基于核心素養(yǎng)的初中物理實驗教學的創(chuàng)新與實踐

王玉柱

初中物理核心素養(yǎng)指的是初中生在學習物理知識、探索物理原理、參與物理實驗活動的過程中形成的一些能促使他們在學習、生活、工作領域實現(xiàn)良好發(fā)展的、滿足時代變化需求的、促進其終身發(fā)展的優(yōu)秀品格和重要的能力，而這也是當前教育領域所關注的重點內(nèi)容。對此，教師為了更好地落實核心素養(yǎng)教學目標，就要對初中物理實驗教學的形式和內(nèi)容進行科學的創(chuàng)新與改進，可以通過生活實驗、拓展實驗、觀察實驗等方式培養(yǎng)初中生的物理知識探究能力和實際應用能力。同時，幫助他們形成優(yōu)秀的學科品質(zhì)，進而真正實現(xiàn)高效的核心素養(yǎng)物理實驗教學。

一、當前初中物理實驗教學中存在的問題

由于受到傳統(tǒng)應試教育理念的影響，初中物理教師更注重對學生進行理論知識方面的教育，而把物理實驗教學當作是一門輔助性的課程，沒有真正認識到實驗教學對初中生起到的重要作用。而且，在物理實驗課程中，教師也是采用“一言堂”的方式進行教學，一部分物理教師為了節(jié)省實驗的時間，會讓學生根據(jù)教材的要求按部就班地進行實驗操作，這種方式不僅使實驗課程變得更加枯燥和單調(diào)，還會阻礙初中生物理思維的形成與發(fā)展，久而久之，也會降低他們主動學習的熱情，進而影響了實驗課程的教學效率。另外，傳統(tǒng)的教育觀念使教師更重視學生的考試成績，因此，他們并不是很關注物理實驗課程，也沒有將更多的精力運用到物理實驗的設計上，這就導致實驗的內(nèi)容和實驗的形式過于陳舊，并不符合當前核心素養(yǎng)教育的要求，也難以對學生進行學科綜合能力和物理綜合素養(yǎng)方面的培養(yǎng)。

二、基于核心素養(yǎng)的初中物理實驗教學創(chuàng)新與實踐的具體策略

（一）轉變教學觀念，正視物理實驗教學

從教學的角度來講，初中物理教師的授課觀念將會對實際的物理實驗教學效果產(chǎn)生較大的影響。在當前的核心素養(yǎng)教育指導下，傳統(tǒng)的應試教育理念已經(jīng)無法滿足最新的實驗教學要求。因此，初中物理教師要快速轉變自身的教育觀念，要認識到物理實驗結果并不是檢驗學生學習效果的唯一標準，而是要從更全面的角度出發(fā)理解和認識物理實驗教學，不僅要關注學生的實驗結果，更要關注他們實驗操作的過程，真正從學生的視角出發(fā)創(chuàng)新物理實驗活動，改進實驗的模式，進而有效培養(yǎng)初中生的學科核心素養(yǎng)。

物理本身具有較強的科學性和專業(yè)性，這對初中生來說有一定的認知困難。物理實驗教學原本的目的就是讓學生能通過親自動手操作的方式探索出物理原理中更深層的邏輯關系，而教師如果只是讓物理實驗流于表面的形式，那么這將會使實驗活動失去最初的意義，也無法真正提高初中生的物理綜合能力。因此，物理教師要重新理解實驗教學的意義，要正確看待物理實驗課程，并且能利用實驗教學活動培養(yǎng)初中生的學科核心素養(yǎng)。

在學習初中物理“長度與時間的測量”這節(jié)課時，教師要先明確創(chuàng)設物理實驗教學的目的，所設置的實驗問題都要具有一定的價值，要使初中生能通過實驗操作掌握相應的物理知識。比如，教師可以讓學生用刻度尺測量物理教材的寬度，引導學生用自己所知的方式測量硬幣的直徑和周長。在這兩項物理實驗中，測量教材寬度的目的是讓初中生掌握測量物體的正確方法，而測量硬幣則是對學生的物理思維進行拓展練習，培養(yǎng)他們舉一反三的能力。由此可見，教師只有轉變教學的觀念，才能從實際角度出發(fā)開展物理實驗活動，才能真正落實核心素養(yǎng)教育的目的。

