核心素養(yǎng)下初中物理實驗教學(xué)創(chuàng)新策略

摘要：物理是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗在物理教學(xué)中有著重要的地位和作用。核心素養(yǎng)背景下，初中物理教師要重視培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，利用實驗教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生深入思考物理知識。闡述了核心素養(yǎng)下初中物理實驗教學(xué)的重要性，從做好課前準(zhǔn)備、靈活劃分小組、創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境、應(yīng)用問題導(dǎo)學(xué)、組織實驗競賽等方面探討了核心素養(yǎng)下的初中物理實驗教學(xué)創(chuàng)新策略，旨在提升物理實驗教學(xué)質(zhì)量，有效培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；初中物理；實驗教學(xué)；創(chuàng)新策略《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）指出，要以學(xué)生發(fā)展為本，以提升全體學(xué)生核心素養(yǎng)為宗旨，為每個學(xué)生提供學(xué)習(xí)和發(fā)展的機會。由此可見，在初中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)是當(dāng)前階段的一項重要工作。初中物理教師應(yīng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)理念，通過設(shè)計適當(dāng)?shù)膶嶒炄蝿?wù)，引導(dǎo)學(xué)生從物理實驗現(xiàn)象中總結(jié)相關(guān)規(guī)律，并通過創(chuàng)設(shè)生活情境等方式，引導(dǎo)學(xué)生遷移運用知識。一、核心素養(yǎng)下初中物理實驗教學(xué)的重要性（一）有利于學(xué)生理解物理規(guī)律核心素養(yǎng)下的初中物理實驗教學(xué)有利于學(xué)生理解物理規(guī)律，提升物理學(xué)習(xí)效率。傳統(tǒng)物理教學(xué)中，部分學(xué)生會陷入死記硬背的誤區(qū)，無法深入理解物理規(guī)律，進而無法靈活運用物理知識解決相關(guān)的問題。教師加強物理實驗教學(xué)有利于解決這一問題。一方面，教師通過實驗演示，能讓學(xué)生直觀地看到物理現(xiàn)象的出現(xiàn)過程，從而有效降低物理知識的學(xué)習(xí)難度。另一方面，在參與物理實驗的過程中，學(xué)生能結(jié)合數(shù)字符號感知物理實驗現(xiàn)象，進而加深對物理規(guī)律和現(xiàn)象的認識［1］。（二）有利于培養(yǎng)學(xué)生的主觀學(xué)習(xí)意識學(xué)生是否具備主觀學(xué)習(xí)意識對其課堂學(xué)習(xí)成效有直接影響，教師通過讓學(xué)生積極參與物理實驗，能有效增強學(xué)生的主觀學(xué)習(xí)意識。實驗教學(xué)具有直觀性、實踐性、協(xié)同性、創(chuàng)新性，在實驗教學(xué)中，學(xué)生需要在教師的指導(dǎo)下進行實驗探究，經(jīng)歷提出猜想、思考問題、自主探究和解決問題等過程，這不僅有利于其充分感受物理學(xué)科的魅力，還能讓其獲得解決物理問題的成就感，從而有效提升其物理學(xué)習(xí)積極性。（三）有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神具備科學(xué)探究精神是學(xué)生學(xué)好物理的關(guān)鍵?！墩n程標(biāo)準(zhǔn)》提出，教師在教學(xué)時應(yīng)注重科學(xué)探究，突出問題導(dǎo)向，強調(diào)真實問題情境，引導(dǎo)學(xué)生不斷探索，從而提高學(xué)生分析問題、解決問題的實踐本領(lǐng)和科學(xué)思維能力。教師將物理知識融入情境，引導(dǎo)學(xué)生以情境為基礎(chǔ)進行實驗，既能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，又能教會學(xué)生科學(xué)探究的方法，提高學(xué)生交流、評估和反思等能力［2］。二、核心素養(yǎng)下初中物理實驗教學(xué)的創(chuàng)新策略（一）做好課前準(zhǔn)備，預(yù)告異?，F(xiàn)象核心素養(yǎng)背景下，在初中物理實驗教學(xué)中，教師應(yīng)提高對課前環(huán)節(jié)的重視程度，做好課前準(zhǔn)備工作，引導(dǎo)學(xué)生自主預(yù)習(xí)，并提前告知學(xué)生實驗過程中可能出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，以此為學(xué)生后續(xù)的自主實驗與探究奠定基礎(chǔ)。