核心素養下初中物理探究性實驗教學研究

于 鵬

(江蘇省泗洪育才啟明學校 江蘇 泗洪 223900)

隨著我國教育事業的快速發展，人們對教育的認識提升到了一個新的高度。只有促進學生全面發展，加強學生核心素養，才是當前教育工作的主要目標。在當前教學改革的大背景下，核心重點是培養我國學生學科核心素養，讓學生能夠具備知識的創造創新使用能力。促使學生在學習過程中積極反思進行合作探究，學生所學習的知識并不再是從課本上所得來的，而是讓學生通過自主課題實踐而獲得相應的知識技巧。而探究性實驗教學，則符合教學改革大背景，能夠引導學生進行反思，分析得出物理規律，在教學過程中可以有效培養學生核心素養，讓學生掌握知識的由來以及基本原理。

1.核心素養教育體系下高中物理探究性實驗教學的基本應用原則

1.1 從學生角度出發設計實驗。在核心素養教育要求下，所有教學活動必須要遵循學生的實際發展需求，也就是說在教學實驗設計時，需要從學生角度出發進行實驗設計。核心素養對于學生的發展來說是一項相對抽象的教育內容，核心素養并不是教師通過短時間教學就可以幫助學生生成的，而是學生在逐漸解決問題以及探索問題過程中而發展出來的，在核心素養視域下物理探究性實驗必須要能夠吸引學生的注意力，讓學生積極主動參與到教學活動中，才可通過學生逐漸解決實驗問題，踐行自主實驗設計而發展學生核心素養。特別是在初中教學階段，學生經歷的小學階段已經擁有了一定的自我學習思維，并且在學習過程中也具有一定自我解決問題的能力，那么教師需要為學生留出一定的自我探索空間，讓學生去自主探索，即便在探索中遇到問題和麻煩，也能夠讓學生不斷吸取教訓總結經驗，培養學生創新能力，而且從學生角度出發去設計實驗，還能夠讓學生在初次掌握物理知識時能夠進入更為輕松的學習氛圍讓學生在學習過程中擁有良好的學習體驗，為學生未來的物理學習而奠定良好基礎。

同時，教師在問題設計時，還需要尊重學生的個體化差異，詳細了解每一名學生的知識掌握情況，隨后在教學活動中體現每一名學生的學習優勢，而在教學互助中以互補性原則來引導學生進行討論互動，這樣不僅能夠解決學生的學習問題，還能夠讓學生多關注物理知識的基本結構和邏輯思維情況，通過這樣的方式增進學生核心素養。

1.2 教學過程遵循科學性，并與學生實際生活有機結合。物理探究性實驗是讓學生研究大自然的基本原則和物理屬性，物理作為一門自然科學所以培養學生核心素養，就必須要讓學生了解物理規律，在掌握物理規律的過程中不斷提煉升華物理概念，這樣才能夠讓學生從自然的角度去打破物理的抽象性認識，在腦海中建立較為抽象的物理模型，從而學會與物理知識有機結合進行推演互動，使學生在解決探究性實驗問題時其科學的思想和方法能夠得到有效的提升。例如，在有關與電阻測試的教學中，教師要引導學生注意養成謹慎的科學思維觀念，部分學生在閱讀電表時往往會閱讀一個大概值，而這樣就導致學生在計算時無法獲得正確的公式，教師要嚴格要求學生準確閱讀，讓學生認識到科學是建立在謹慎準確的實驗過程基礎之上的，從而提升學生的科學態度和責任意識。

同時教學設計還必須要與學生的實際生活進行關聯，物理知識的探究本身源自于生活，而物理教學也自然需要接近生活，讓學生可以通過物理知識案例和生活經驗去研究，未知是不僅能夠降低學生的學習難度，還能夠讓學生對物理知識產生濃厚的學習興趣，讓學生在生活中也可以具備物理思維和眼光來發現物理的存在，從而不斷激發學生的好奇心和求知欲望，提高學生的探索思考能力，對知識的理解更為根深蒂固。

1.3 教學過程趣味化。學習者的學習動機一般來自于對學習內容的好奇心，而初中生剛剛接觸物理知識，所以如果單純為學生講解較為抽象的物理知識，將很難引發學生的學習積極性，此時教師就應當改變教學內容，將更加具有趣味性的物理實驗融入到教學活動中，讓學生在學習的過程中能夠保持良好的心態，擁有較強的學習娛樂精神，這樣學生的探究過程將會變得更加豐富有趣，學生也會以更為積極的態度去面對未來的物理學習，如果教師的教學內容過于抽象，沒有趣味性，那么也就很容易打擊學生的學習信心，學生很難完成物理實驗的獨自設計和探究，所以教師的教學設計應當本身符合學生的學習趣味性，讓學生主動參與到教學活動中。