（二）聯(lián)系生活實際，調(diào)動學生學習熱情

對于初中生來說，他們的思維意識還處在逐漸形成與發(fā)展的階段。而且，由于他們的生活閱歷不是很豐富，所以對新穎的事物會非常感興趣，也有著強烈的探究欲望。因此，物理教師可以充分利用這一特點開展生活實驗探究教學活動，引導學生把現(xiàn)實生活要素與教材中的物理知識點關聯(lián)在一起，利用更生活化、日常化的物理實驗幫助他們進一步了解物理現(xiàn)象，理解抽象的物理知識。同時，也借此激發(fā)初中生主動探究物理原理的欲望，提高他們主動學習的興趣，進而有效提升學生實驗探究的能力。另外，物理實驗教學模式還能改善傳統(tǒng)的枯燥的理論教學氛圍，減少初中生學習物理的壓力，使其能更主動地投入物理實驗活動中。

以滬教版初中物理八年級“科學探究：凸透鏡成像”這節(jié)實驗課程為例，教師為了激發(fā)初中生參與實驗活動的興趣，可以創(chuàng)建生活化物理實驗，引導學生利用生活中常見的物品進行實驗操作。比如，教師為了讓學生猜想凸透鏡和凹透鏡對光所起到的作用，可以讓他們用手電筒、白紙、透鏡三樣日常生活用品進行實驗探究。學生先把手電筒的光照在一張白紙上，然后觀察此時光斑的大小，之后，他們再把透鏡放在手電筒的前面，觀察光斑在這種情況下所產(chǎn)生的變化，最后，學生經(jīng)過探討和研究可以發(fā)現(xiàn)，如果光斑變小了，則說明透鏡在此時對光起到了會聚的作用，如果光斑變大了，則說明此時的透鏡對光進行了發(fā)散的作用。而這兩種現(xiàn)象都是光的折射所引起的，其中對光起到會聚作用的透鏡就是凸透鏡。此后，教師再在這個知識點的基礎上開展凸透鏡成像實驗。教師通過創(chuàng)設生活化物理實驗，不僅改變了初中生對物理課程的看法，還能有效激起他們主動參與活動的興趣，進而幫助學生樹立正確的物理實驗觀念。

（三）設定拓展問題，鍛煉學生思維能力

初中物理教師要想更好地培養(yǎng)學生的物理思維能力，可以在實驗教學過程中巧妙地設置拓展性問題，讓學生能針對某一物理知識點進行發(fā)散性的思考，并借此提升他們物理實驗探究的能力。在設計拓展性問題時，教師可以以鍛煉學生的逆向思維為目的，選取一些較為簡單的物理知識點進行提問，并引導學生在實驗的過程中結合已掌握的內(nèi)容對這一問題進行探索，從而發(fā)現(xiàn)更多與此相關的物理知識點，同時，也借此鍛煉他們的發(fā)散性思維能力。

在學習初中物理八年級“科學探究：物質(zhì)的密度”課程時，教師可以創(chuàng)建拓展性問題實驗活動。比如，在探尋同一種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關系時，教師可以先給學生播放一段蠟的密度與體積關系的視頻，然后再對學生提出問題，如“請同學們猜想一下，同一種物質(zhì)的質(zhì)量和它的體積之間是一種怎樣的關系呢？”學生則可以對這一問題提出假設，例如，“體積相同的同一種物質(zhì)，其質(zhì)量也是相等的”“同一個物質(zhì)的物體體積越大，它的質(zhì)量也就越大”等，之后，初中生再對這些假設進行實驗驗證。先選取鐵、鋁、銅三種物質(zhì)作為實驗研究的對象，然后用天平測量出這三樣物體的質(zhì)量，再用量筒測量出它們的體積，并制作一個列表。接著，學生再以體積V作為橫向坐標，以質(zhì)量m作為縱向坐標，把所測量的信息在方格紙上畫出坐標圖像，并在此基礎上計算出每樣物體的質(zhì)量與體積的比值。最終，初中生可以通過分析表格中的數(shù)據(jù)值得出準確的結論。物理教師借助拓展性問題不僅提高了初中生物理實驗的完成質(zhì)量，還有效鍛煉他們的物理思維，進而提升學科思維能力。

