聚焦核心素養(yǎng) 貫徹初中物理實驗體驗教學(xué)

張勝陽

(江蘇省海門市東洲國際學(xué)校 226100)

“核心素養(yǎng)”在教育領(lǐng)域的不斷發(fā)酵，逐漸成為變革學(xué)科教育教學(xué)的指導(dǎo)思想.在初中物理實驗教學(xué)中，如何將“核心素養(yǎng)”融入到實驗課程，關(guān)注學(xué)生必備品格和關(guān)鍵能力的發(fā)展.很顯然，依托物理實驗教學(xué)，讓學(xué)生認識物理概念，培養(yǎng)科學(xué)思維，增強物理探究能力.結(jié)合蘇科版初中物理八年級“液體的壓強”實驗教學(xué)，從學(xué)生體驗入手，在操作中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，領(lǐng)悟科學(xué)探究方法，發(fā)展物理核心素養(yǎng).

一、指向科學(xué)素養(yǎng)的物理實驗體驗教學(xué)的意義

實驗是物理學(xué)科的重要部分，實驗教學(xué)不能圖省事、省時，以演示實驗、教師把控實驗過程來追求“高效”，反而扼殺了學(xué)生對實驗的參與積極性，更難以讓學(xué)生從物理實驗探究中，去主動獲取知識，去體驗探究樂趣，去發(fā)展科學(xué)探究精神與能力.指向“核心素養(yǎng)”的物理實驗體驗教學(xué)，將“體驗”作為重點，借助于物理實驗，引領(lǐng)學(xué)生參與到整個實驗過程中，讓學(xué)生自己去觀察實驗現(xiàn)象，歸納實驗方法，發(fā)現(xiàn)并解決實驗中遇到的問題.事實上，實驗是學(xué)習(xí)物理的基本途徑，在學(xué)生親歷實驗過程中，親眼目睹實驗現(xiàn)象，積累實驗動手實踐經(jīng)驗，理解物理理論知識，總結(jié)和提煉物理科學(xué)思維.實驗是物理課程的特色，也是構(gòu)建學(xué)生物理觀念的基礎(chǔ).通過引入實驗教學(xué)，讓學(xué)生從實驗中體驗物理知識，了解物理現(xiàn)象.這些直接、真實、生動、能夠喚醒學(xué)生物理興趣的實驗活動，成為突破物理教學(xué)的有效手段.如對于“物質(zhì)的密度”概念，密度是什么？如何來探究物質(zhì)的密度？我們可以鼓勵學(xué)生通過自主實驗過程，去探究物質(zhì)的質(zhì)量、體積之間的關(guān)系.在對比不同物質(zhì)時，其質(zhì)量與體積的比值具有一致性；不同物質(zhì)，質(zhì)量與體積的比值不一致.可見，物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值，就是衡量該種物質(zhì)的密度.很顯然，物理實驗所帶給學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，成為連接物理理論與實踐的橋梁，也讓學(xué)生能夠從親眼目睹、親手操作中發(fā)展科學(xué)素養(yǎng).

二、以體驗為導(dǎo)向來設(shè)計物理實驗

在實驗教學(xué)中，教師不能單純講解實驗結(jié)果，而是要設(shè)計具體、可行、融入體驗過程的實驗流程，讓學(xué)生自主、充分體驗實驗內(nèi)容，學(xué)會獨立操作、獨立思考、獨立解決物理問題，增強物理探究能力.在“液體的壓強”實驗設(shè)計中，主要從“導(dǎo)入”、“體驗”、“探究”三個環(huán)節(jié)來貫穿核心素養(yǎng).

1.實驗的導(dǎo)入

在探究“液體的壓強”實驗前，我們創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，引入二戰(zhàn)時德國潛艇下潛過深而誘發(fā)潛艇漏水損毀的視頻片段.這個片段播放后，延伸問題，請同學(xué)們分析該潛艇為什么會出現(xiàn)漏水？液體真的能夠產(chǎn)生壓強嗎？壓強的大小與深度有關(guān)嗎？扣人心弦的視頻畫面，激發(fā)了學(xué)生對問題的探究積極性.同樣，對于“壓強”概念的感知，我們還可以聯(lián)系學(xué)生生活體驗.舉例來講，再對“液體的壓強”進行實驗教學(xué)前，我們可以讓學(xué)生自己通過做一個物理小實驗，將自己的左右食指，分別接觸鉛筆的兩端，真切感受來自鉛筆的壓力，從而由此進行聯(lián)想，對“壓力”的產(chǎn)生與影響“壓力”的大小，與哪些因素有關(guān)？從而得出與壓力的大小，受力面積都有關(guān)系.聯(lián)系物理所學(xué)知識，就“壓強”概念，以及與“壓強”有關(guān)的因素作為導(dǎo)線，讓學(xué)生聯(lián)系自己生活體驗，去猜測“壓強”的影響因素.這樣以來，在物理實驗體驗中，學(xué)生能夠快速了解物理知識，能夠深刻體會物理概念與原理，無形中發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng).