1.4 教學內容具有靈活性。探究性實驗包含的要素相對較多，但是教師如果每一次只是為課本中的內容來進行教學，那么學生的學習相對簡單單調，學生會認為只需要掌握課本中的知識，就已經學會了所有知識，學生的學習并未得到有效的拓展那么本身相對靈活的物理知識，如果為學生換一個使用場景，那么學生將會無法進行自主探究，這樣就導致學生的學習成為了讀死書的狀態。例如，教師在設計物理實驗時，一般來說需要設計多個教學環節，首先讓學生以課本為中心來進行實驗分析，隨后為學生撤走1～2個物理條件，隨后再讓學生進行自主實驗設計，讓學生全面理解實驗的原理和相關影響因素，才能夠激發學生的探究精神，讓學生獨立完成教學活動。

1.5 教學內容符合循序漸進的教學原則。初中生剛剛接觸物理知識是雖然學生具有一定的自主學習和自主分析能力，但是對于抽象的物理知識來說，直接讓學生理解仍然難度較大，所以教師應當根據學生的學習特點為學生長與他循序漸進的教學模式，讓學生不斷積累經驗，完成獨立思考，對教學內容進行有效的分析與探究，這些都可以對探究性教學的展開，建立良好的基礎。以前大部分初中生已經習慣了傳統的傳輸式教學，很少學生能夠有效接觸探究性實驗的訓練，并且探究性實驗，對于學生的學習思維和靈活的思維模式也具有較高的要求，如果單純展開探究性活動，學生的學習過程較為吃力，針對于此教師應當將實驗過程進行分層化設計，讓學生可以在不同的時間節點完成基礎性練習、探究性練習、拓展性練習三個方面的練習過程，讓學生在個人基礎之上獲得不斷的提高，并且讓學生自主尋找出問題的解決方法與路徑，在探究的過程中要由淺入深，由簡單到復雜的教學。真正滿足不同學生不同需求的學習發展與進步。以此來提升探究性實驗的教學有效性。

2.初中物理探究實驗的教學應用策略

探究性實驗是初中物理實驗的重要組成元素，為了培養學生的核心素養，必須要合理應用探究性實驗，筆者將從以下幾方面對探究性實驗教學進行討論。

2.1 明確實驗原理，培養學生物理知識結構。物理知識與知識之間存在緊密的聯系，所以在教學活動中幫助學生樹立物理觀念是培養學生核心素養的重要內容，也是引導學生學習物理知識的基本前提，學生必須要樹立良好的物理觀念，才能夠對物體所包含的運動相互作用進行合理的分析與掌握，隨后在學生的學習中，無論遇到什么樣的物理模型，也可以運用物理實驗原理來進行自主探究。而在探究性實驗教學過程中，要讓學生根據個人所學習到的基礎與知識來進行實驗步驟的設計與此來拓展學生的物理思維，讓學生能夠對物理問題進行綜合分析，總結實驗原理，從而對知識進行內化，幫助學生加強知識的運用。

以杠桿原理的教學為例，杠桿原理的核心教學內容是讓學生了解動力臂如果大于阻力臂，那么則可以省力如若阻力臂大于動力臂，那么將會費力。讓學生通過杠桿知識了解上述物理原理再明確這一教學目標后，教師則可以讓學生對這一原理進行自主探究，但需要注意的是教師不要事先直接為學生講解知識再讓學生去進行實驗，而是需要讓學生去探究實驗原理找的實驗基礎。所以教師需要必為學生講解原理，而是首先提出問題：“同學們，我們在日常生活中經常能夠看到運用杠桿原理的工具，例如扳手、推車、鐵锨等。同學們能不能通過老師所提供的杠桿工具去探究一下杠桿長短與其受力的相關影響。”隨后學生很快就會發現在杠桿原理的作用下，不同位置的受力將會產生不同的變化，隨后教師可以讓學生去測量不同位置的具體受益情況，隨后總結歸納，杠桿受力位置的公式特點，從而讓學生自主去總結杠桿原理的數據從而通過數據去獲得公式，這樣學生所學習到的內容就不再是直接從課本中提煉出來的，學生的學習過程將會以個人主觀思維為基礎，提高了學生的綜合學習質量。

