核心素養(yǎng)下初中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

隨著我國(guó)教育事業(yè)的快速發(fā)展，人們對(duì)教育的認(rèn)識(shí)提升到了一個(gè)新的高度。只有促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，加強(qiáng)學(xué)生核心素養(yǎng)，才是當(dāng)前教育工作的主要目標(biāo)。在當(dāng)前教學(xué)改革的大背景下，核心重點(diǎn)是培養(yǎng)我國(guó)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)，讓學(xué)生能夠具備知識(shí)的創(chuàng)造創(chuàng)新使用能力。促使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中積極反思進(jìn)行合作探究，學(xué)生所學(xué)習(xí)的知識(shí)并不再是從課本上所得來(lái)的，而是讓學(xué)生通過(guò)自主課題實(shí)踐而獲得相應(yīng)的知識(shí)技巧。而探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，則符合教學(xué)改革大背景，能夠引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思，分析得出物理規(guī)律，在教學(xué)過(guò)程中可以有效培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)，讓學(xué)生掌握知識(shí)的由來(lái)以及基本原理。1.核心素養(yǎng)教育體系下高中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本應(yīng)用原則1.1從學(xué)生角度出發(fā)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。在核心素養(yǎng)教育要求下，所有教學(xué)活動(dòng)必須要遵循學(xué)生的實(shí)際發(fā)展需求，也就是說(shuō)在教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，需要從學(xué)生角度出發(fā)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。核心素養(yǎng)對(duì)于學(xué)生的發(fā)展來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)相對(duì)抽象的教育內(nèi)容，核心素養(yǎng)并不是教師通過(guò)短時(shí)間教學(xué)就可以幫助學(xué)生生成的，而是學(xué)生在逐漸解決問(wèn)題以及探索問(wèn)題過(guò)程中而發(fā)展出來(lái)的，在核心素養(yǎng)視域下物理探究性實(shí)驗(yàn)必須要能夠吸引學(xué)生的注意力，讓學(xué)生積極主動(dòng)參與到教學(xué)活動(dòng)中，才可通過(guò)學(xué)生逐漸解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，踐行自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)而發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)。特別是在初中教學(xué)階段，學(xué)生經(jīng)歷的小學(xué)階段已經(jīng)擁有了一定的自我學(xué)習(xí)思維，并且在學(xué)習(xí)過(guò)程中也具有一定自我解決問(wèn)題的能力，那么教師需要為學(xué)生留出一定的自我探索空間，讓學(xué)生去自主探索，即便在探索中遇到問(wèn)題和麻煩，也能夠讓學(xué)生不斷吸取教訓(xùn)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，而且從學(xué)生角度出發(fā)去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，還能夠讓學(xué)生在初次掌握物理知識(shí)時(shí)能夠進(jìn)入更為輕松的學(xué)習(xí)氛圍讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中擁有良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，為學(xué)生未來(lái)的物理學(xué)習(xí)而奠定良好基礎(chǔ)。同時(shí)，教師在問(wèn)題設(shè)計(jì)時(shí)，還需要尊重學(xué)生的個(gè)體化差異，詳細(xì)了解每一名學(xué)生的知識(shí)掌握情況，隨后在教學(xué)活動(dòng)中體現(xiàn)每一名學(xué)生的學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)，而在教學(xué)互助中以互補(bǔ)性原則來(lái)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論互動(dòng)，這樣不僅能夠解決學(xué)生的學(xué)習(xí)問(wèn)題，還能夠讓學(xué)生多關(guān)注物理知識(shí)的基本結(jié)構(gòu)和邏輯思維情況，通過(guò)這樣的方式增進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)。