初中物理實驗學習力的實踐研究

【摘要】在初中物理實驗教學中，教師應結合物理核心素養(yǎng)，對實驗的過程展開實踐、操作及研究，讓學生經歷物理學知識“再發(fā)現”的過程，進而培養(yǎng)學生的學習力、創(chuàng)造力和多媒體信息平臺的應用力，提高學生物理實驗的實踐能力，提升學生的學習力，繼而滲透物理核心素養(yǎng)，培育學生物理思維和科學探究能力。

【關鍵詞】初中物理實驗;學習力;實踐

【基金項目】江蘇省教育科學“十三五”規(guī)劃重點自籌課題《生活力背景下提升初中學生學習力的實踐研究》（TY-B/2016/10）

作者簡介：高金華（1980.3—），男，江蘇省無錫市玉祁初級中學，中小學高級教師。

我?，F有江蘇省“十三五”規(guī)劃重點自籌課題《生活力背景下提升初中學生學習力的實踐研究》，物理學科承接子課題《生活力背景下提升初中物理實驗學習力的實踐研究》。在教育教學實踐研究中，我們結合物理實驗特點、學校和家庭資源，展開豐富多彩的物理實驗學習力的實踐和嘗試，并將物理實驗進行有機的整合，完成對子課題的實踐和研究。

一、學習力的解讀和學科實踐關系

學習力是學習者的一種意識形式，存在于學習者自身或學習者之間（個體學習力、組織學習力），貫穿于學習者的學習生活中，與學習者的思維、意愿和行為密切相關。學習力是獲得一切技能和本領的基礎，所有生存的能力、生活的能力都是靠學習得到的。課題組認為，初中學生學習力是指學生以個人或團體的形式組織學習的動力、品質和能力的綜合體現，是一個人更好更快地進行學習的能力。它包括學習動力、學習品質和學習能力三個維度。要提升學生的學習力，就要從學習力的三個維度出發(fā)，通過干預學習力某一維度的具體要素，來促進學生學習力的提升。

初中物理實驗與學生生活聯系緊密，一些日常生活元素，為物理學習力的提升注入了源泉和活力，也為學生解決實際問題提供依據。這些源于生活的實踐極大地促使學生以生活力為背景支撐，在陶行知先生的“教學做合一”思想和新課程思想的引領，主動參與課堂探究，深化物理的實踐研究，從而提升學習力。

二、初中物理實驗學習力的實踐

在初中物理實驗中，教師不僅要通過實驗教給學生物理知識，更重要的是引導學生經歷物理學知識“再發(fā)現”的過程。在實踐中，教師要結合物理核心素養(yǎng)，引導學生對實驗基本操作要領展開研討，對實驗的過程展開實踐、操作及研究。學生對初中物理實驗進行合理的分類，并就實驗涉及的物理知識、操作技巧和偶爾發(fā)現等進行實際操作，在具體的“做”中獲得實驗技能，并將其轉化為物理學習力，提升在物理實踐中的真實參與和探究。

（一）物理實驗的學習力

初中物理實驗注重學生的體驗性和探究性，讓學生在實驗體驗中積累學習興趣，在科學探究中完善物理科學思維，構建物理模型，通過合作與交流形成物理觀念，進而養(yǎng)成正確的科學態(tài)度與責任感。教師應通過在教學中引導學生提升初中物理實驗的學習力，培育學生未來發(fā)展所需要的關鍵能力和必備品格，培養(yǎng)學生理解學習、應用實踐、遷移創(chuàng)新、解決問題的基本技能。

1.物理實驗的過程性

如何系統(tǒng)性地教學初中物理實驗的基本技能，要有對實驗的整體性進行考量，突出物理實驗的趣味性、體驗性和可探究性，以發(fā)展的思維強化學生認知世界的宏觀價值，細化其落腳點。

如在《光現象》一節(jié)的授課中，讓學生借助太陽光和三棱鏡觀察光的色散現象，在有效觀察中學生會發(fā)現問題，如白墻上的色光帶的順序和書本上的順序相反，似乎沒有有效地觀察到七色光帶。此時教師如果準備好實驗裝置，按照書本去設計和安裝器材，不僅能及時幫助學生了解光的色散的特點，而且能幫助學生構建出光的方向、折射光偏折情況。在實踐教學中，為了營造光色散時的場景，在空中釋放蚊香煙霧，可以清晰看到光的色散全過程，為學生初步構建對光的認識做好鋪墊，為后續(xù)學生的知識再生成和學習提供保障，激發(fā)學生潛在的學習力。

