核心素養(yǎng)下的初中物理實驗教學(xué)策略

唐修虎

設(shè)計理念

物理學(xué)科的核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度和責(zé)任等，其中科學(xué)探究是關(guān)鍵，而科學(xué)探究最基本的方法就是實驗。初中物理教學(xué)離不開實驗，實驗讓物理課堂變得生動有趣，讓枯燥的原理、定律變得不再晦澀難懂。下面以“平面鏡”的教學(xué)為例，探討核心素養(yǎng)下初中物理實驗教學(xué)的策略。

一、創(chuàng)設(shè)情境引入，激發(fā)學(xué)生探究欲望

實驗：點燃玻璃板前的一支蠟燭，可以看到玻璃板后透明的玻璃杯中也有一支“點燃”的“蠟燭”，然后向杯中慢慢倒入水，直到杯中的水沒過后面的“蠟燭”，發(fā)現(xiàn)“蠟燭”依然在“燃燒”。

師：我們知道水火不相容，而“蠟燭”居然能在水中“燃燒”，這到底是怎么回事？

【學(xué)生感覺很好奇，開始思考?！?/p>

設(shè)計意圖：由于該實驗所呈現(xiàn)出的現(xiàn)象與學(xué)生現(xiàn)有的認知相沖突，“這到底是怎么回事？”激發(fā)出學(xué)生科學(xué)探究的欲望。教師隨后將玻璃板后面的裝置轉(zhuǎn)向?qū)W生，學(xué)生發(fā)現(xiàn)杯中根本沒有所謂的“蠟燭”，教師轉(zhuǎn)而導(dǎo)入新課“平面鏡”。

二、激發(fā)探究思維，提升學(xué)生實驗?zāi)芰?/p>

師：平靜的水面、平整光滑的金屬表面以及玻璃板表面等都可以看作平面鏡。平面鏡是可以成像的，那么平面鏡成像有什么特點呢？請結(jié)合身邊例子，進行猜想。

生：是一個等大的像（或縮小的像，或放大的像）。

師：還有呢？

生：正立的像，像到平面鏡的距離等于物到鏡的距離。

師：剛才大家做了很好的猜想，那么猜想到底對不對呢？如何驗證猜想？

生：實驗。

師：大家說得很好，而要驗證以上的猜想正確與否，確定像的位置至關(guān)重要。那么像到底在哪呢？怎樣通過實驗來驗證呢？

【教師引導(dǎo)學(xué)生思考如何確定成像位置的問題，具體可這樣操作：玻璃板前面放置一個表面鍍鉻的鉤碼（筆者認為表面鍍鉻的鉤碼比棋子更亮，成像效果更好），可以看到玻璃板后面出現(xiàn)了前面鉤碼所成的像，移動玻璃板后面完全相同的鉤碼直至看到鉤碼和前面鉤碼的像重合為止，此時，后面鉤碼的位置即為前面鉤碼成像的位置。】

師：如何驗證剛才大家的猜想呢？

生：因為兩個鉤碼是完全一樣的，驗證像的大小問題可以看后面鉤碼與前面鉤碼的像是重合一部分還是完全重合，若完全重合，則像的大小等于物的大小。

生：像是正立的，這從平面鏡中可以看出來。

生：像與物到平面鏡的距離通過刻度尺是可以測量出來的，像到平面鏡的距離等于后面鉤碼到平面鏡的距離。

……

設(shè)計意圖：科學(xué)探究是初中學(xué)生應(yīng)當(dāng)具備的核心素養(yǎng)之一?？茖W(xué)探究通常有以下要素：提出問題，猜想與假設(shè)，設(shè)計實驗與制訂計劃，進行實驗與收集證據(jù)，分析與論證，評估，交流與合作。學(xué)生進行實驗不應(yīng)當(dāng)是孤立的，如有可能，應(yīng)當(dāng)將實驗放置于科學(xué)探究諸多要素的大背景下進行，這樣不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生的實驗動手能力，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力。

