運(yùn)用開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式 培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)

湖北省大悟縣東新中學(xué)(432800) 高建方

1 以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為目標(biāo)

學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)，主要指學(xué)生應(yīng)具備的，能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展的必備品格和關(guān)鍵能力。中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)，以科學(xué)性、時(shí)代性和民族性為基本原則，以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，分為文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展、社會(huì)參與三個(gè)方面。綜合表現(xiàn)為人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實(shí)踐創(chuàng)新六大素養(yǎng)。各素養(yǎng)之間相互聯(lián)系、互相補(bǔ)充、相互促進(jìn)，在不同的情境中整體發(fā)揮作用。研究學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)是落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的一項(xiàng)重要舉措，也是適應(yīng)教育改革發(fā)展趨勢(shì)的迫切需要。要將培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的精神落到實(shí)處，必須將這六大核心素養(yǎng)細(xì)化到具體的課程體系和知識(shí)目標(biāo)之中。對(duì)于物理學(xué)科，就是要在具體物理學(xué)科教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，包括科學(xué)思維、科學(xué)探究等內(nèi)容?？茖W(xué)思維表現(xiàn)為：重思維，善反思，善于用物理思維去學(xué)習(xí)、去思考、去發(fā)現(xiàn)、去質(zhì)疑、去總結(jié)；科學(xué)探究表現(xiàn)為：會(huì)聯(lián)想、善提問(wèn)、會(huì)認(rèn)識(shí)、會(huì)交流、會(huì)操作。

2 以實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)

由于物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，所以培養(yǎng)學(xué)生的物理科學(xué)思維與科學(xué)探究的素養(yǎng)更多的應(yīng)該在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)作為揭示自然規(guī)律的重要方法和手段，它不僅是初中物理教學(xué)的重要部分，也是物理概念、規(guī)律和理論的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。初中生具有強(qiáng)烈的好奇心，尤其對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)特別感興趣?？v觀科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律的全部過(guò)程，絕大多數(shù)是從身邊的自然現(xiàn)象開(kāi)始引出猜想的，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行探究，通過(guò)認(rèn)真觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,總結(jié)出蘊(yùn)含其中的自然規(guī)律。物理教學(xué)若離開(kāi)了實(shí)驗(yàn)和觀察，就成了無(wú)源之水，無(wú)本之木，紙上談兵。

2.1 初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀

新課改下的教學(xué)模式以學(xué)生為主體，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中起引導(dǎo)作用。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅影響著學(xué)生，也改變教師的教學(xué)方法。在探索利用實(shí)踐活動(dòng)拓展到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)這一過(guò)程時(shí)，很多教師由于前期理論知識(shí)學(xué)習(xí)力度不夠，感到力不從心，甚至半途而廢。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中缺乏教師專業(yè)性的指導(dǎo)，影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。具體表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

2.1.1 實(shí)驗(yàn)方法單一

應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變開(kāi)始，探究性實(shí)驗(yàn)就被廣泛倡導(dǎo)，但是在課堂上，由于探究性實(shí)驗(yàn)需要綜合考慮多方面的因素，很多教師依舊不敢放手讓學(xué)生去自主探究，以演示實(shí)驗(yàn)為主的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)仍占大多數(shù)。教師不愿在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案上下工夫、花時(shí)間，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)方法單一、內(nèi)容陳舊。即使安排學(xué)生實(shí)驗(yàn)，也是單純?yōu)榱送瓿山虒W(xué)任務(wù)，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中一手包辦的現(xiàn)象比較突出，學(xué)生只是機(jī)械性的模仿，缺少動(dòng)手的機(jī)會(huì)，能力得不到提高。

2.1.2 不注重創(chuàng)新

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師往往是采用先準(zhǔn)備儀器、按步驟做實(shí)驗(yàn)、觀察現(xiàn)象、歸納結(jié)論的程序步驟進(jìn)行，不敢越雷池半步，不注重創(chuàng)設(shè)情境發(fā)散學(xué)生的思維，只要求學(xué)生完全按照實(shí)驗(yàn)報(bào)告的步驟去做，不讓學(xué)生進(jìn)行拓展性實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)中學(xué)生的新奇想法置之不理，甚至喝令停止。這與物理課程標(biāo)準(zhǔn)提出的培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的要求背道而馳。我們必須明白，學(xué)起于思，思源于疑，興趣是學(xué)習(xí)的最好老師。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，抓住課堂的 “生成性資源”，恰當(dāng)?shù)膭?chuàng)設(shè)情境或提問(wèn)，可以激發(fā)學(xué)生的思維和興趣。

2.2 運(yùn)用開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)

前蘇聯(lián)的教育巨匠蘇霍姆林斯基有這樣一句名言——“學(xué)生的聰明才智來(lái)自他們的手指尖”，這句話揭示了動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的重要性。動(dòng)手能力絕對(duì)不是簡(jiǎn)單意義上的模仿，而應(yīng)該是學(xué)生自己動(dòng)腦思考后通過(guò)自己的設(shè)計(jì)，按照預(yù)設(shè)方案有序的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，包括實(shí)驗(yàn)器材的選擇、實(shí)驗(yàn)裝置的組裝、實(shí)驗(yàn)儀器的使用、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄等。