細化實驗過程不僅讓實驗探究具有可操作性，同時讓學生的實驗思維得到完善。教師結合初二探究實驗單元設計整體規(guī)劃實驗評價功能，在實驗課堂模式和評價上增添亮點，使學生逐步形成學科觀念，提升學生物理學習力。

2.物理實驗的趣味性

初中物理課堂實驗要具有簡單、新奇、趣味的特點，對學生的啟發(fā)性要強，引入實驗能使學生喚醒學習興趣、引發(fā)質疑、提出問題，進而為教師課堂教學出彩做準備。

如在《透鏡》一節(jié)的實驗中，讓學生通過對不同樣式透鏡、面鏡分類研討，使學生思維認知得以提升，隨后提問防盜門上的貓眼是哪類透鏡，巧妙地利用學生對事物的好奇去驅動學生展開更深入的探究，讓學生從其他角度認識透鏡，在探究中觀察和設計其他方案，并展開系列探究來加強對透鏡的識別，比如凸透鏡對光線的會聚，看近處或遠處物體所成像的特點，進而提升學習力。在透鏡對光線的作用實驗中，為了更形象地展示光的傳播特點，教師可以讓學生聯系已有知識讓光在充滿蚊香煙霧的密閉透明空間穿過，使用大的圓形手電筒提供光源，學生很形象地觀察到凸透鏡對光的會聚作用，將平面或多條光線的作用理解到空間中去，大大提高學生學習的興趣，擴大學生對知識的認知空間。在隨后對凸透鏡焦距的測量中，讓凸透鏡正對太陽光，在另一端移動白紙發(fā)現光斑有時大有時小，焦點在最小最亮的光斑處。而實驗前期的趣味性也為這一難點的突破奠定了基礎，極大地提升了學生的學習力。

3.物理實驗的挑戰(zhàn)性

初中物理實驗一般來源于生活，從學生的認知角度出發(fā)，以啟蒙為初心，激發(fā)學生內心所思所想，拓寬學生思考深度，為學生創(chuàng)造不一般的實驗感性體驗，可以為學生學習深入奠定基礎，也為后續(xù)物理的有序學習和有效探究提供保障。

如在《前言》一節(jié)中，課本提出了如何讓雞蛋在水中浮起來的問題，這一問題表面看很簡單，卻大大增加了學生實驗的難度，實驗帶來的挑戰(zhàn)性激發(fā)了學生的學習潛能，也為學生了解浮力的影響因素和課堂交流的話題提供了深度。有學生慢慢加鹽使其懸浮，也有學生先加鹽使其漂浮再加水使其懸浮，甚至有個別學生使用溫熱水，冰箱中的冷雞蛋放入后就直接漂浮在水面上（重復實驗發(fā)現家中所有的雞蛋都是如此）。學生在本節(jié)內容中了解提問源于實踐，經歷探究后的提問更具有價值性，物理技能有更大的拓展。

在《熱機》一課中，課本是從熱機的工作原理進行介紹和講解，如果從物理廣度出發(fā)，可以這樣進行課堂設計：讓學生將活塞的上下平動轉化為曲軸的圓周轉動，以通過燃料的燃燒獲取內能和內能的轉化來制作一個簡易的熱機，思考在吸氣沖程中如何讓汽油液化并和空氣充分混合，怎樣達到吸氣（壓強知識應用），壓縮沖程中如何提高燃料的內能，火花塞點火獲取更大的內能，進而通過做功沖程來提高能源的利用率，最后在排氣沖程中讓燃燒尾氣排出。這個實驗中，在簡單的設計圖紙中呈現出核心要素，并讓學生嘗試去制作一個簡單的熱機。因此實驗思維的設計也是一項重要的過程，讓學生經歷其中的過程，必將在挑戰(zhàn)中提高學生的綜合技能。好的物理實驗要讓學生經歷從知識走向設計的應用歷程，讓學生通過不斷的挑戰(zhàn)提高開發(fā)和應用物理的能力。

（二）物理實驗的創(chuàng)造力

初中物理實驗的展示和探究，為學生活動的開展提供了豐富多彩的資源，為教師自制器材、單元整體規(guī)劃、實驗效果的創(chuàng)新鋪墊基礎。發(fā)現、質疑、猜想、分析、設計，都是創(chuàng)造的基本要素，課堂上讓學生經歷這些行為，就是在培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力，也大大提升了學生的學習力。

