核心素養(yǎng)下初中物理實驗教學(xué)創(chuàng)新與實踐

王旭

【摘要】初中時期，學(xué)生逐步系統(tǒng)性接觸物理知識，并且開始接觸物理實驗.在物理知識的學(xué)習(xí)中，實驗發(fā)揮著重要作用，因此，提高學(xué)生的實驗素養(yǎng)有利于促進(jìn)學(xué)生對物理知識的獲取.然而，在初中物理實驗教學(xué)中，因各種原因?qū)е聦嶋H教學(xué)中存在著教師觀念落后、教學(xué)模式單一、教學(xué)資源匱乏及缺乏實驗探究等多種問題.本文結(jié)合實際，提出轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念、聯(lián)系生活實際、設(shè)定拓展問題、自主設(shè)計實驗、巧用信息技術(shù)等多種策略，為物理實驗教學(xué)提供參考.

【關(guān)鍵詞】初中物理；實驗教學(xué)；教學(xué)創(chuàng)新

初中時期，物理實驗作為協(xié)助學(xué)生掌握物理知識的重要幫手.物理實驗的存在，既能讓學(xué)生在枯燥的理論知識學(xué)習(xí)中挖掘樂趣，又能幫助學(xué)生深化對知識的掌握.但是受到教師傳統(tǒng)思維、升學(xué)壓力、硬件設(shè)施等多方面的影響，導(dǎo)致初中階段的物理實驗教學(xué)始終未取得預(yù)期的效果，即使在核心素養(yǎng)對實驗教學(xué)提出了明確的要求之后，情況依舊未有明顯的改觀，因此，積極改進(jìn)與創(chuàng)新當(dāng)今的初中物理實驗教學(xué)具有十分重要的意義.

1 初中物理實驗的重要性

物理作為一門重要學(xué)科，在社會的發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，而實驗作為物理學(xué)科的重要組成部分，推動著物理學(xué)的發(fā)展及完善.初中時期，學(xué)生初步系統(tǒng)性地接觸物理知識及物理實驗，物理實驗?zāi)軌蚺囵B(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、探究能力、實驗思維等諸多素養(yǎng).初中作為學(xué)生接觸物理知識的初級階段，實驗?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生更好地掌握書本知識.同時，物理實驗?zāi)軌蜃寣W(xué)生學(xué)會應(yīng)用各種實驗器材，培養(yǎng)學(xué)生的動手、觀察、分析等能力，促進(jìn)學(xué)生綜合素養(yǎng)的提升.

2 初中物理實驗教學(xué)面臨的問題

2.1 教師觀念存在誤區(qū)

受傳統(tǒng)教學(xué)理念及中考物理成績的分配比影響，許多教師形成了實驗教學(xué)不重要的錯誤觀念，將所有的精力放置在理論知識的教學(xué)中，一味重視卷面成績而忽略了學(xué)生實驗素養(yǎng)的提升，在期中、期末考試中，也不會設(shè)置實驗操作這一考察指標(biāo).雖然一些地區(qū)將實驗操作納入中考成績中，但是大多數(shù)教師依舊無法將實驗教學(xué)融于日常教學(xué)中，而是在考察之前進(jìn)行突擊訓(xùn)練，導(dǎo)致學(xué)生的實驗?zāi)芰八仞B(yǎng)得不到長久的訓(xùn)練.一些教師認(rèn)為，只要學(xué)生熟練背誦實驗步驟、結(jié)果及常見考點(diǎn)等，便可以應(yīng)付一般的考試，認(rèn)為實驗教學(xué)需要花費(fèi)較多的時間，且不一定會取得預(yù)期的效果.相較之下，學(xué)生“背實驗”的方法則顯得更加高效.

2.2 教學(xué)模式單一

通過實際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在目前物理實驗教學(xué)中，演示依舊是學(xué)生接觸最多的實驗教學(xué)方法，在一些實驗教學(xué)中，學(xué)生不能真正做到動手操作；即使在一些實驗中，學(xué)生有了動手操作的機(jī)會，但其也只能按照固定的流程進(jìn)行操作，使學(xué)生成為了簡單的操作工，不能發(fā)動學(xué)生自主探究思維及能力，無法達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生物理思維、動手能力等素養(yǎng).