預(yù)習(xí)是學(xué)生了解實驗條件、實驗過程的有效途徑，然而部分學(xué)生始終無法掌握預(yù)習(xí)的要領(lǐng)，預(yù)習(xí)成效低且積極性不高，導(dǎo)致在課堂實驗中容易出現(xiàn)跟不上集體的節(jié)奏等問題。對此，教師應(yīng)有針對性地指導(dǎo)學(xué)生進行預(yù)習(xí)，并在課前告知學(xué)生實驗中可能出現(xiàn)的異常狀況。這樣一來，如果在自主實驗過程中出現(xiàn)相應(yīng)的異常狀況，學(xué)生便可以結(jié)合預(yù)習(xí)成果以及實際的實驗操作步驟，思考問題出現(xiàn)的原因［3］。以“汽化和液化”一課的教學(xué)為例，本課的教學(xué)目標(biāo)之一是讓學(xué)生理解汽化現(xiàn)象，知道蒸發(fā)與沸騰是汽化的兩種方式，了解水在沸騰前后的溫度變化特點。本課有一個實驗——“探究水沸騰時溫度變化的特點”，教師可提前布置預(yù)習(xí)任務(wù)，設(shè)置一些與實驗有關(guān)的問題，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合問題自主完成預(yù)習(xí)任務(wù)。比如，教師可提出如下問題：（1）你知道水有幾種狀態(tài)嗎？這幾種狀態(tài)之間是如何實現(xiàn)互相轉(zhuǎn)化的？（2）除水以外，其他物質(zhì)是否也有這幾種狀態(tài)？（3）我們在燒水時，會發(fā)現(xiàn)燒開的水上有“白煙”，這些“白煙”是什么？“白煙”是不是一開始就出現(xiàn)的？其出現(xiàn)時，水的溫度是怎樣的？如果繼續(xù)加熱，水的溫度還會升高嗎？（4）有什么實驗方法能夠探究水的溫度變化特點？閱讀教材，說一說教材中用了怎樣的實驗方法。上述預(yù)習(xí)問題能夠引出本課的主要實驗，提升學(xué)生的預(yù)習(xí)效率。同時，教師還可以在課前通過設(shè)置思考問題的方式告知學(xué)生可能會出現(xiàn)的異常現(xiàn)象。比如，教師可提出問題：“小明在實驗過程中，發(fā)現(xiàn)用酒精燈加熱后，水一直未能沸騰，這可能是哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了差錯？”這樣的問題能幫助學(xué)生更好地理解實驗內(nèi)容，提升學(xué)生的物理思維能力。（二）靈活劃分小組，促進合作學(xué)習(xí)以小組為單位進行實驗教學(xué)的優(yōu)點主要有兩方面：一是有利于節(jié)約實驗室資源，解決實驗資源不足的問題；二是能充分發(fā)揮團隊協(xié)作的優(yōu)勢，培養(yǎng)學(xué)生的合作探究能力和團隊合作意識。在劃分學(xué)習(xí)小組時，教師應(yīng)將學(xué)生的學(xué)習(xí)成績、性格特點等作為依據(jù)，以此助力小組合作教學(xué)質(zhì)量的提升［4］。以“平面鏡成像特點”一課的教學(xué)為例，本課是初中物理課程的重要內(nèi)容之一。本課實驗教學(xué)的目的在于讓學(xué)生通過做實驗，加深對虛像概念的理解，提升科學(xué)探究能力。在小組合作實驗教學(xué)時，教師可先提出問題：“同學(xué)們照過鏡子嗎？在照鏡子時我們會發(fā)現(xiàn)，離鏡子遠一些時，鏡子里的我們會變小，而離鏡子近一些時，鏡子里的我們則會變大。鏡像的位置和大小與物體的位置和大小存在怎樣的關(guān)系？”接著，教師可為學(xué)生劃分學(xué)習(xí)小組，并提出問題：“依靠平面鏡進行實驗無法準(zhǔn)確地找到像的位置，有哪些實驗器材可以替代平面鏡嗎？”在思考與討論后，學(xué)生小組能給出使用玻璃板代替平面鏡的答案。此時，教師可讓學(xué)生小組自主設(shè)計實驗方案并開展實驗，同時讓各小組在實驗結(jié)束后分別展示實驗成果，以此加深學(xué)生對實驗的理解。通過小組活動，學(xué)生能經(jīng)歷自主提出問題、分析問題、解決問題等過程，培養(yǎng)科學(xué)探究精神，掌握科學(xué)的實驗方法。（三）創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，引導(dǎo)提出問題通過創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自己的觀察、分析和思考提出問題，有利于提升學(xué)生的科學(xué)思維能力和探究能力。教師可結(jié)合學(xué)生的實際生活創(chuàng)設(shè)真實的教學(xué)情境，以此提升物理實驗教學(xué)的趣味性和真實性，引導(dǎo)學(xué)生在生活中學(xué)習(xí)物理知識，并將所學(xué)的物理知識應(yīng)用于生活實際問題的解決過程中。以“探究杠桿的平衡條件”一課的教學(xué)為例，本課主要為學(xué)生介紹了杠桿及其五要素，有一個關(guān)于探究杠桿的平衡條件的實驗，主要教學(xué)目的是讓學(xué)生學(xué)會運用杠桿的相關(guān)知識解決一些簡單的生活問題。