重視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生核心素養(yǎng)

丁凱

【摘要】當(dāng)前物理教學(xué)中，部分教師對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的重要地位認(rèn)知不充分，存在教師用講實(shí)驗(yàn)代替學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象.為了提高學(xué)生綜合素質(zhì)，落實(shí)新課標(biāo)理念，教師一定要重視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué).實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅可以幫助學(xué)生掌握物理概念，構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，還能鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維、創(chuàng)新意識(shí)，兼顧素養(yǎng)提升與考試要求.作為教師，應(yīng)當(dāng)開展形式豐富的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅能提高學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，還可以減輕學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，落實(shí)減負(fù)政策.

【關(guān)鍵詞】初中物理；核心素養(yǎng)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué).實(shí)驗(yàn)是初中物理的基礎(chǔ)，也是教學(xué)的重要內(nèi)容和方法.在新課教學(xué)中，有趣的實(shí)驗(yàn)可以吸引學(xué)生的注意，引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容.實(shí)驗(yàn)課對(duì)本章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)地梳理，通過實(shí)驗(yàn)的復(fù)現(xiàn)和改進(jìn)，可以幫助學(xué)生對(duì)重點(diǎn)知識(shí)有更加深入的理解.在習(xí)題課中，實(shí)驗(yàn)也必不可少的.有趣的實(shí)驗(yàn)不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，還能幫助學(xué)生更加直觀地認(rèn)識(shí)題目所描述的物理現(xiàn)象.總的來說，實(shí)驗(yàn)在初中物理教學(xué)中占有非常重要的地位.學(xué)生只有通過物理實(shí)驗(yàn)，才能形成知識(shí)體系，進(jìn)而凝練方法，從而提高核心素養(yǎng)[1].

但是，在目前的初中物理教學(xué)中，部分學(xué)校和教師忽視動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的重要性.為了提高學(xué)生的考試成績，教師經(jīng)常用板書板畫結(jié)合口頭講解的方式，代替真實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作，將時(shí)間節(jié)省下來大量做題.學(xué)生通過背實(shí)驗(yàn)、記實(shí)驗(yàn)來學(xué)習(xí)物理，體會(huì)不到物理學(xué)習(xí)的樂趣，也不符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律.機(jī)械記憶容易遺忘，后續(xù)需要用大量時(shí)間重復(fù)練習(xí)以鞏固這些考試要點(diǎn)，學(xué)生陷入題海，身心俱疲.

隨著課程改革的不斷深入，物理教育更加重視對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，只會(huì)死記硬背的學(xué)生必然跟不上時(shí)代的步伐.近兩年的中考試卷中客觀題比重降低，實(shí)驗(yàn)題分值增加.目前中考實(shí)驗(yàn)題涵蓋知識(shí)面廣，內(nèi)容多變，創(chuàng)新性強(qiáng)，不僅考查學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)和物理思維也提出了更高的要求[2].

1 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)

新課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，從生活走向物理，從物理走向社會(huì).物理教學(xué)應(yīng)當(dāng)以具體事實(shí)、鮮活案例引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理性思考，加強(qiáng)物理知識(shí)與生產(chǎn)生活的聯(lián)系.項(xiàng)目式學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在真實(shí)情境中學(xué)習(xí)，重視學(xué)生的體驗(yàn)，通過解決實(shí)際問題，發(fā)展學(xué)生的多種能力，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng).學(xué)科知識(shí)是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的載體，在教與學(xué)的過程中，學(xué)生構(gòu)建學(xué)科知識(shí)體系，實(shí)現(xiàn)“從做中學(xué)”[3].

開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，教師需要對(duì)項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生的積極性.只有讓學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，才能順利開展實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，學(xué)生才能在實(shí)踐活動(dòng)中不斷思考，持續(xù)探索.電學(xué)是初中物理的重要內(nèi)容.串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律、動(dòng)態(tài)電路等知識(shí)不僅是考試的重點(diǎn)，在現(xiàn)實(shí)生活中也有豐富的應(yīng)用.傳統(tǒng)的電學(xué)學(xué)習(xí)通過大量的實(shí)驗(yàn)題進(jìn)行反復(fù)練習(xí)，通過做題、背題的方式，形成答題套路.筆者在一節(jié)公開課中，應(yīng)用熱敏電阻開展了一節(jié)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)探究活動(dòng)，取得了良好效果.

1.1 項(xiàng)目名稱

“多變”的電阻——制作熱敏電阻溫度計(jì).

