二次實(shí)驗(yàn)在中考物理總復(fù)習(xí)中內(nèi)化實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)

黃艷紅

摘? ?要：物理實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)是學(xué)生個(gè)體的修養(yǎng)在物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中所達(dá)到的專業(yè)程度及其表現(xiàn)情況。中考的實(shí)驗(yàn)專題復(fù)習(xí)，也應(yīng)該是在物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中去提升學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。二次實(shí)驗(yàn)是一種物理學(xué)科實(shí)踐，在中考總復(fù)習(xí)的過程中依然發(fā)揮著不可替代的作用。本文闡述了在緊張的中考總復(fù)習(xí)過程中，如何結(jié)合實(shí)驗(yàn)專題的復(fù)習(xí)，安排二次實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在精心設(shè)計(jì)的學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)中，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)專題的深度學(xué)習(xí)，繼續(xù)不斷內(nèi)化和提升自身的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：二次實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)素養(yǎng);創(chuàng)新能力

2022版《義務(wù)教育課程方案》指出，變革育人方式，突出實(shí)踐，倡導(dǎo)做中學(xué)、用中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)。2019年11月，教育部《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見》中也指出，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑。不難看出，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理知識(shí)和動(dòng)手操作的結(jié)合點(diǎn)，它能幫助學(xué)生加深對物理概念的理解、培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的科學(xué)思維能力。最重要的是，在實(shí)驗(yàn)操作過程中，不斷培養(yǎng)和內(nèi)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。但是，在初中物理的中考總復(fù)習(xí)過程中，最容易被物理教師忽略的也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)。結(jié)合常年的畢業(yè)班教學(xué)工作，談?wù)劇岸螌?shí)驗(yàn)”在中考實(shí)驗(yàn)專題復(fù)習(xí)中的實(shí)踐探索。

對于“二次實(shí)驗(yàn)”的界定，主要針對實(shí)驗(yàn)探究課的新課教學(xué)，需要達(dá)成的實(shí)驗(yàn)儀器組裝和測量儀器讀數(shù)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)意圖的理解、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的分析處理能力、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋和實(shí)驗(yàn)拓展的高階思維能力等教學(xué)目標(biāo)，學(xué)生在新課教學(xué)期間并沒有很好的落實(shí)教學(xué)目標(biāo)。而在中考總復(fù)習(xí)過程中，如何結(jié)合各種時(shí)機(jī)，創(chuàng)設(shè)條件，讓學(xué)生本著“學(xué)科實(shí)踐”的原則，通過“二次實(shí)驗(yàn)”，既提高學(xué)生的設(shè)計(jì)、動(dòng)手能力，也加深對實(shí)驗(yàn)探究的理解，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)，引領(lǐng)學(xué)生繼續(xù)內(nèi)化提高物理學(xué)科實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。

1? 二次實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化組合，落實(shí)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

在教學(xué)中采用小組合作學(xué)習(xí)的方式，有效形成師生、生生之間的多角度、多層次、全方位的交流模式，達(dá)到愛學(xué)、會(huì)學(xué)、樂學(xué)的目標(biāo)，優(yōu)化課堂的教學(xué)效果。中考總復(fù)習(xí)的實(shí)驗(yàn)考查準(zhǔn)備階段，為了讓學(xué)生的交流更充分、更有針對性，也為了在中考總復(fù)習(xí)的過程中踐行學(xué)科實(shí)踐，在實(shí)驗(yàn)課堂上可以安排二次實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化甲乙組合（學(xué)生根據(jù)互補(bǔ)原則，自主組合），落實(shí)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的熟練操作。

如表1，在廈門市近三年的實(shí)驗(yàn)考查試題中，都有電學(xué)和凸透鏡成像規(guī)律兩個(gè)相對較難的實(shí)驗(yàn)。教師可以在中考實(shí)驗(yàn)考查的迎考演練準(zhǔn)備過程中，充分把握“二次實(shí)驗(yàn)”的機(jī)會(huì)，借助甲乙組合，一方面既要全面落實(shí)學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的提升，促進(jìn)學(xué)生全體順利通過考核，又能通過再次的學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)，利用動(dòng)作記憶代替文字記憶，有效提高實(shí)驗(yàn)專題的復(fù)習(xí)效果。

2? 二次實(shí)驗(yàn)，拓展延伸，突破重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)

對歷年中考物理實(shí)驗(yàn)探究題的考查目的加以分析，有相對簡單的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)要求，如，測量儀器讀數(shù)、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)意圖等，也有對學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)要求較高的能力，如，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、實(shí)驗(yàn)證據(jù)分析、實(shí)驗(yàn)故障分析、解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)拓展等。但回顧新課教學(xué)的過程，因?yàn)檎n時(shí)安排與進(jìn)度的要求，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究課的深度學(xué)習(xí)是受了影響的，而與此相應(yīng)的探究能力和實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)也還有提升的空間。