三、強化實驗指導(dǎo)，提高學(xué)生實驗效率

教學(xué)實踐告訴我們，實驗方法明確后不代表實驗就能順利進行下去，要想提高學(xué)生實驗的效率，教師的實驗指導(dǎo)至關(guān)重要。

1.實驗前的小組分工。

為了能順利完成實驗任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神，教師在實驗前需要對學(xué)生進行分組。小組通常由四到六人組成。以四人為例，成員通常分四個層次，能力較強的學(xué)生擔(dān)任組長，負責(zé)整個實驗的組織協(xié)調(diào)，其他成員負責(zé)實驗的操作、記錄、總結(jié)、匯報等。

2.實驗過程中的指導(dǎo)。

生：老師，我們組無論怎么移動鉤碼，后面的鉤碼始終無法與前面鉤碼的像完全重合，這與其他組不一樣，是不是像的大小有時與物的大小就是不一樣呢？

【教師在肯定學(xué)生的提問后，協(xié)助學(xué)生檢查實驗器材擺放的情況，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)這種情況的原因是玻璃板未豎直放置?！?/p>

生：老師，我們組發(fā)現(xiàn)像到平面鏡的距離與物到平面鏡的距離并不相等，這到底是怎么回事呢？

【教師要求該組學(xué)生再做一遍，并一同觀察，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在測量物距與像距時，測的都是物與像靠近玻璃板一側(cè)的距離，忽略了玻璃板的厚度。】

設(shè)計思路：在實驗教學(xué)前，教師應(yīng)對整個實驗充分備課，對學(xué)生在實驗過程中可能出現(xiàn)的問題要有預(yù)設(shè)并做好準備。當(dāng)學(xué)生在實驗過程中出現(xiàn)問題，教師要能及時發(fā)現(xiàn)并予以正確的指導(dǎo)，這樣做可以有效提高實驗教學(xué)的效率。

3.實驗結(jié)束后的總結(jié)。

師：剛才同學(xué)們就平面鏡成像的特點進行了猜想，并在各組組長的組織下有步驟有計劃地進行了實驗探究，并就探究的結(jié)果進行了很好的匯報。那么在實驗的過程中，有哪些地方值得我們注意呢？

生：實驗時，老師給我們準備了兩塊玻璃板，我們應(yīng)該選擇薄一點的。因為我們在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，使用厚一點的玻璃板會出現(xiàn)兩個像。

生：實驗時玻璃板應(yīng)豎直放置，不然會出現(xiàn)后面的鉤碼與前面鉤碼的像不能重合的現(xiàn)象。

生：在測量物距與像距時一定要注意對應(yīng)的關(guān)系，即前面鉤碼靠玻璃的一側(cè)與后面鉤碼靠玻璃的一側(cè)才是對應(yīng)的關(guān)系，且要注意玻璃板有厚度，一定要明確哪一個面是反射面，不然會出現(xiàn)像距不等于物距的現(xiàn)象。

設(shè)計思路：學(xué)生進行探究的過程就是學(xué)習(xí)的過程，在這一過程中有合作，有交流，也會有疑惑。教師在給予正確指導(dǎo)的同時，就整個探究的過程組織學(xué)生自己總結(jié)，更有利于學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。

四、拓展科學(xué)思維，引領(lǐng)學(xué)生深度學(xué)習(xí)

生：老師，在確定像的位置時我們用的是透明的玻璃板，至于為什么用透明的玻璃板，您說是因為玻璃板是透明的，便于我們在實驗時觀察像的位置。那么，如果我們不用玻璃板，就用普通的鏡子，能否完成實驗探究呢？

【教師在肯定學(xué)生的提問后，要求全班學(xué)生討論發(fā)言?！?/p>

生：不能，因為鏡子后面是一個不透光層，如果照此實驗的話，肯定看不到后面的鉤碼，所以不能確定像的位置。

師：果真一點也看不到后面的鉤碼嗎？

【此時學(xué)生開始進一步思考?！?/p>

師：如果我們不用平視，而改為俯視，結(jié)果又如何呢？下面我們通過實驗來研究一下這個問題。

【師生共同通過平視、俯視的方式觀察實驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)如果不用玻璃板，但采用俯視的方法同樣可以確定像的位置?！?/p>

設(shè)計思路：在實驗教學(xué)中，我們應(yīng)當(dāng)創(chuàng)造合適的條件拓展學(xué)生的思維，引領(lǐng)學(xué)生進行深度學(xué)習(xí)，讓課堂變得更有層次感，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)變得更加靈動與通透。

（作者單位：江蘇省鹽城市明達中學(xué)）