1.2 項(xiàng)目簡述

本節(jié)課主要知識(shí)有串聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律、動(dòng)態(tài)電路、電阻的影響因素、熱敏電阻的性質(zhì)、設(shè)計(jì)電路、電表使用與讀數(shù)、電阻箱使用、溫度計(jì)使用等.在本項(xiàng)目中，通過教師的引領(lǐng)，學(xué)生應(yīng)用這些知識(shí)，改變電表用途，制作可以測溫度的熱敏電阻溫度計(jì)，找到電壓或電流與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)并提出改良方案.

1.3 項(xiàng)目過程

1.3.1 設(shè)計(jì)電路研究熱敏電阻性質(zhì)

首先帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)歐姆定律在串并聯(lián)電路中的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)電路，探究熱敏電阻的性質(zhì).在設(shè)計(jì)的過程中，小組合作設(shè)計(jì)電路，教師巡視，展示不同的設(shè)計(jì)方案.

1.3.2 小組合作，完成實(shí)驗(yàn)

給學(xué)生準(zhǔn)備熱敏電阻以及電源、開關(guān)、導(dǎo)線、定值電阻、滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表等器材，根據(jù)電路圖連接電路，教師針對(duì)連接電路時(shí)可能出現(xiàn)的問題，予以適當(dāng)提示.學(xué)生小組合作，利用連接好的電路，找到溫度與電壓或電流的關(guān)系，完成制作說明書.

1.3.3 討論設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)，思考方案改良

完成實(shí)驗(yàn)后，小組代表介紹本組設(shè)計(jì)的電路圖，展示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).學(xué)生針對(duì)每一組的方案，進(jìn)行討論交流，思考改良方案.

1.4 小結(jié)

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)維度是多元的.在本項(xiàng)目中，電路設(shè)計(jì)與分析、按照電路圖連接實(shí)物圖、實(shí)驗(yàn)儀器的正確使用和操作、搜集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、交流與合作、產(chǎn)品展示等都可以作為評(píng)價(jià)依據(jù)，形成量化評(píng)價(jià)表格.這節(jié)課學(xué)生應(yīng)用電學(xué)基本知識(shí)解決實(shí)際問題，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、合作交流能力有了進(jìn)一步的提高.通過這個(gè)項(xiàng)目，學(xué)生認(rèn)識(shí)“多變”的電阻，光敏、熱敏、氣敏等敏感電阻在生活中有廣泛應(yīng)用，學(xué)生可以將學(xué)過的知識(shí)遷移到其他情境中，理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用，舉一反三.

2 低成本實(shí)驗(yàn)

當(dāng)今社會(huì)發(fā)展日新月異，學(xué)生不僅要掌握知識(shí)，更應(yīng)提高創(chuàng)新意識(shí)，注重實(shí)踐.進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)不一定要在專門的物理實(shí)驗(yàn)室，使用精密的實(shí)驗(yàn)器材.生活中的日常用品、廢舊器材、自制器材等都可以充當(dāng)物理實(shí)驗(yàn)道具.通過一些簡單的器材進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，不僅成本低，而且實(shí)驗(yàn)道具取材于生活，學(xué)生有熟悉感、參與感，可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣.低成本物理實(shí)驗(yàn)裝置簡單，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象清晰明了，便于學(xué)生理解掌握[4].接下來介紹幾個(gè)低成本實(shí)驗(yàn)案例.

2.1 如何分辨生熟雞蛋

實(shí)驗(yàn)器材：一生一熟兩枚雞蛋.

實(shí)驗(yàn)過程：一生一熟兩枚雞蛋混在一起，再不破壞蛋殼的情況下，有哪些辦法可以確定雞蛋是熟的還是生的？

學(xué)生討論得到方案：（1）通過強(qiáng)光照，觀察結(jié)構(gòu)的不同；（2）用同樣大小的力轉(zhuǎn)動(dòng)雞蛋，可以持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的是熟雞蛋，很快停止轉(zhuǎn)動(dòng)的是生雞蛋.

2.2 為什么要戴頭盔？

實(shí)驗(yàn)器材：兩枚熟雞蛋、鐵筷子、礦泉水瓶蓋.

實(shí)驗(yàn)步驟：（1）用筷子敲擊一枚雞蛋，發(fā)現(xiàn)雞蛋殼有裂痕.（2）將礦泉水瓶蓋放到雞蛋殼上，用同樣大小的力度敲擊瓶蓋，雞蛋殼完好無損.