2.2 注重實驗過程的設計，幫助學生拓展科學思維。在核心素養教學體系下培養學生的科學思維，是物理教學的核心組成部分，讓學生可以通過對物理知識的分析，認識物理本質和內在規律，讓學生在腦海中構建物理模型，并且經過分析對推理知識進行總結驗證，從而形成一定的觀點，在不斷的質疑中提出自我的見解，這樣學生在看待物理知識時，將會生成一套自主的研究體系。教師就可以讓學生根據自己在學習過程中所遇到的問題進行質疑，幫助學生解決思維過程中所存在的瓶頸，隨后再讓學生利用物理探究性實驗對自己的疑問進行驗證，在此過程中學生的所有知識來源都來自于個人的推理，這樣學生不僅達到知識探究的目標，還讓學生的科學思維得到了有效的發展，有利于學生核心素養的提升。

例如，在有關于摩擦力這一節課的教學中，教師需要讓學生掌握摩擦力大小的相關影響因素，讓學生總結分析哪些物理環境會對摩擦力大小產生影響，教師可以根據教學內容為學生設置以下問題：“同學們通過個人日常生活經驗認為摩擦力都存在哪些地方？摩擦力和物質的哪些性質將會產生關系。”此時，部分學生會認為摩擦力與接觸材料有著直接的關系，例如在沙子上容易打滑，而在混凝土地面則不容易打滑，其次也有部分學生認為摩擦力與物體的重量有關，如在同樣一塊地面上去推動不同質量的相同物品會發現越重的物體其摩擦力越大。隨后教師就可以為學生安排特定的實驗過程，讓學生結合自己的設想來進行自主實驗，為學生設計接觸材料質量不同質量相同和不同質量相同接觸材料的對比性實驗。教師可以為學生準備毛巾玻璃以及兩塊大小相同但質量不同的小鐵塊，隨后讓學生去進行自主探究性實驗，讓學生依次來驗證自己的假設和所提出的問題，通過本次實驗總結就可以讓學生很快意識到摩擦力，只與接觸面粗糙程度和相關壓力有關，并且其摩擦力大小會受到不同摩擦力系數的影響。這樣就可以讓學生排除一系列自己所聯想到的困難和其他實驗情況，拓展了學生的學習思維，又讓學生主動參與到實驗過程中提高了學生自主動手能力。

2.3 加強小組合作探究實驗的建設，培養學生團隊合作意識。在探究性實驗教學過程中，不能單純依靠學生個人的實驗能力，教師為了提高學生的實驗技巧和知識的掌握深度，還可以在教學活動中為學生組建自主探究合作學習小組，讓學生在小組內部進行合作性實驗，學生之間可以進行相互合作，相互影響。每一名學生都需要結合個人思維認識和物理學習經驗來進行實驗合作探究，每一個小組成為了一個學習集體，這樣要比單一學生進行實驗要更加高效，同時學生之間還能夠相互分享實驗方法和物理學習經驗，讓班級所有學生都可以得到提升與發展。

例如，在有關于液體壓強的教學中，教師可以首先將問題布置給學習小組：“同學們大家需要自己制作驗證液體壓強的實驗，大家自己去搜集實驗素材，看哪一個小組的實驗最為科學。”教師不再給學生具體的實驗案例，而是讓學生進行小組討論，自主總結實驗方法，有的同學會用礦泉水瓶扎上小眼來觀察水從孔中的流出情況，學生會發現礦泉水瓶上的小孔越大，那么水流越快。所以壓強和礦泉水的小孔大小有著直接的關系，而有的學生也會設計如下實驗，將手上套上一個保鮮袋，隨后將手伸入水中，就可以感受到來自于水的壓力。也有的學生會將礦泉水瓶蓋上扎一個小孔，隨后將礦泉水頭朝下壓入水中，很快會發現水從小孔中迅速冒出以此來驗證液體壓強。學生在小組內部設計了多種實驗探究方法，讓學生的思維得到了有效的開拓讓學生可以以創新的理念去對物理知識進行探究和驗證，培養學生的實驗探究能力和開放性思維，從而為學生的學習與發展奠定良好基礎。

結束語

總而言之，在當前物理教學中教師應當靈活運用探究性實驗，引導學生展開自主學習，讓學生進行自主實驗設計，去自主探究，有關于物理知識的概念和公式，這樣學生的學習過程就不再是單純聽從教師的教學安排，學生將會逐漸生成屬于個人的學習思維和學習方法，這對學生未來的學習將會起到重要的幫助，其次在實驗過程當中，學生還可以采用不同的方法對實驗原理進行驗證，以此來幫助學生建立物理科學思維，最后再讓學生通過小組討論進行思維的完善，真正達到培養學生核心素養的目標。