基于核心素養的農村初中物理DIY實驗教學的實踐

施義明

傳統物理教學中，實驗教學的地位一直比較尷尬，一方面教師認為實驗教學過于繁瑣，占用課堂時間過多，效率低下；另一方面，部分教師在實驗教學過程中按部就班，僅僅指導學生在實驗過程中根據課本提示完成操作即可，并沒有使用實驗推導理論的過程，這都違背了物理實驗教學的初衷。此外，農村地區因物理實驗資源匱乏，物理實驗教學不能有效開展。若想改變這一現狀，首先，教師應該轉變傳統教學觀念，充分認識物理實驗教學的重要性；其次，教師應將DIY實驗設備運用于物理實驗教學，這樣不僅可以有效改善當前情況，還可以讓學生在體驗物理實驗樂趣的同時培養其動手操作能力。

一、農村初中物理實驗教學現存問題

（一）傳統教學觀念根深蒂固

農村的師資力量相對薄弱，且部分教師的年齡偏高，教學理念無法及時更新，因此在初中物理實驗課堂上，部分教師仍舊采取傳統的授課方式進行教學。在課堂上，教師的授課重點過多地停留在習題的練習上，僅用題目的準確率來判斷學生對理論知識的掌握情況，這違背了培養核心素養的理念，也會導致學生沉浸在習題中，無法理解物理理論知識的真正含義，在物理與生活實際之間建立起無形的壁壘，最終使物理實驗越來越被忽視，無法發揮其應有的作用［1］。

（二）忽視物理實驗教學的重要性

在當前初中物理教學中，部分教師會采用多媒體視頻的演示和實施代替實驗。不少教師認為，物理實驗步驟繁瑣、時間成本高，且部分實驗存在較大的安全隱患，一旦出現問題，教師需要承擔相應的責任，且物理實驗步驟過于繁瑣，教師在課程設計時需要耗費大量時間，種種因素導致當前教師不愿意進行物理實驗教學，缺乏對物理實驗教學的重視［2］。

（三）物理實驗器材陳舊或缺失

由于前期農村教育經費存在缺口，學校在實驗設施的購置方面缺少資金投入，直接導致物理實驗儀器數量不足和老化落后的問題出現。根據調查，目前農村初中在物理實驗教學中使用的實驗設備絕大部分已經出現銹蝕或損壞的問題，雖然近幾年農村教育得到重視，資金短缺的問題已經得到顯著改善，但陸續購入的實驗設備依舊不能滿足當前的教學需求。課本上涉及的諸多物理實驗可以加強學生對于理論知識的印象，建立物理與生活連結的橋梁，但實驗設備的缺失無法滿足教材要求開展的豐富多彩的實驗活動，阻礙了物理教學的正常開展。

二、農村初中物理DIY小實驗教學的意義

（一）增強知識理解，培育核心素養

學生在物理實驗過程中，肢體運動受大腦支配，肢體在活動的同時，又促進了人類腦部的思維活動，二者相互作用，相互鍛煉，在這一過程中，學生通過手腦協調加深了對于理論知識的理解，同時通過眼睛的觀察，觸類旁通，總結出課本沒有講解的延伸知識。通過物理實驗，增強了學生對于物理理論知識的理解，便于學生在實際生活中運用相關知識，建立起學科和生活之間的橋梁，消除學生畏難情緒和學習的惰性［3］。

（二）突破教學重點，完善教學內容

在當前物理教材中，大部分知識點都配備了相應的演示實驗，但仍有少部分章節并沒有相應的實驗展示，學生在該類知識點的學習過程中只能根據教師的推導教學進行分析，可能存在理解障礙，教學重點、難點也無法得到有效突破，因此，教師根據課程實際情況，組織學生對此類知識點進行DIY小實驗，一方面可促使學生不再對物理學科產生排斥情緒，另一方面可通過實驗降低學生學習的難度，提高學生在物理和其他學科上的理解能力，突破教學重難點，豐富教學內容、完善目標達至［4］。

三、農村初中物理DIY小實驗教學的方法

（一）改進演示實驗器材

結合當前農村初中物理實驗器材不足的現象，教師可以在授課過程中組織學生對現有實驗器材進行改進，一方面消除實驗安全隱患，確保學生在相對安全的環境下學習，減輕教師壓力；另一方面，可以使相關知識點深深地刻印在學生的腦海中，促進學生在日后的學習、生活中熟練運用此次實驗成果，并且進行下一步學習。例如：教師在進行“做工改變內能”一課的教學活動時，課本展示的實驗內容是在厚壁玻璃瓶中配備活塞和硝化棉，對該設備進行按壓操作，注意按壓過程要保持高速，最終瓶內的物體燃燒，說明了壓縮空氣，空氣內能增加，做功可以改變物體內能，但這個實驗只能定性體現，且實驗過程中存在著一定的安全隱患，尤其帶有燃燒性質的實驗不適合初中學生進行實際操作，且實驗中所使用的硝化棉對人體和環境也會產生相應的危害。借助于科學技術水平的長足發展，我們可以通過DIY將溫度傳感器、顯示屏加入實驗設施，在溫度傳感器的檢測下確保安全實驗，同時通過顯示屏更加直觀和近距離地觀察到實驗結果，讓實驗現象更為直觀且實驗具備可操作性［5］。

（二）自制實驗器材

在現有物理教材中，部分課程需要借助實驗幫助學生加深理解，但教師在教學時因缺乏實驗器材，無法演示，只能靠理論推導分析，導致大部分學生學習吃力，即使少部分學生暫時理解了該知識點，但也會因長時間不使用而忘記，這種情況導致教學重難點無法得到有效突破。因此，教師應注重在課堂上使用更直觀的試驗演示，將理論知識從課本中呈現到學生眼前，大幅度降低學習理論知識的難度。例如，八年級物理“液體壓強”一課涉及到：我們生活中容器形狀各異，但容器底部所承受的壓力與液體自身重力究竟有什么關系？液體重力能否等同于瓶底承受的壓力？這個問題在日常教學中，我們只能通過理論進行分析，但學生對這個難點始終難以突破，如果我們能通過DIY制作一個可變形的容器，在容器底部設置壓力秤或壓力傳感器，就能更加直接地讓學生對上述問題進行詳細觀察和探討，最終通過實際操作得出結論，有效突破教學難點［6］。

綜上所述，在農村初中物理教學中使用DIY小實驗輔助物理實驗教學，不僅可以有效培養學生的實際操作能力和觀察能力，還能夠協助教師突破教材中的重點與難點，有助于學生將理論與實際相結合，有效利用教材知識解決生活中的實際問題，切實實現核心素養的培育，確保學生的全面發展。總而言之，DIY小實驗是改進物理教學效果、提高學生理解能力、培育學生核心素養的有益嘗試。