（四）融合物理原理，培養(yǎng)學生觀察能力

在初中物理教材中有很多抽象性的物理概念，這些知識對初中生來說并不是一朝一夕就能明白的，他們要經(jīng)過一段時間的知識積累和知識探索才能真正理解其中的含義，這樣才算是真正掌握了物理知識點。對此，教師要在物理實驗教學中有意識地鍛煉學生的觀察能力，并且，合理地把物理知識原理融入實驗活動中，借此促使初中生更深刻地感悟物理原理的本質(zhì)內(nèi)涵。教師在物理實驗課程上要為學生預留出更多自主探索、自主觀察、自主分析的時間，要讓他們通過動腦思考、親手實踐的方式了解物理知識與物理現(xiàn)象的關系，這樣才能使初中生更快速地理解物理原理，并且能利用這些原理解決現(xiàn)實生活中看到的物理現(xiàn)象，進而提升他們的學科核心素養(yǎng)。

在學習九年級初中物理“科學探究：串聯(lián)和并聯(lián)電路的電流”這節(jié)課時，教師可以開展觀察實驗活動，讓學生對不同關聯(lián)方式的電路進行觀察和測試，以此來加深對電流知識的理解。教師先為學生準備插座、電源、一個電流表、兩個小燈泡、幾節(jié)電池、若干導線和一個開關，然后，讓他們把一個白熾燈接入到照明電路之中，通過閉合和斷開開關來觀察燈泡的變化，并輕輕觸摸燈泡壁，感受它的熱度；再然后讓他們把電壓為2.5伏的小燈泡用導線連接到一節(jié)電池上，觀察此時燈的亮度，摸一摸燈泡壁的熱度；之后，學生再把一個2.5伏的小燈泡用導線連接到兩節(jié)電池上，并觀察這時燈泡的亮度，輕輕觸摸燈泡壁的熱度。初中生通過觀察和觸摸的方式能得出電流越大，在相同時間內(nèi)所產(chǎn)生的熱度就越大，而此時的燈泡也就越亮這一結論。由此可見，教師通過創(chuàng)建觀察性物理實驗，能有效鍛煉初中生的事物觀察能力和知識探究能力，從而促使他們更深刻地理解知識原理。

（五）重視實驗過程，形成嚴謹科學態(tài)度

學科核心素養(yǎng)還包含科學精神這一要素。對物理學科而言，科學精神指的是學生敢于對學科知識提出質(zhì)疑和批判，并能用理性的思維對其進行嚴謹?shù)奈锢韺嶒炋剿鳎瑥亩贸龈鼫蚀_的結論。對此，初中物理教師要想讓學生擁有這一核心素養(yǎng)要素，就要在實驗教學過程中有意識地培養(yǎng)他們的理性思維觀念，讓他們明白真理的重要性。并且，要引導學生用嚴謹、科學的態(tài)度面對物理實驗活動，對實驗中的每一個步驟、每一個環(huán)節(jié)都做到認真負責，從而通過實驗操作得出更加科學的物理結論。初中生在開展物理實驗之前，教師要告知他們實驗所要用到的工具和材料，幫助他們明確實驗流程，記住每一步要操作的內(nèi)容，而且要對學生強調(diào)實驗的嚴謹性，不能因為怕麻煩或者為了節(jié)省時間減少實驗步驟。另外，教師還要時刻關注學生的實驗過程，及時幫助他們解決困難，從而使物理實驗能順利地進行下去。