1.2教學(xué)過(guò)程遵循科學(xué)性，并與學(xué)生實(shí)際生活有機(jī)結(jié)合。物理探究性實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生研究大自然的基本原則和物理屬性，物理作為一門(mén)自然科學(xué)所以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)，就必須要讓學(xué)生了解物理規(guī)律，在掌握物理規(guī)律的過(guò)程中不斷提煉升華物理概念，這樣才能夠讓學(xué)生從自然的角度去打破物理的抽象性認(rèn)識(shí)，在腦海中建立較為抽象的物理模型，從而學(xué)會(huì)與物理知識(shí)有機(jī)結(jié)合進(jìn)行推演互動(dòng)，使學(xué)生在解決探究性實(shí)驗(yàn)問(wèn)題時(shí)其科學(xué)的思想和方法能夠得到有效的提升。例如，在有關(guān)與電阻測(cè)試的教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生注意養(yǎng)成謹(jǐn)慎的科學(xué)思維觀念，部分學(xué)生在閱讀電表時(shí)往往會(huì)閱讀一個(gè)大概值，而這樣就導(dǎo)致學(xué)生在計(jì)算時(shí)無(wú)法獲得正確的公式，教師要嚴(yán)格要求學(xué)生準(zhǔn)確閱讀，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)是建立在謹(jǐn)慎準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)過(guò)程基礎(chǔ)之上的，從而提升學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任意識(shí)。同時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)還必須要與學(xué)生的實(shí)際生活進(jìn)行關(guān)聯(lián)，物理知識(shí)的探究本身源自于生活，而物理教學(xué)也自然需要接近生活，讓學(xué)生可以通過(guò)物理知識(shí)案例和生活經(jīng)驗(yàn)去研究，未知是不僅能夠降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，還能夠讓學(xué)生對(duì)物理知識(shí)產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在生活中也可以具備物理思維和眼光來(lái)發(fā)現(xiàn)物理的存在，從而不斷激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲望，提高學(xué)生的探索思考能力，對(duì)知識(shí)的理解更為根深蒂固。1.3教學(xué)過(guò)程趣味化。學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)一般來(lái)自于對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的好奇心，而初中生剛剛接觸物理知識(shí)，所以如果單純?yōu)閷W(xué)生講解較為抽象的物理知識(shí)，將很難引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，此時(shí)教師就應(yīng)當(dāng)改變教學(xué)內(nèi)容，將更加具有趣味性的物理實(shí)驗(yàn)融入到教學(xué)活動(dòng)中，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中能夠保持良好的心態(tài)，擁有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)娛樂(lè)精神，這樣學(xué)生的探究過(guò)程將會(huì)變得更加豐富有趣，學(xué)生也會(huì)以更為積極的態(tài)度去面對(duì)未來(lái)的物理學(xué)習(xí)，如果教師的教學(xué)內(nèi)容過(guò)于抽象，沒(méi)有趣味性，那么也就很容易打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)信心，學(xué)生很難完成物理實(shí)驗(yàn)的獨(dú)自設(shè)計(jì)和探究，所以教師的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)本身符合學(xué)生的學(xué)習(xí)趣味性，讓學(xué)生主動(dòng)參與到教學(xué)活動(dòng)中。1.4教學(xué)內(nèi)容具有靈活性。