2.3 缺乏教學(xué)資源

物理實驗屬于必修課程，大部分學(xué)校都會開設(shè)實驗課程，但是實驗設(shè)備的多少卻受到了校園資金等客觀因素的限制，導(dǎo)致諸多中學(xué)物理實驗器材不完善、不齊全，且有許多學(xué)校沒有專門的物理實驗室，實驗器材也十分簡單，在這種情況下，學(xué)生根本就沒有接觸實驗的機(jī)會，其實驗知識、操作能力等更不會有提升.

2.4 實驗缺乏探索過程

受到傳統(tǒng)教學(xué)理念的影響，物理實驗耗費(fèi)時間，在考試中分?jǐn)?shù)占比又低，在實驗進(jìn)行前，教師一般會對每一個操作、每一個步驟進(jìn)行精確的描述，并且播放相應(yīng)的實驗視頻讓學(xué)生觀看，這樣做雖然可以避免學(xué)生出現(xiàn)錯誤，提高學(xué)生實驗的成功率，節(jié)約時間，但是這樣的物理實驗會使實驗失去本身的意義，不但缺乏學(xué)生自主探究的過程，而且學(xué)生容易對教師產(chǎn)生依賴心理.

3 初中物理實驗教學(xué)策略

3.1 轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念

要想在今后的初中物理實驗教學(xué)中取得預(yù)期的效果，首先要轉(zhuǎn)變物理教師的傳統(tǒng)教學(xué)理念.隨著教學(xué)改革的不斷深化、學(xué)科素養(yǎng)的提出，教師要根據(jù)時代的發(fā)展，適時改變自身的教育觀念，舍棄“唯分?jǐn)?shù)論”“唯升學(xué)論”的傳統(tǒng)理念，要充分認(rèn)識到物理實驗對于初中階段學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識、掌握實驗技能的重要性，切實關(guān)注學(xué)生實驗素養(yǎng)的提升.

物理實驗具有較強(qiáng)的專業(yè)性，實驗設(shè)置的最初目的便是通過學(xué)生自身的動手操作、總結(jié)歸納，探索物理原理中的深層邏輯，培養(yǎng)學(xué)生物理實驗?zāi)芰疤剿饕庾R，而教師將物理實驗教學(xué)視為可有可無，不但不利于學(xué)生實驗素養(yǎng)的提升，而且會阻礙學(xué)生對理論知識的掌握及成績的提升.因此，在實際的教學(xué)中，教師一定要重視物理實驗在學(xué)生知識獲取及未來發(fā)展的重要性，合理安排實驗教學(xué).

例如 在“長度與時間的測量”這一內(nèi)容中，教師就需要讓學(xué)生明白實驗?zāi)康?，并且在實驗過程中設(shè)置一些具有思考價值的問題，通過實驗，讓學(xué)生掌握書本中的諸多理論知識.如：教師可以讓學(xué)生測量課桌的長寬高，并選擇合適的測量方法去測定硬幣的周長.通過兩個簡單的實驗，不但可以讓學(xué)生掌握正確的物體測量方法，周長的測定更是可以促進(jìn)學(xué)生思維的拓展，培養(yǎng)學(xué)生舉一反三的能力.如此可見，教師巧妙地運(yùn)用物理實驗，能夠極大地促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提升及學(xué)生思維水平的發(fā)展.

3.2 聯(lián)系生活實際

初中階段，學(xué)生雖然有了一定的認(rèn)知，但是其思維等依舊處于模糊狀態(tài)，對未知事物充滿著好奇.此時，教師便可以借助學(xué)生這一心理動態(tài)，設(shè)計、開展貼近生活的探究性物理實驗活動，將生活現(xiàn)象與物理知識進(jìn)行有機(jī)地融合，促進(jìn)學(xué)生物理思維的發(fā)展，提高學(xué)生對物理知識理解的效率.