學(xué)生總結(jié)：鐵筷子敲擊時(shí)力一樣，但是經(jīng)過礦泉水瓶蓋的保護(hù)，受力面積更大，壓強(qiáng)小，雞蛋殼不容易破.教師引導(dǎo)學(xué)生，這個(gè)實(shí)驗(yàn)和騎電動(dòng)自行車必須戴頭盔是一個(gè)道理.把雞蛋看作頭部，礦泉水瓶蓋就相當(dāng)于頭盔，這樣的比喻風(fēng)趣幽默，在課堂中滲透安全教育.

2.3 制作創(chuàng)意樂器

實(shí)驗(yàn)器材：口服液空瓶、水.

實(shí)驗(yàn)步驟：（1）將口服液空瓶清洗干凈，倒入一定質(zhì)量的水，對(duì)著瓶口吹氣；（2）改變水的質(zhì)量，吹氣，感受音調(diào)的變化.

對(duì)于有音樂才能的學(xué)生，可以將任務(wù)升級(jí).多準(zhǔn)備幾個(gè)口服液空瓶，裝上不同質(zhì)量的水，嘗試演奏樂曲.引導(dǎo)學(xué)生制作不同的創(chuàng)意樂器，開展自制樂器音樂會(huì).

2.4 高空拋蛋

實(shí)驗(yàn)器材：雞蛋、筷子、吸管等.

實(shí)驗(yàn)步驟：給學(xué)生限定器材，制作雞蛋保護(hù)裝置，進(jìn)行比賽，看看哪個(gè)方案對(duì)雞蛋的保護(hù)性最好.這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以在學(xué)生之間開展比賽，看看哪種方案對(duì)雞蛋的保護(hù)效果最好，豐富學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng).

2.5 小結(jié)

筆者在課堂中應(yīng)用這些小實(shí)驗(yàn)取得了良好的課堂效果，學(xué)生的興趣被調(diào)動(dòng)，課堂氛圍活躍.低成本實(shí)驗(yàn)不僅能提高學(xué)生的物理興趣，還能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐意識(shí).低成本實(shí)驗(yàn)的器材往往可以讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)制作，學(xué)生自主動(dòng)手動(dòng)腦，發(fā)展創(chuàng)造性思維.復(fù)雜抽象的物理知識(shí)，通過簡單的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生理解起來更容易.作為物理教師，善于發(fā)現(xiàn)身邊的實(shí)驗(yàn)器材，在課堂上多做有趣的實(shí)驗(yàn)，可以有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，提升課堂效率.

3 開展模型競賽教育

對(duì)科學(xué)興趣的引導(dǎo)和培養(yǎng)要從學(xué)生抓起.通過模型競賽教育，可以培養(yǎng)學(xué)生善于創(chuàng)造、勇于實(shí)踐的品格和能力.模型競賽教育可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生養(yǎng)成主動(dòng)學(xué)習(xí)、善于實(shí)踐、持之以恒的習(xí)慣.學(xué)生通過這些活動(dòng)還能學(xué)習(xí)和繼承一通百通、精益求精的工匠精神[5].

拼裝類模型，按照材質(zhì)主要可分為塑料模型和木質(zhì)模型.在拼裝的時(shí)候，學(xué)生需要熟練使用剪刀、剪鉗、銼刀、鑷子、膠水等工具，培養(yǎng)動(dòng)手能力.模型拼裝是否完整、美觀，是評(píng)價(jià)的重要依據(jù).拼裝是否規(guī)范、完整，也會(huì)影響模型的性能.

例如 以四驅(qū)車拼裝競速活動(dòng)為例，學(xué)生需要依據(jù)圖紙，使用工具將一個(gè)個(gè)零件拼裝成賽車，還要進(jìn)行一系列調(diào)試和改裝.在閱讀說明書的過程中，學(xué)生要學(xué)會(huì)看圖紙，依照?qǐng)D紙完成拼裝.通過這樣的活動(dòng)，學(xué)生可以養(yǎng)成仔細(xì)閱讀使用說明書的習(xí)慣.四驅(qū)車的動(dòng)力依靠電池驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，這是一個(gè)簡單電路，可以通過這個(gè)結(jié)構(gòu)向?qū)W生講解電路的有關(guān)知識(shí).不同種類的四驅(qū)車，有不同的傳動(dòng)系統(tǒng)，學(xué)生在實(shí)際的拼裝過程中，可以認(rèn)識(shí)各種機(jī)械結(jié)構(gòu)，激發(fā)好奇心和探究欲望.四驅(qū)車競速，需要把拼裝好的賽車放到跑道上，跑完全程所用時(shí)間越少，成績?cè)礁?想讓四驅(qū)車跑得更快，要對(duì)導(dǎo)輪、輪胎、馬達(dá)等多個(gè)零件進(jìn)行改良，可以設(shè)置一系列問題和方案給學(xué)生探究.