探究性實(shí)驗(yàn)包含的要素相對(duì)較多，但是教師如果每一次只是為課本中的內(nèi)容來(lái)進(jìn)行教學(xué)，那么學(xué)生的學(xué)習(xí)相對(duì)簡(jiǎn)單單調(diào)，學(xué)生會(huì)認(rèn)為只需要掌握課本中的知識(shí)，就已經(jīng)學(xué)會(huì)了所有知識(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)并未得到有效的拓展那么本身相對(duì)靈活的物理知識(shí)，如果為學(xué)生換一個(gè)使用場(chǎng)景，那么學(xué)生將會(huì)無(wú)法進(jìn)行自主探究，這樣就導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)成為了讀死書(shū)的狀態(tài)。例如，教師在設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，一般來(lái)說(shuō)需要設(shè)計(jì)多個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，首先讓學(xué)生以課本為中心來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，隨后為學(xué)生撤走1～2個(gè)物理?xiàng)l件，隨后再讓學(xué)生進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生全面理解實(shí)驗(yàn)的原理和相關(guān)影響因素，才能夠激發(fā)學(xué)生的探究精神，讓學(xué)生獨(dú)立完成教學(xué)活動(dòng)。1.5教學(xué)內(nèi)容符合循序漸進(jìn)的教學(xué)原則。初中生剛剛接觸物理知識(shí)是雖然學(xué)生具有一定的自主學(xué)習(xí)和自主分析能力，但是對(duì)于抽象的物理知識(shí)來(lái)說(shuō)，直接讓學(xué)生理解仍然難度較大，所以教師應(yīng)當(dāng)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)為學(xué)生長(zhǎng)與他循序漸進(jìn)的教學(xué)模式，讓學(xué)生不斷積累經(jīng)驗(yàn)，完成獨(dú)立思考，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有效的分析與探究，這些都可以對(duì)探究性教學(xué)的展開(kāi)，建立良好的基礎(chǔ)。以前大部分初中生已經(jīng)習(xí)慣了傳統(tǒng)的傳輸式教學(xué)，很少學(xué)生能夠有效接觸探究性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，并且探究性實(shí)驗(yàn)，對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)思維和靈活的思維模式也具有較高的要求，如果單純展開(kāi)探究性活動(dòng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程較為吃力，針對(duì)于此教師應(yīng)當(dāng)將實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行分層化設(shè)計(jì)，讓學(xué)生可以在不同的時(shí)間節(jié)點(diǎn)完成基礎(chǔ)性練習(xí)、探究性練習(xí)、拓展性練習(xí)三個(gè)方面的練習(xí)過(guò)程，讓學(xué)生在個(gè)人基礎(chǔ)之上獲得不斷的提高，并且讓學(xué)生自主尋找出問(wèn)題的解決方法與路徑，在探究的過(guò)程中要由淺入深，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的教學(xué)。真正滿足不同學(xué)生不同需求的學(xué)習(xí)發(fā)展與進(jìn)步。以此來(lái)提升探究性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)有效性。2.初中物理探究實(shí)驗(yàn)的教學(xué)應(yīng)用策略探究性實(shí)驗(yàn)是初中物理實(shí)驗(yàn)的重要組成元素，為了培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，必須要合理應(yīng)用探究性實(shí)驗(yàn)，筆者將從以下幾方面對(duì)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行討論。2.1明確實(shí)驗(yàn)原理，培養(yǎng)學(xué)生物理知識(shí)結(jié)構(gòu)。物理知識(shí)與知識(shí)之間存在緊密的聯(lián)系，所以在教學(xué)活動(dòng)中幫助學(xué)生樹(shù)立物理觀念是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容，也是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的基本前提，學(xué)生必須要樹(shù)立良好的物理觀念，才能夠?qū)ξ矬w所包含的運(yùn)動(dòng)相互作用進(jìn)行合理的分析與掌握，隨后在學(xué)生的學(xué)習(xí)中，無(wú)論遇到什么樣的物理模型，也可以運(yùn)用物理實(shí)驗(yàn)原理來(lái)進(jìn)行自主探究。