以2021年福建省中考物理試卷的第26題（實(shí)驗(yàn)探究題）為例：

26. （6分）在“探究凸透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)中：

（1）將蠟燭、凸透鏡和光屏依次安裝在光具座上，點(diǎn)燃蠟燭，調(diào)整它們的高度使?fàn)T焰中心、透鏡光心和光屏中心在_______________。

（2）如圖1甲所示，光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推斷，保持蠟燭和光屏的位置不變，只移動(dòng)透鏡到_______________cm 刻度處，光屏上可再次成清晰_______________、倒立的實(shí)像。

（3）實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，原來在光屏中心的像“跑”到光屏上方，如圖1乙所示位置。能讓像重新回到光屏中心的操作是_______________。（填序號）

①光屏下調(diào)? ?②蠟燭上調(diào)? ? ③透鏡上調(diào)

（4）實(shí)驗(yàn)中，光屏上成模糊的像，如果蠟燭和透鏡位置不變，將光屏往凸透鏡方向靠近，光屏上能成清晰的像;如果蠟燭、凸透鏡和光屏位置不變，在蠟燭與凸透鏡之間放上一個(gè)合適的凹透鏡.光屏上也能成清晰的像。上述現(xiàn)象說明凹透鏡對光具有_______________作用。_______________視眼的矯正與上述成像過程類似。

本題各小題的難度系數(shù)如圖2。第（1）和（4）小題的考查目的分別是實(shí)驗(yàn)儀器組裝和凹凸透鏡對光線的作用、眼睛的矯正等，此為新授課時(shí)學(xué)生所獲得的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，得分率為0.834、0.727。而第（2）和（3）小題，分別是對于光路可逆深度理解的考查，以及沒有正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)儀器組裝所帶來的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析和矯正，新授課時(shí)鮮少涉及，得分率為0.497、0.657。因此，對于教材中的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)和歷年中考的高頻考點(diǎn)，建議在中考總復(fù)習(xí)時(shí)安排“二次實(shí)驗(yàn)”。但在“二次實(shí)驗(yàn)”中，不是簡單的重復(fù)新授課的實(shí)驗(yàn)要求，教師給出的實(shí)驗(yàn)任務(wù)清單應(yīng)該要源于教材，又高于教材。以“探究凸透鏡的成像規(guī)律”為例，“二次實(shí)驗(yàn)”時(shí)可以給出表2的實(shí)驗(yàn)任務(wù)清單，以大幅提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。

初中物理的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)又有哪些呢？在滬科版八、九年級的物理教材中，結(jié)合2022版課標(biāo)的實(shí)驗(yàn)要求和歷年的中考頻次，建議安排二次實(shí)驗(yàn)，并相應(yīng)拔高的實(shí)驗(yàn)?zāi)康娜绫?。

3? 二次實(shí)驗(yàn)，有效整合，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)

電學(xué)部分的學(xué)習(xí)，實(shí)驗(yàn)眾多，給學(xué)生的學(xué)習(xí)增加了難度。更重要的是，電學(xué)實(shí)驗(yàn)在中考中出現(xiàn)的概率不低。以福建省近三年中考的實(shí)驗(yàn)試題為例，五道實(shí)驗(yàn)題至少有一或二道是電學(xué)實(shí)驗(yàn)題。因此，教師可以對探究歐姆定律、伏安法測電阻、測小燈泡的電功率三個(gè)伏安法實(shí)驗(yàn)安排有效的“二次實(shí)驗(yàn)”整合，讓學(xué)生從中梳理每個(gè)實(shí)驗(yàn)的異同點(diǎn)，包含實(shí)驗(yàn)原理、電路圖、滑動(dòng)變阻器的作用以及結(jié)論等方面的對比，特別是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)證據(jù)的分析處理等重難點(diǎn)的突破，以加深對三個(gè)實(shí)驗(yàn)的了解，促進(jìn)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的深度學(xué)習(xí)。