2.實驗的體驗

從實驗氛圍營造上，學(xué)生對“壓強”有了探究意識，接下來，就要通過具體的實驗過程，讓學(xué)生從動手實驗體驗中來感受“壓強”的存在.在實驗器材方面，有燒杯、帶橡皮膜的玻璃管、自制顯示液體對容器壁產(chǎn)生壓強的塑料水瓶，水等.延伸提問：如何設(shè)計實驗裝置，來證明液體的“壓強”存在？在學(xué)生討論片刻后，以教師設(shè)計的實驗過程，請同學(xué)們觀察并感受實驗現(xiàn)象.這一演示過程，著重強調(diào)“壓強”的存在，為后續(xù)探究“壓強”的影響因素做好鋪墊.同時，根據(jù)教師演示實驗，引領(lǐng)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，分析實驗器材的作用，激活學(xué)生的實驗自主性.

3.實驗的探究

探究是體驗實驗教學(xué)的重點，通過學(xué)生參與實驗過程，記錄實驗現(xiàn)象，分析實驗中遇到的問題，展開思考與交流，提升物理思維與問題意識.由學(xué)生自己動手，將裝滿水的礦泉水瓶，在側(cè)壁不同高度扎出幾個小孔，觀察現(xiàn)象.從觀察中發(fā)現(xiàn)，瓶底的小孔出水強度要高于瓶口的小孔.這些現(xiàn)象說明了什么？如何去運用物理知識來解釋？事實上，這一現(xiàn)象，正是液體壓強作用的直觀體現(xiàn)，讓學(xué)生猜測不同部位小孔處壓強的大小，增強學(xué)生實驗概括能力.接著，引入對比實驗.將一端蒙有橡皮膜的塑料軟管豎直放置，向其中灌水，觀察軟管底部有何變化？如果將管口扎緊，平置軟管，橡皮膜形狀如何變化？再垂直向上提升，橡皮膜形狀如何變化？將水換成濃鹽水，做同樣的上述實驗，觀察兩者有何變化？結(jié)合學(xué)生的實驗過程，讓學(xué)生記錄實驗現(xiàn)象，并根據(jù)實驗現(xiàn)象猜想影響液體“壓強”大小的因素？然后，我們引入壓強計，通過展示壓強計顯示液體壓強的過程，了解壓強計的結(jié)構(gòu)、原理，并探究如何在實驗中運用壓強計的方法？運用壓強計、刻度尺、粗細不同的玻璃容器、濃鹽水、淡水探究如何設(shè)計實驗方案？運用哪些理論方法？如何記錄實驗數(shù)據(jù)？這一環(huán)節(jié)著重強調(diào)對學(xué)生合作探究能力的發(fā)展，通過學(xué)生交流、討論，共同商討實驗方案，鍛煉學(xué)生的實驗操作能力.最后，結(jié)合本節(jié)實驗結(jié)論，聯(lián)系生活中的水壩結(jié)構(gòu)，以投影圖示方式觀察水壩，設(shè)置問題：為什么水壩底部要比上部寬得多？在認識并體驗“液體的壓強”實驗或延伸生活中的物理現(xiàn)象，引領(lǐng)學(xué)生對物理知識的遷移能力，從課內(nèi)走向課外，從理論走向生活，增強學(xué)生解決物理實際的探究素養(yǎng).

“不積跬步，無以至千里.”在初中物理實驗體驗教學(xué)，教師要循序漸進、遵循學(xué)生認知發(fā)展規(guī)律，積極創(chuàng)設(shè)真實、生動、直接、形象的動手實驗情境，讓學(xué)生從實驗觀察、操作體驗、分析思考中培養(yǎng)物理邏輯思維，大膽猜想、科學(xué)求證，養(yǎng)成求真務(wù)實的科學(xué)態(tài)度，發(fā)展物理核心素養(yǎng).