于物理的認(rèn)知。新課改背景下的初中物理教材與傳統(tǒng)的教材相比，知識(shí)深度和難度有所下降，但是，在教材當(dāng)中拓展了實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，對(duì)于學(xué)生動(dòng)手能力、分析問(wèn)題的能力以及解決問(wèn)題的能力和物理實(shí)驗(yàn)的操作能力都特別重視。在課后的作業(yè)當(dāng)中，有許多讓學(xué)生回家進(jìn)行小實(shí)驗(yàn)的課后習(xí)題開(kāi)發(fā)，這些小實(shí)驗(yàn)的素材大多來(lái)源于生活，實(shí)驗(yàn)條件也較為簡(jiǎn)單，比如在日常生活當(dāng)中常見(jiàn)的塑料薄膜等，都是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的好器材。這種作業(yè)的布置對(duì)于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)好奇心，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題、理解問(wèn)題、分析問(wèn)題的能力有著重要的幫助。學(xué)生進(jìn)行物理小實(shí)驗(yàn)，還有利于鞏固學(xué)生在課堂上所學(xué)的理論知識(shí)和物理內(nèi)容，而通過(guò)物理小實(shí)驗(yàn)的制作，有利于學(xué)生將原本抽象的理論轉(zhuǎn)換為實(shí)踐的能力，補(bǔ)充課堂理論知識(shí)的內(nèi)涵，同時(shí)增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)于理論的理解。而學(xué)生在課后獨(dú)自完成這些物理小實(shí)驗(yàn)，又尊重了學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性地位，發(fā)揮了學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主觀能動(dòng)性，還豐富了學(xué)生的課余生活，有利于搭建一個(gè)合理完善的教學(xué)結(jié)構(gòu)。比如說(shuō)，在學(xué)習(xí)凸透鏡和凹透鏡成像規(guī)律的時(shí)候，可以讓學(xué)生在生活當(dāng)中去尋找凸透鏡和凹透鏡，然后根據(jù)課本上的文字圖片和內(nèi)容，觀察放大的像和縮小的像具體是在什么情況下發(fā)生的。再比如在學(xué)習(xí)“光的折射”時(shí)，利用分層的糖水和手機(jī)圖片，可以模擬出“海市蜃樓”的奇觀（如圖1所示），學(xué)生會(huì)抱有很強(qiáng)的好奇心，在課堂上教師在對(duì)學(xué)生進(jìn)行光的折射相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)，解答學(xué)生的疑惑，運(yùn)用這種方式，有利于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，讓學(xué)生帶著問(wèn)題去思考問(wèn)題，從而更好的理解知識(shí)點(diǎn)，加深記憶力。再比如，教師打開(kāi)教室前面的光源（1 m見(jiàn)方的板上由25個(gè)40 W的白熾燈泡組成“M”字樣，如圖2所示），學(xué)生拿起桌上帶小孔的卡片，對(duì)著光源，用毛玻璃當(dāng)屏幕。可以觀察到“W”，調(diào)節(jié)毛玻璃的位置可以觀察到像變大變小。

通過(guò)讓學(xué)生動(dòng)手的方式，提高學(xué)生的觀察能力、理解問(wèn)題的能力，加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，增強(qiáng)學(xué)生聯(lián)系物理知識(shí)與生活的能力。

3.2? 發(fā)揮教師的積極性，開(kāi)發(fā)低成本的演示實(shí)驗(yàn)器材

新課程改革要求要尊重學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性地位，同時(shí)也要對(duì)學(xué)生進(jìn)行一系列的引導(dǎo)和指引工作。具體來(lái)說(shuō)，在課堂教學(xué)當(dāng)中，可以應(yīng)用一些低成本的實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行演示，提高課堂教學(xué)的趣味性，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的直觀性，啟發(fā)學(xué)生的物理學(xué)科思維，加深學(xué)生對(duì)于課堂內(nèi)容的理解和知識(shí)點(diǎn)的興趣。比如在引入折射現(xiàn)象時(shí)，為了調(diào)動(dòng)課堂的活躍性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可以制作如圖3所示的低成本實(shí)驗(yàn)器材，演示“硬幣出現(xiàn)又消失”的魔術(shù)。

當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)大氣壓強(qiáng)知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候，由于大氣壓強(qiáng)的概念較為抽象，學(xué)生很難理解，因此教師可以設(shè)計(jì)一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用一個(gè)不易被水浸濕的一次性紙杯和一只玻璃杯，在兩只杯子當(dāng)中分別灌滿水，將那只不易被水浸濕的紙杯平蓋在杯口，然后用手壓著紙杯倒過(guò)來(lái)，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)紙杯不會(huì)掉，杯里的水也不會(huì)灑出來(lái)，在學(xué)生好奇的時(shí)候，可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行大氣壓強(qiáng)概念的闡釋?zhuān)瑥亩由顚W(xué)生對(duì)于大氣壓強(qiáng)概念的理解。

再比如，通過(guò)實(shí)驗(yàn)解決學(xué)生理解上的誤區(qū)：液體重力越大，是否壓強(qiáng)越大，如圖4所示。可以用一個(gè)兩端開(kāi)口的玻璃管，底部蒙上橡皮膜。將一個(gè)花生油瓶的底部去掉，塞上橡皮塞，塞入玻璃管的上端，倒入紅色水，觀察橡皮膜的凸起程度。取下油瓶，換成裝有軟木塞的細(xì)長(zhǎng)玻璃管，從油瓶中取一杯的紅色水倒入試管中，橡皮膜也能達(dá)到剛才整桶水的凸起程度。（如圖4所示）

另外，隨著當(dāng)下科技的發(fā)展，在教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，教師還可以運(yùn)用多媒體技術(shù)對(duì)一些較難和較危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行放映，讓學(xué)生通過(guò)觀看視頻的方式感受實(shí)驗(yàn)的魅力，增強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)課程的真實(shí)性和感染性。例如可以用手機(jī)慢放功能拍攝觀察灰塵的慣性和水沸騰前后氣泡的大小等（如圖5所示）。

綜上所述，無(wú)論是課外的實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)還是課內(nèi)的實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)，都有利于提高學(xué)生的物理綜合素質(zhì)，因此在初中物理實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中，教師要更新自身的教學(xué)觀念，運(yùn)用多元化的教學(xué)方法，結(jié)合理論與實(shí)踐促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中華人民共和國(guó)教育部.全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2017.

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