以歐姆定律中的“探究電流與電阻的關(guān)系”為例，把握“源于教材，高于教材”的原則，在二次實(shí)驗(yàn)中要達(dá)成的教學(xué)目標(biāo)主要體現(xiàn)在：一方面讓學(xué)生深刻體會(huì)滑動(dòng)變阻器的作用，要保持電阻兩端的電壓不變，起到控制變量法的作用。另一方面，按平時(shí)實(shí)驗(yàn)取得三組或四組數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)要求，還是很難通過描點(diǎn)作圖，準(zhǔn)確判斷出電流與電阻的反比例關(guān)系的，教師特別要指出其中的不科學(xué)性。因此，為了更加準(zhǔn)確的判斷電流與電阻的反比例關(guān)系的，教師可以引導(dǎo)學(xué)生，把收集到的數(shù)據(jù)電阻R轉(zhuǎn)換成1/R，通過描點(diǎn)，作出電流I與電阻倒數(shù)1/R的正比例函數(shù)圖像，從而準(zhǔn)確判斷出電流與電阻的反比例關(guān)系。

再以“伏安法測電阻”為例，單表法測電阻的要求使得該實(shí)驗(yàn)的難度進(jìn)階到實(shí)驗(yàn)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，從而該環(huán)節(jié)多次成為中考實(shí)驗(yàn)試題的壓軸題。而二次實(shí)驗(yàn)的開展，有助于這個(gè)難點(diǎn)的破解。教師可以引導(dǎo)學(xué)生先測出一個(gè)電阻，然后收走電流表或電壓表，要求結(jié)合一個(gè)已知阻值的電阻，設(shè)計(jì)多種方案測出另一個(gè)未知電阻的阻值。在設(shè)計(jì)各種方案的過程中，對于實(shí)驗(yàn)原理的理解和等效替代的物理方法的應(yīng)用，以及高階的知識(shí)遷移能力都有了進(jìn)一步的提高，真正促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，真正內(nèi)化提升實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。

4? 二次實(shí)驗(yàn)，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

2022版《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》在“堅(jiān)持創(chuàng)新導(dǎo)向”中指出，強(qiáng)化課程綜合性和實(shí)踐性，推動(dòng)育人方式變革，著力發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)。在綜合性的實(shí)踐活動(dòng)中，創(chuàng)造對學(xué)生的求同思維、求異思維、求合思維的訓(xùn)練機(jī)會(huì)，提高學(xué)生從不同角度看待同一問題的能力，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。教師要注重通過教學(xué)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新帶動(dòng)課堂的變革，不斷提高課堂的育人效果。在中考總復(fù)習(xí)時(shí)，通過對板塊知識(shí)的整合，本著項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的組織方式，進(jìn)行二次實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)對學(xué)生的求同思維、求異思維、求合思維的訓(xùn)練，充分培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

以工作室的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課例——“設(shè)計(jì)應(yīng)急燈——從讓小燈發(fā)光談起”為例，教學(xué)流程如下：

在創(chuàng)設(shè)的真實(shí)情境下，給了學(xué)生“設(shè)計(jì)應(yīng)急燈”的任務(wù)驅(qū)動(dòng)。學(xué)生通過互相討論，小組合作，進(jìn)行了探索過程，并提交了“自制電源”這一產(chǎn)品，并在老師的更高要求下，進(jìn)行了產(chǎn)品的優(yōu)化。教學(xué)過程中，特別是在“追問”環(huán)節(jié)，怎樣讓燈泡更亮呢？怎樣讓燈泡持續(xù)亮呢？學(xué)生也讓聽課老師為之舉動(dòng)驚艷不已，如圖3。學(xué)生充分發(fā)揮了他們的創(chuàng)新能力，就地取材，有效的利用了空調(diào)的出風(fēng)口，拿著帶風(fēng)葉的小風(fēng)扇，通過風(fēng)葉帶動(dòng)里面的轉(zhuǎn)子在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流。小風(fēng)扇也由電動(dòng)機(jī)搖身一變，變成了發(fā)電機(jī)。在這個(gè)環(huán)節(jié)里，學(xué)生的求同、求異、求合思維進(jìn)行了激烈的碰撞，也親眼見證學(xué)生創(chuàng)新能力的外在體現(xiàn)。

5? 結(jié)語

物理實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)是學(xué)生個(gè)體的修養(yǎng)在物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中所達(dá)到的專業(yè)程度及其表現(xiàn)情況。中考的實(shí)驗(yàn)專題復(fù)習(xí)，也應(yīng)該是在物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中去提升學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。二次實(shí)驗(yàn)是一種物理學(xué)科實(shí)踐，在中考總復(fù)習(xí)的過程中依然發(fā)揮著不可替代的作用。一線教師不要迷戀總復(fù)習(xí)過程中的題海戰(zhàn)術(shù)，而應(yīng)該努力發(fā)揮自己的所思所想，不斷創(chuàng)新復(fù)習(xí)課的教學(xué)設(shè)計(jì)，促進(jìn)課堂教學(xué)的變革，以提高學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。