為此，教師可創(chuàng)設(shè)一個與杠桿有關(guān)的教學(xué)情境——“蠟燭蹺蹺板”。在教學(xué)開始之前，教師需要準(zhǔn)備實驗材料，包括一根雙頭蠟燭、兩個塑料小人、一根鐵簽和兩個高度相同的杯子。在教學(xué)時，教師需要制作蠟燭蹺蹺板：先用鐵簽穿過蠟燭的中部，并將鐵簽放在兩個杯子上，之后將小人插在蠟燭上，并點燃蠟燭的兩端，熔化的蠟會一滴一滴地滴落下來，滴下蠟的一端會向上翹起，導(dǎo)致蠟燭兩端不斷交替上下晃動。教師可提出“如何使蠟燭蹺蹺板保持平衡？”“蹺蹺板平衡的條件是什么？”等問題，以此引發(fā)學(xué)生思考。學(xué)生通過觀察蠟燭蹺蹺板的現(xiàn)象，能對杠桿原理形成初步的認識，并產(chǎn)生探究杠桿的平衡條件的欲望，因此這一教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計能夠為后續(xù)實驗教學(xué)的進行奠定良好的基礎(chǔ)。（四）應(yīng)用問題導(dǎo)學(xué)，誘導(dǎo)實驗進行問題導(dǎo)學(xué)法的應(yīng)用有利于激發(fā)學(xué)生的自主探究意識，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神。教師應(yīng)通過合理設(shè)置問題，引導(dǎo)學(xué)生進行自主探究，避免直接為學(xué)生講解知識點或直接幫助學(xué)生解決問題，這樣既能夠促進實驗的順利開展，又能增強學(xué)生的獨立思考能力。以“探究滑動摩擦力”一課的教學(xué)為例，本課的主要教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生了解影響滑動摩擦力大小的因素，掌握增大摩擦力和減小摩擦力的方法，知道摩擦在生活中的應(yīng)用。在教學(xué)時，教師可先設(shè)計如下問題鏈：（1）將手掌放在課桌上，先一邊用力向下壓一邊向前推，再輕輕向前推，你有什么感受？（2）將手掌放在光滑的桌面上和粗糙的木板上向前推，感受到的阻力相同嗎？（3）如果要探究滑動摩擦力與壓力和粗糙程度的關(guān)系，需要如何控制變量？（4）如何設(shè)計實驗才能夠測量滑動摩擦力？（5）如何驗證實驗猜想？學(xué)生需要依據(jù)上述問題鏈自主設(shè)計探究滑動摩擦力的實驗，并自主選擇實驗器材。之后，教師可讓學(xué)生對比教師的方案和其設(shè)計的方案有什么不同，引導(dǎo)學(xué)生思考自己的方案中有哪些不足。在學(xué)生開展自主實驗后，教師還可以提出“在生活中，滑動摩擦力有哪些應(yīng)用場景？”等問題，以此引導(dǎo)學(xué)生遷移運用本課所學(xué)知識。這樣的教學(xué)既能夠幫助學(xué)生掌握本課知識，又能培養(yǎng)學(xué)生的反思意識，促進學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。（五）組織實驗競賽，發(fā)展創(chuàng)新能力組織以小組為單位的實驗競賽是提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效方式。在競賽準(zhǔn)備過程中，學(xué)生不僅會充分利用課后時間自主探究物理知識，還能通過團隊合作解決問題，這有利于學(xué)生養(yǎng)成良好的自主學(xué)習(xí)習(xí)慣。在設(shè)計競賽主題時，教師可以讓學(xué)生選擇教材中的研究課題，也可以鼓勵學(xué)生自主觀察生活，結(jié)合生活中的物理現(xiàn)象自主設(shè)計實驗［5］。例如，在“探究二力平衡的條件”一課的教學(xué)中，教師可先為學(xué)生講解教材中的相關(guān)實驗，然后組織實驗競賽，讓學(xué)生以小組為單位合作設(shè)計能夠探究二力平衡條件的實驗。各小組需要觀察生活中與二力平衡有關(guān)的現(xiàn)象，并自主設(shè)計相應(yīng)的實驗，以探究二力平衡的條件。在這樣的實驗競賽中，學(xué)生能更加深入地了解什么是二力平衡，掌握二力平衡的條件，了解生活中的二力平衡現(xiàn)象，這能夠為其日后的物理學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。當(dāng)然，教師也可結(jié)合生活中的物理現(xiàn)象，組織實驗競賽。例如，部分學(xué)生觀察到樹蔭下會有光斑形成，這一現(xiàn)象與小孔成像的知識有關(guān)，對此，教師可引導(dǎo)學(xué)生自主觀察地面上光斑的形狀，設(shè)計相應(yīng)的實驗，探究影響光斑形狀及大小的因素。又如，部分學(xué)生在學(xué)習(xí)游泳時發(fā)現(xiàn)，初學(xué)游泳時，由于沒有掌握技巧，很容易沉入水底，而借助浮板則能夠有效解決這一問題，對此，教師可引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計以浮力為主題的實驗，探究浮板的浮力與體積、形狀之間的關(guān)系。教師通過組織物理實驗競賽，能加深學(xué)生對物理知識的理解，