正如前面所提到的，教師對(duì)實(shí)驗(yàn)方案不加思考，簡(jiǎn)單地要求學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)報(bào)告去做實(shí)驗(yàn)，這是一種變相的實(shí)驗(yàn)講解，對(duì)學(xué)生思維的培養(yǎng)沒(méi)有半點(diǎn)益處。學(xué)生只是簡(jiǎn)單地按著教師的要求，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容，長(zhǎng)此以往，他們的思維會(huì)得到禁錮，會(huì)逐漸失去對(duì)實(shí)驗(yàn)探究的興趣。如果教師改變一下教學(xué)思路，設(shè)計(jì)開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)方案，在實(shí)驗(yàn)之前，教師講清楚實(shí)驗(yàn)的原理，交待實(shí)驗(yàn)的目的，然后要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，結(jié)合教師提供的實(shí)驗(yàn)器材，自我進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)器材的選擇、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的運(yùn)用、實(shí)驗(yàn)結(jié)論的表達(dá)，這樣會(huì)給學(xué)生更大的思維空間。下面就具體的學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探討。

案例:平面鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)。

本實(shí)驗(yàn)在教材中屬于演示實(shí)驗(yàn)，為了培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣，加強(qiáng)小組合作學(xué)習(xí)，教師一般都將它改為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。提供的器材有薄玻璃板、兩根完全相同的蠟燭、火柴或打火機(jī)、刻度尺。實(shí)驗(yàn)步驟如下。

(1)將薄玻璃板豎直放置在桌面上。

(2)在玻璃板的一側(cè)點(diǎn)燃一根蠟燭。

(3)通過(guò)玻璃板，會(huì)看到蠟燭在另一側(cè)所成的像，在另一側(cè)，放置另一根蠟燭，讓它與原來(lái)蠟燭所成的像完全重合，記下兩根蠟燭的位置，分別測(cè)量出他們到玻璃板的距離。

(4)改變前面蠟燭的位置，重復(fù)第三步操作。

(5)再次改變前面那處的位置，重復(fù)第三步操作。

(6)撤去玻璃板，連接物點(diǎn)和像點(diǎn)，看連接線與平面鏡的位置關(guān)系。

學(xué)生按照這個(gè)步驟去操作，馬上就會(huì)得出正確的結(jié)論，看起來(lái)是一個(gè)高效、成功的實(shí)驗(yàn)，教師完成了教學(xué)任務(wù)，學(xué)生掌握了平面鏡的成像規(guī)律，皆大歡喜?？杉?xì)究起來(lái)，學(xué)生通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，獲得了哪些基本的實(shí)驗(yàn)技能？思考過(guò)什么問(wèn)題？對(duì)今后的實(shí)驗(yàn)有什么幫助？學(xué)生僅僅獲得了知識(shí)的結(jié)論，僅此而已。如果改變一下教學(xué)設(shè)計(jì)，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，教師重點(diǎn)講解成虛像的原理，強(qiáng)調(diào)虛像是不存在的，是人的眼睛的一種錯(cuò)覺(jué)。然后告訴學(xué)生，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究物和像之間的關(guān)系。給學(xué)生提供的器材不是唯一的，有一塊平時(shí)生活用的平面鏡、一塊透明薄玻璃板、一塊厚玻璃板、一塊透明藍(lán)顏色玻璃板、幾組蠟燭、實(shí)驗(yàn)底板。要求學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)前先解決兩個(gè)方面的問(wèn)題：①怎么選擇實(shí)驗(yàn)器材；②怎么確定像的位置？讓學(xué)生以小組為單位進(jìn)行討論，然后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

面對(duì)眾多的實(shí)驗(yàn)器材,學(xué)生感到很茫然、很困惑。這么多的器材怎么進(jìn)行組合?像與物的關(guān)系是指什么關(guān)系?包含哪幾個(gè)方面的因素?對(duì)不存在的像，怎么去確定它的位置？一開(kāi)始學(xué)生都選平時(shí)用的平面鏡，因?yàn)橥高^(guò)它到來(lái)的像很清晰，可就是找不到像的位置，然后才試著去用透明的玻璃板，可以看到后面所成的像。厚玻璃板很容易放穩(wěn)，但容易出現(xiàn)兩個(gè)像，不好確定像的位置。茶色的玻璃板，看后面的像可能更清晰一些，薄玻璃板很容易放傾斜，一旦傾斜，后面的那個(gè)蠟燭怎么也不可能與像重合，也就不可能確定像的位置。用泡沫底板與生日蠟燭這種組合，更容易固定物和像，也更容易找到物和像所在的那個(gè)點(diǎn)。而用普通蠟燭與木板這種組合，蠟燭不容易放穩(wěn)，物和像的位置也很難準(zhǔn)確的確定，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

這樣設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，可能需要花費(fèi)更多的時(shí)間，學(xué)生才能完成實(shí)驗(yàn)。但就是在這樣的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生才體會(huì)到做實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣，因?yàn)樗械膯?wèn)題都是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)論證后自己解決的。每個(gè)學(xué)生都發(fā)表了自己的意見(jiàn)，科學(xué)思維和動(dòng)手操作能力得到了真正的提高，這才是我們需要的學(xué)生實(shí)驗(yàn)，這樣的實(shí)驗(yàn)才能真正的培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

3 小結(jié)

在初中階段，有很多的實(shí)驗(yàn)，都可運(yùn)用開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。教師千萬(wàn)不要為了完成教學(xué)任務(wù)，為了單純地應(yīng)付考試，而對(duì)實(shí)驗(yàn)做簡(jiǎn)單的處理。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的一個(gè)重要手段，所以，教師一定要樹(shù)立“做真實(shí)驗(yàn)，真做實(shí)驗(yàn)“的教學(xué)理念。