而在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，要讓學(xué)生根據(jù)個(gè)人所學(xué)習(xí)到的基礎(chǔ)與知識(shí)來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)與此來(lái)拓展學(xué)生的物理思維，讓學(xué)生能夠?qū)ξ锢韱?wèn)題進(jìn)行綜合分析，總結(jié)實(shí)驗(yàn)原理，從而對(duì)知識(shí)進(jìn)行內(nèi)化，幫助學(xué)生加強(qiáng)知識(shí)的運(yùn)用。以杠桿原理的教學(xué)為例，杠桿原理的核心教學(xué)內(nèi)容是讓學(xué)生了解動(dòng)力臂如果大于阻力臂，那么則可以省力如若阻力臂大于動(dòng)力臂，那么將會(huì)費(fèi)力。讓學(xué)生通過(guò)杠桿知識(shí)了解上述物理原理再明確這一教學(xué)目標(biāo)后，教師則可以讓學(xué)生對(duì)這一原理進(jìn)行自主探究，但需要注意的是教師不要事先直接為學(xué)生講解知識(shí)再讓學(xué)生去進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而是需要讓學(xué)生去探究實(shí)驗(yàn)原理找的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。所以教師需要必為學(xué)生講解原理，而是首先提出問(wèn)題：“同學(xué)們，我們?cè)谌粘Ｉ钪薪?jīng)常能夠看到運(yùn)用杠桿原理的工具，例如扳手、推車(chē)、鐵锨等。同學(xué)們能不能通過(guò)老師所提供的杠桿工具去探究一下杠桿長(zhǎng)短與其受力的相關(guān)影響?！彪S后學(xué)生很快就會(huì)發(fā)現(xiàn)在杠桿原理的作用下，不同位置的受力將會(huì)產(chǎn)生不同的變化，隨后教師可以讓學(xué)生去測(cè)量不同位置的具體受益情況，隨后總結(jié)歸納，杠桿受力位置的公式特點(diǎn)，從而讓學(xué)生自主去總結(jié)杠桿原理的數(shù)據(jù)從而通過(guò)數(shù)據(jù)去獲得公式，這樣學(xué)生所學(xué)習(xí)到的內(nèi)容就不再是直接從課本中提煉出來(lái)的，學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程將會(huì)以個(gè)人主觀思維為基礎(chǔ)，提高了學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)質(zhì)量。2.2注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程的設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生拓展科學(xué)思維。在核心素養(yǎng)教學(xué)體系下培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，是物理教學(xué)的核心組成部分，讓學(xué)生可以通過(guò)對(duì)物理知識(shí)的分析，認(rèn)識(shí)物理本質(zhì)和內(nèi)在規(guī)律，讓學(xué)生在腦海中構(gòu)建物理模型，并且經(jīng)過(guò)分析對(duì)推理知識(shí)進(jìn)行總結(jié)驗(yàn)證，從而形成一定的觀點(diǎn)，在不斷的質(zhì)疑中提出自我的見(jiàn)解，這樣學(xué)生在看待物理知識(shí)時(shí)，將會(huì)生成一套自主的研究體系。教師就可以讓學(xué)生根據(jù)自己在學(xué)習(xí)過(guò)程中所遇到的問(wèn)題進(jìn)行質(zhì)疑，幫助學(xué)生解決思維過(guò)程中所存在的瓶頸，隨后再讓學(xué)生利用物理探究性實(shí)驗(yàn)對(duì)自己的疑問(wèn)進(jìn)行驗(yàn)證，在此過(guò)程中學(xué)生的所有知識(shí)來(lái)源都來(lái)自于個(gè)人的推理，這樣學(xué)生不僅達(dá)到知識(shí)探究的目標(biāo)，還讓學(xué)生的科學(xué)思維得到了有效的發(fā)展，有利于學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。例如，在有關(guān)于摩擦力這一節(jié)課的教學(xué)中，教師需要讓學(xué)生掌握摩擦力大小的相關(guān)影響因素，讓學(xué)生總結(jié)分析哪些物理環(huán)境會(huì)對(duì)摩擦力大小產(chǎn)生影響，教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容為學(xué)生設(shè)置以下問(wèn)題：“同學(xué)們通過(guò)個(gè)人日常生活經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為摩擦力都存在哪些地方？摩擦力和物質(zhì)的哪些性質(zhì)將會(huì)產(chǎn)生關(guān)系?！