小結(jié) 模型競賽活動(dòng)具有挑戰(zhàn)性和趣味性，能激發(fā)學(xué)生的探究欲，給學(xué)生提供一個(gè)展示平臺(tái).開展此類活動(dòng)，可以涉及諸多學(xué)科，關(guān)聯(lián)多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì).學(xué)生通過模型拼接，可以學(xué)習(xí)到關(guān)于車輛、船舶、飛機(jī)等模型知識(shí).

4 在線教學(xué)實(shí)驗(yàn)策略

面對(duì)突發(fā)公共衛(wèi)生事件，學(xué)校需要結(jié)合實(shí)際情況開展線上教學(xué).線上教學(xué)時(shí)師生不能面對(duì)面互動(dòng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)缺乏監(jiān)督，為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，更應(yīng)該重視實(shí)驗(yàn)[6].

4.1 攝像頭直播

期間可以利用電腦和手機(jī)等進(jìn)行直播.學(xué)生能看到實(shí)時(shí)的實(shí)驗(yàn)視頻，有疑問可以及時(shí)得到解答，互動(dòng)效果良好.教師能掌握實(shí)驗(yàn)的節(jié)奏，對(duì)部分實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)進(jìn)行特寫，學(xué)生可以觀察得更加細(xì)致，掌握細(xì)節(jié).

4.2 軟件模擬實(shí)驗(yàn)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，[4]出現(xiàn)很多實(shí)驗(yàn)仿真軟件.通過軟件模擬的方法，讓學(xué)生有直觀體驗(yàn).這些軟件和模擬實(shí)驗(yàn)還能分享給學(xué)生，讓學(xué)生自己在電腦上操作，學(xué)生能設(shè)計(jì)出非常有創(chuàng)意的模擬實(shí)驗(yàn)，發(fā)揮主觀積極性.利用Nobook虛擬實(shí)驗(yàn)室、手機(jī)物理工坊等軟件，學(xué)生可以把物理實(shí)驗(yàn)室“裝進(jìn)口袋”.

4.3 實(shí)驗(yàn)視頻推送

如果沒有條件進(jìn)行直播實(shí)驗(yàn)和模擬實(shí)驗(yàn)，可以給學(xué)生推送實(shí)驗(yàn)視頻資源，避免通過做實(shí)驗(yàn)題來學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn).教師可以自己錄制視頻進(jìn)行剪輯，或者利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行資源整合，給學(xué)生提供豐富的內(nèi)容.教師自己錄制的視頻，學(xué)生有親切感，教師可以把握重點(diǎn)難點(diǎn).網(wǎng)絡(luò)資源形式更加多樣，風(fēng)格多變，可以給學(xué)生新鮮感.

5 結(jié)語

為了培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)，落實(shí)新課標(biāo)理念，教師一定要重視物理實(shí)驗(yàn)教學(xué).實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅可以幫助學(xué)生掌握物理概念，構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，還能鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維、創(chuàng)新意識(shí)，兼顧素養(yǎng)提升與考試要求.作為教師一定要重視項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)，開發(fā)低成本物理實(shí)驗(yàn)資源，有條件的學(xué)?？梢蚤_展模型競賽課程，線上教學(xué)也要豐富實(shí)驗(yàn)形式，這樣才能落實(shí)新課標(biāo)理念，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng).

參考文獻(xiàn)：

[1]王雄.初中物理實(shí)驗(yàn)常用的十種方法[J].物理教學(xué)，2021，43（11）：42-44.

[2]田龍.中考物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)策略[J].初中生輔導(dǎo)，2022（18）：60-66.

[3]陳單飛.以項(xiàng)目學(xué)習(xí)優(yōu)化初中物理教學(xué)的策略分析[J].數(shù)理化解題研究，2022（17）：89-91.

[4]黃英奇.新課程理念下低成本實(shí)驗(yàn)的研討[J].物理教學(xué)探討，2004，22（6）：15-16.

[5]周秩榆.青少年創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)——以航海模型賽科技活動(dòng)為例[J].西部素質(zhì)教育，2021，7（10）：86-87.

[6]唐建華.在線教學(xué)環(huán)境下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考[J].物理教師，2020，41（09）：43-44+48.