如在《平面鏡成像》一課中，教師很難講清楚物體成像是在玻璃的鍍膜面還是在玻璃表面，可將一支筆緊貼平面鏡放置，觀察鏡中最清晰的像與筆有沒有緊貼在一起，甚至從側邊不同角度發(fā)現除了最清晰像外還能觀察到筆所成的其他的像，且因角度不同數量也不同，為如何有效測量像到平面鏡的距離和物到平面鏡的距離提供依據，同時為實驗器材的改進提供實踐依據（使用半透明鍍膜玻璃板）。讓學生通過觀察來寬思維，以實踐為依據進行創(chuàng)新，將探究能力體現在具體的學習過程中，進而提高創(chuàng)造力。

在《光的折射》一課中，教師對光的折射的講解可以借助“生活現象—實驗探究—物理模型”的結構來引導學生拓深物理思維，讓學生通過實驗對物理概念形成有效認知，進而培養(yǎng)學生的物理觀念，達成以實驗為抓手的物理建模，有效滲透物理核心素養(yǎng)。教學中，以學生常見的池塘中水變淺的生活現象為切入點，引出課堂中彎折的筷子實驗，讓學生通過實驗重現折射現象，學生提出猜測可能是光的傳播路徑發(fā)生了改變，在問題鏈中注重關鍵點“是什么條件變化導致光發(fā)生偏折”“在什么部位發(fā)生偏折”和“嘗試設計一個實驗來證明你的猜想”;進而設計實驗“觀察光斜射入水中時光斑位置的變化”來展開探究，以實驗證據得出光發(fā)生折射時的光路變化的結論，并進一步顯示光的傳播路徑，讓學生清晰看到光斜射入水中時光路的變化，幫助學生形成光的折射光線偏折時的物理模型。

實驗設計思路的創(chuàng)新要重組物理資源，在清晰的問題鏈中有機地滲透物理核心素養(yǎng)，讓學生對實驗探究過程不僅要注重做，更要了解實驗的設計意圖和價值。因此實驗教學要注重對學生思維的正確引領，幫助學生以實驗為資源載體建構物理模型，讓學生理解物理從生活中來，通過科學探究，開發(fā)學生的物理思維，使學生最終養(yǎng)成物理觀念。

三、物理實驗的多媒體信息技術等應用力

隨著信息技術的不斷推進，在實驗探索中引進實驗交流平臺是學生家庭實驗和交流提升的有效方式，如抖音等短視頻平臺為學生提供了豐富的交流機會，也激發(fā)了學生做好實驗并分享實驗成果的內驅力。

如在《物態(tài)變化》一章中，學生從生活中能獲取各類豐富資源，觀察水的沸騰現象，可以讓學生利用家中玻璃熱水壺對水加熱，并觀察現象，記錄溫度（一般家庭都有電子溫度計），拍攝水沸騰前后的現象，不僅幫助學生有效解決了在學校實驗時受到周圍嘈雜環(huán)境的干擾的問題，也避免了加熱水時間不一而帶來的相互干擾，解決了聽水沸騰過程中聲音的變化等問題。學生在家拍攝好短視頻作為第二天課堂的交流資源，讓實驗探究延續(xù)到課后日常生活中。冰的熔化以及干冰的升華實驗都極大地激發(fā)了學生探究的熱情，也為學生有效的學習提供了保障。尤其是干冰的升華實驗，學生大部分都是直接觀察，肉眼難以識別氣體，因此把干冰放入水中觀察成為同學們交流的關鍵點，也能大大增加實驗的可觀察現象，突出空氣中“冒煙”的情況，讓學生了解這是水蒸氣液化形成的，不是氣態(tài)二氧化碳，為教學的深入提供了保障，也彌補了實驗器材的不足。

當然課堂教學的環(huán)節(jié)和實驗的規(guī)范性是不可或缺的，視頻中的不足都需要在課堂中加以糾正和分析，讓學生有改進的意識和領悟他人優(yōu)點的品質。借助多媒體信息技術手段及網絡平臺，學生主動參與，課堂教學的反饋交流，都將提升物理實驗實踐能力和學習力。

教學中的演示實驗、學生動手實驗的探究、課后實驗的拓展、動手制作等角度提升學生實驗學習力，讓學生有足夠的機會通過實驗獲取知識，提高學習力，可以讓教師能更好地借助實驗來突破教學難點，解決教學疑難，拓寬教學效果，從而培養(yǎng)學生獲取新知識的能力、收集和處理信息的能力、分析和解決問題的能力，體驗科學探究的樂趣，學習科學家的科學探究方法，領悟科學的思想和精神。

【參考文獻】

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