例如 在“凸透鏡成像”這一實驗教學(xué)中，為了激發(fā)學(xué)生實驗積極性，教師就可以創(chuàng)設(shè)出更加貼近學(xué)生實際生活的物理實驗.如在凸透鏡與凹透鏡對光的作用探究中，教師就可以借助手電筒、白紙、透鏡等生活中常見的物品進(jìn)行實驗，首先讓學(xué)生將手電筒直射在紙張之上，讓學(xué)生觀察此時的光斑特點(diǎn)，確保手電筒和紙張不動，在二者之間放入透鏡，看此時的光斑，通過分析觀察實驗現(xiàn)象，學(xué)生可以得到：光斑聚集，說明透鏡具有聚光作用；光斑分散，則說明透鏡對光進(jìn)行了分散作用.在此基礎(chǔ)之上，讓學(xué)生觀察透鏡的特點(diǎn)，便可以得到凸透鏡具有聚光的特點(diǎn)，此時，再進(jìn)行凸透鏡成像實驗，不僅使學(xué)生更加明確實驗原理，也能促進(jìn)學(xué)生主動參與實驗.

3.3 設(shè)定拓展問題，鍛煉學(xué)生思維能力

在實驗教學(xué)中，除了實驗方法、結(jié)果，還需要培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力，此時，教師便可以在實驗教學(xué)開展過程中，巧妙地設(shè)計一系列拓展問題，讓學(xué)生針對某一物理現(xiàn)象、結(jié)論等進(jìn)行發(fā)散性思考，以此逐步提升學(xué)生的實驗探究思維及能力.在問題設(shè)計中，教師可以以簡單的物理知識為出發(fā)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生在實驗中以此為基礎(chǔ)，一步步往下探索，從而獲取更多知識.

例如 在“密度”這一問題的教學(xué)中，教師就可以提出一些具有拓展性的問題，如“根據(jù)我們生活中的認(rèn)識，一個物體質(zhì)量與體積之間是否存在某種聯(lián)系呢？”根據(jù)提問，學(xué)生就會說出“同樣的物體，體積越大，質(zhì)量越大”“大小一樣，質(zhì)量也就一樣”等回答，之后便可以帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行驗證，讓學(xué)生以身邊的大小不同的鐵、鋁、銅等為材料，對自己的想法進(jìn)行驗證.首先利用天平分別確定鐵、鋁、銅的質(zhì)量并記錄，而后借助量筒測定鐵、鋁、銅的體積并記錄.接著讓學(xué)生根據(jù)所得到的數(shù)據(jù)，分析其中的關(guān)系.學(xué)生經(jīng)過思考或討論，會將體積V作為x軸，質(zhì)量m作為y軸，將所有m和V對應(yīng)的點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注，通過連線，學(xué)生便可以清楚地認(rèn)識到相同物質(zhì)、不同物質(zhì)間的差別，同時，組間學(xué)生還可以進(jìn)行交流，以確定計算的準(zhǔn)確性.通過提出拓展性問題，可以在提高學(xué)生實驗質(zhì)量的同時促進(jìn)學(xué)生思維能力的發(fā)展.

3.4 自主設(shè)計實驗，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識

在過去的物理實驗中，教師一般按照教案進(jìn)行相應(yīng)的實驗安排，而且實驗安排中具有明確的步驟，這樣的實驗過程，雖然可以促進(jìn)學(xué)生實驗技能的提升，但是無法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識.所以，在實際的教學(xué)中，教師除去教材中的實驗安排，還可以鼓勵學(xué)生根據(jù)個人認(rèn)知特點(diǎn)對各種物理現(xiàn)象、原理等進(jìn)行實驗探究，學(xué)生通過自主進(jìn)行實驗內(nèi)容、步驟、目標(biāo)的設(shè)計，能夠不斷提升創(chuàng)新意識與創(chuàng)新思維.

同時，開展時在書本中各種實驗，教師可以拋棄傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法，讓學(xué)生根據(jù)書本知識自主設(shè)計相應(yīng)的實驗方案，這不但能夠按時完成教學(xué)任務(wù)，而且可以促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的發(fā)展及問題解決能力的提升.