贝藭r(shí)，部分學(xué)生會(huì)認(rèn)為摩擦力與接觸材料有著直接的關(guān)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(xué)生認(rèn)為摩擦力與物體的重量有關(guān)，如在同樣一塊地面上去推動(dòng)不同質(zhì)量的相同物品會(huì)發(fā)現(xiàn)越重的物體其摩擦力越大。隨后教師就可以為學(xué)生安排特定的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，讓學(xué)生結(jié)合自己的設(shè)想來(lái)進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生設(shè)計(jì)接觸材料質(zhì)量不同質(zhì)量相同和不同質(zhì)量相同接觸材料的對(duì)比性實(shí)驗(yàn)。教師可以為學(xué)生準(zhǔn)備毛巾玻璃以及兩塊大小相同但質(zhì)量不同的小鐵塊，隨后讓學(xué)生去進(jìn)行自主探究性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生依次來(lái)驗(yàn)證自己的假設(shè)和所提出的問(wèn)題，通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)總結(jié)就可以讓學(xué)生很快意識(shí)到摩擦力，只與接觸面粗糙程度和相關(guān)壓力有關(guān)，并且其摩擦力大小會(huì)受到不同摩擦力系數(shù)的影響。這樣就可以讓學(xué)生排除一系列自己所聯(lián)想到的困難和其他實(shí)驗(yàn)情況，拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)思維，又讓學(xué)生主動(dòng)參與到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中提高了學(xué)生自主動(dòng)手能力。2.3加強(qiáng)小組合作探究實(shí)驗(yàn)的建設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，不能單純依靠學(xué)生個(gè)人的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ處煘榱颂岣邔W(xué)生的實(shí)驗(yàn)技巧和知識(shí)的掌握深度，還可以在教學(xué)活動(dòng)中為學(xué)生組建自主探究合作學(xué)習(xí)小組，讓學(xué)生在小組內(nèi)部進(jìn)行合作性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生之間可以進(jìn)行相互合作，相互影響。每一名學(xué)生都需要結(jié)合個(gè)人思維認(rèn)識(shí)和物理學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)合作探究，每一個(gè)小組成為了一個(gè)學(xué)習(xí)集體，這樣要比單一學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)要更加高效，同時(shí)學(xué)生之間還能夠相互分享實(shí)驗(yàn)方法和物理學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，讓班級(jí)所有學(xué)生都可以得到提升與發(fā)展。例如，在有關(guān)于液體壓強(qiáng)的教學(xué)中，教師可以首先將問(wèn)題布置給學(xué)習(xí)小組：“同學(xué)們大家需要自己制作驗(yàn)證液體壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，大家自己去搜集實(shí)驗(yàn)素材，看哪一個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)最為科學(xué)?！苯處煵辉俳o學(xué)生具體的實(shí)驗(yàn)案例，而是讓學(xué)生進(jìn)行小組討論，自主總結(jié)實(shí)驗(yàn)方法，有的同學(xué)會(huì)用礦泉水瓶扎上小眼來(lái)觀察水從孔中的流出情況，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)礦泉水瓶上的小孔越大，那么水流越快。所以壓強(qiáng)和礦泉水的小孔大小有著直接的關(guān)系，而有的學(xué)生也會(huì)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)，將手上套上一個(gè)保鮮袋，隨后將手伸入水中，就可以感受到來(lái)自于水的壓力。也有的學(xué)生會(huì)將礦泉水瓶蓋上扎一個(gè)小孔，隨后將礦泉水頭朝下壓入水中，很快會(huì)發(fā)現(xiàn)水從小孔中迅速冒出以此來(lái)驗(yàn)證液體壓強(qiáng)。學(xué)生在小組內(nèi)部設(shè)計(jì)了多種實(shí)驗(yàn)探究方法，讓學(xué)生的思維得到了有效的開(kāi)拓讓學(xué)生可以以創(chuàng)新的理念去對(duì)物理知識(shí)進(jìn)行探究和驗(yàn)證，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和開(kāi)放性思