以滬教版九年級初中物理“科學探究：物質(zhì)的比熱容”這節(jié)課為例，教師為了培養(yǎng)學生正確的學習態(tài)度，促使他們形成嚴謹?shù)目茖W精神，可以創(chuàng)建“水和沙子的吸熱性能”物理實驗活動。教師先給學生準備燒杯、酒精燈、鐵架臺、火柴、石棉網(wǎng)、圓紙板、計時器、小試管、加熱器、沙子、溫度計、水等實驗材料，然后讓他們制作一個實驗記錄表格，表格中要包含沙子、水、質(zhì)量、液體初溫、液體末溫、升高溫度、通電時間幾個要素。之后，學生再按照教師所教授的實驗步驟進行物理實驗。先選取質(zhì)量相等的水和沙子放到小試管中，然后用相同的加熱器或酒精燈在相同的時間內(nèi)對小試管進行加熱，此時還要用溫度計測量水和沙子的溫度變化，用秒表計算加熱的時間，最后學生要把這個過程中所產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)記錄到表格中。教師通過引導學生參與嚴謹?shù)奈锢韺嶒灮顒樱屗麄冎雷袷貙嶒炓?guī)章制度、遵循實驗流程和步驟的重要性，從而促使初中生形成良好的科學精神。

（六）自主設計實驗，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識

在物理實驗課程中，教師除了按照教學材料的要求為學生創(chuàng)設物理實驗活動之外，還可以鼓勵學生根據(jù)自己的實際需求和對物理原理的猜想進行物理實驗目標、實驗內(nèi)容、實驗流程的設計，從而更好地鍛煉他們的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維能力。物理實驗教學的目的就是要讓學生通過自主探索物理現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的方式掌握正確的實驗方法，并且找到合理的解決方案，或者能進一步加深對物理知識原理的理解與記憶。對此，教師為了培養(yǎng)初中生的創(chuàng)新思維意識，提升他們自主探尋物理知識原理的能力，可以開展自主設計物理實驗活動，讓學生對教材知識點提出合理的猜想，然后再以此為基礎設計個性化的研究方法，并且在實驗操作和反思的過程中拓寬解決問題的思路，提高他們的創(chuàng)新實踐能力。

以初中物理教材中“科學探究：怎樣產(chǎn)生感應電流”這節(jié)課為例，教師可以讓學生自行閱讀物理課本，并鼓勵他們按照自己的理解創(chuàng)設物理實驗活動。比如，有的學生想要探索“產(chǎn)生感應電流的條件”這一問題，他們就要先準備U形磁鐵、閉合線圈、靈敏電流計、手搖發(fā)電機、支架等實驗材料，然后再設計物理實驗的方案，制作實驗記錄的表格，之后再開展實驗活動。學生可以通過操作閉合開關，觀察導體在U形磁鐵中的運動變化，并借此判斷電路中的電流會在怎樣的情況下產(chǎn)生。同時，要記錄靈敏電流表指針的方向變化。初中生通過設置這樣的物理實驗能有效判斷出感應電流產(chǎn)生所需條件，而教師也能借助這種方式提高學生的創(chuàng)新思維能力。

三、結語

綜上所述，在當前的核心素養(yǎng)教育背景下，初中物理教師要想更好地培養(yǎng)學生的物理綜合能力，提高他們的物理學科素養(yǎng)，就要改變傳統(tǒng)的教學觀念，要更重視物理實驗教學的作用和意義，并且從學生的角度出發(fā)創(chuàng)新和設計物理實驗活動的內(nèi)容與形式，以此來調(diào)動初中生主動學習的積極性。同時，在多樣化的物理實驗過程中培養(yǎng)他們的學科核心素養(yǎng)，提高教師的實驗教學效率。

（宋行軍）