例如 在“感應(yīng)電流”這一章節(jié)教學(xué)中，教師可以讓學(xué)生獨(dú)立閱讀書本知識，讓其明白該實驗要探究的目的及方法，并讓學(xué)生結(jié)合書本內(nèi)容對實驗過程、步驟進(jìn)行設(shè)計.如有的學(xué)生要想探索“電流產(chǎn)生條件”，此時，學(xué)生就要思考自己需要用到哪些實驗材料及設(shè)備，如U形磁鐵、線圈、電流計、發(fā)電機(jī)等；在此基礎(chǔ)之上，學(xué)生就要進(jìn)一步思考實驗的過程及步驟，并制作相應(yīng)的記錄表格，記錄整個系統(tǒng)通電之后，導(dǎo)體在U型磁鐵中的運(yùn)動變化及電流表指針運(yùn)動方向.通過這樣的實驗，學(xué)生便可以有效判斷電流產(chǎn)生的條件，同時可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維.

3.5 巧用信息技術(shù)

在實驗教學(xué)中，通常需要學(xué)生通過大量的實驗來探究其中蘊(yùn)含的規(guī)律，但是在諸多物理教學(xué)中，受到時間、物理器材、實驗條件等限制，往往無法有效開展相應(yīng)的實驗.如在電學(xué)實驗中，由于諸多定理需要學(xué)生親自去驗證，需借助物理實驗讓學(xué)生感受電流的運(yùn)動與神奇，但諸多學(xué)校受到物理實驗設(shè)備的限制，很難讓學(xué)生動手實驗，而導(dǎo)致學(xué)生對理論知識的掌握不夠透徹.同時，在物理實驗中，存在著一些微觀、危險性實驗，學(xué)生不能夠準(zhǔn)確觀察或是親手進(jìn)行操作這些實驗，而只能通過教師的講解來熟悉實驗過程，這也使得學(xué)生不能準(zhǔn)確地掌握相關(guān)理論知識.而信息技術(shù)的出現(xiàn)，則有效解決了這一問題.教師借助信息技術(shù)，可以搭建虛擬實驗平臺，讓學(xué)生在線上自主設(shè)計各種參數(shù)、選擇各種器材，隨之實驗平臺會出現(xiàn)相應(yīng)的結(jié)果，如此，便可以讓學(xué)生開展各種實驗，促進(jìn)學(xué)生對知識的掌握.

信息技術(shù)的引入，可以為物理實驗教學(xué)創(chuàng)設(shè)更加趣味性、生活化、真實化的實驗情境，借助信息技術(shù)化抽象為形象的能力，能夠使學(xué)生更加真切地感受物理實驗的魅力，促進(jìn)學(xué)生對實驗的掌握及理論知識的理解.

而且，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，各種物理線上實驗平臺也逐步上線，學(xué)生借助線上平臺進(jìn)行實驗就會變得更加方便，對實驗現(xiàn)象的觀察也會更加準(zhǔn)確.

例如 在探究電路的串聯(lián)與并聯(lián)實驗中，便可以借助NOBOOK虛擬實驗室開展實驗.首先，教師可以提出一個探究性問題，幫助學(xué)生回顧串聯(lián)、并聯(lián)電路特點(diǎn)，并提出問題，讓學(xué)生在虛擬實驗室中設(shè)計線路圖.其次，教師給出多個電路圖，讓學(xué)生進(jìn)行觀察、猜想，并在NOBOOK虛擬實驗室中進(jìn)行驗證.最后，教師還可以列舉一些案例或是構(gòu)建一些情景，讓學(xué)生借助平臺思考并進(jìn)行方案設(shè)計及實驗步驟，并通過NOBOOK虛擬實驗室開展實驗探究驗證，通過大量的實驗現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點(diǎn).

4 結(jié)語

初中物理實驗教學(xué)在學(xué)生知識獲取、素養(yǎng)提升方面發(fā)揮著重要作用，為改變當(dāng)今實驗效果不佳的現(xiàn)狀，本文針對性地提出了轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念、聯(lián)系生活實際、設(shè)定拓展問題、自主設(shè)計實驗、巧用信息技術(shù)等多種策略，為物理實驗教學(xué)提供參考.

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