提高初中學生物理學科關鍵能力路徑探究

北京市日壇中學 高 宇 徐東立 許薇薇

初中物理在學生的學習成長過程中扮演著非常重要的角色，青春期的孩子明顯在初中階段，內在自發地迸發出更多的精力和能量。從簡單的識別記憶、書寫計算，進入理解、運用、實驗、探究的層次，對學生全面發展和訓練，綜合素質的提高起到了重要的作用。

雖然近年來我國的教育體系經歷了全面改革，但是由于以應試教育為導向的傳統教育理念已經存在多年，因此灌輸式教育現象依舊存在。對于物理學科等應用性特點比較顯著的學科，灌輸式教育方法不利于提高教學質量，學生對知識的記憶不深刻，不利于培養學生在實際生活中運用物理知識的能力。為了培養高質量的人才，就必須把核心素養作為教育重點，培養學生對物理學科的探索精神，提高初中學生物理核心素養。

一、由生活走向物理，由一般描述向科學表述

從生活走向物理，從物理走向社會，這是初中物理課程的基本理念之一。學生在初中階段才正式開始物理課的學習，但是大部分學生的科學啟蒙早就開始了。初中物理課本內容貼近生活，符合學生認知特點，激發保持學生的興趣，讓學生通過學習和探索，掌握物理學的基礎知識與基本技能，并將其應用于實踐。人教版教材八年級上物理的內容中，很多物理現象其實只是隨處可見的生活現象、自然現象，很多學生在系統地學習這部分內容之前都已經有了一定的認識。遺憾的是，以前的認識有些是對的，有些是錯誤的。這取決于基礎教育工作的前期成果，學生獲取這部分知識，大多來源于生活中長輩的解答、小學科學課的解釋，或是自主閱讀科普讀物。以簡單的物態變化為例，在初中物理八上的熱現象的學習中，我們在一章的內容中學習了六種物態變化名稱：熔化、凝固、汽化、液化、升華、凝華。但是，在學生的認識里，冰雪消融、固化、凝結、升騰……，文學著作日常生活中口語化的稱呼，長久印刻在他們的腦海里，初中物理教師教學的難點并非讓學生認識變化本身，而是教會學生通過初末狀態的判斷，準確地對應物態變化名稱，并尋求方法將這些科學名詞根植于學生的內心，讓其認同這些物態變化名稱，然后使這些“種子”成長起來，使學生樂于運用科學概念表述。

二、由筆記入手，著重鍛煉學生關鍵能力

物理學習中一些關鍵的概念、規律、定理常常是學習的重點，也是解決物理問題的依據，一度成為筆記的主要內容。但隨著時代的變遷，物理學習側重點、學生培養目標發生了重大的變化。教材、學案、教輔等教學素材異常豐富，一份具有鮮明特色的筆記應當記錄著課堂上教師組織的各類活動和學生的學習過程?，F階段更注重培養學科關鍵能力、觀察能力、實驗能力、歸納概括能力、實驗探究能力等，更重視考查學生學習的過程，以及學生應用物理規律、物理方法解決實際問題的能力。所以筆記內容的設計早已發生了變化。

除了重點概念、規律外，我們更著重設計了重點實驗的實驗觀察記錄，全面準確的記錄，教會學生有意識地全面觀察實驗過程，重點培養學生由用自己的語言描述，逐漸發展為書面語言甚至是以科學概念或專有名詞來描述。例如二次沸騰實驗，這是一個簡單有趣的實驗。首先，需要學生學習水的沸騰特點后，知道水在沸騰過程中，水的內部和表面同時產生大量氣泡，使熱水的溫度保持在沸點不變。水沸騰的條件是達到沸點繼續吸熱。觀察過水的一次沸騰后，撤掉酒精燈，用塞子將燒瓶口塞緊?？梢詫康怪?，用涼水淋灑在燒瓶上，觀察燒瓶內的水再一次沸騰。此時教師帶領學生分析原因，需要重點引領學生理解涼水的淋灑改變了封閉燒瓶內部的氣壓，從而影響到水的沸點。如果學生有細致的操作記錄、現象觀察記錄以及適當的分析說明，對于這個實驗的理解將更準確深刻。

除了觀察，教師還應當將重點實驗剖析設計成板書內容，組織學生討論解讀，由學生自主梳理，落實在筆記中，這對學生理解實驗、學習實驗方法有更好的作用。學習物理有困難的同學也有了突破口，因為它能夠刺激“學困生”的學習積極性。

學生實驗能力的培養也是我們想要著重培養訓練的內容，因此可以讓學生分組自行動手進行低成本實驗、演示實驗等。例如：漏斗雙乒乓球實驗，設計實驗證明沉底的物體是否受浮力作用。除了為了課程內容服務，創設情境，同時也能夠開發學生思維，融合知識，鍛煉學生運用知識的能力。經典的實驗操作設計也要在筆記中體現。例如聲音的產生和傳播中，懸線乒乓球實驗，為學生做規范的演示：第一步，觀察不發聲的音叉貼近懸線靜止的乒乓球，乒乓球不動；第二步，敲擊音叉，音叉發聲，貼近懸線乒乓球，乒乓球彈起；第三步，手扶音叉，發聲停止。在實驗過程中，強調對比現象，訓練學生嚴謹的推理能力，開闊思維深度。

三、模仿演示實驗，鍛煉科學方法

物理是一門實驗科學，重視學生實驗，特別是學生課余的自主實驗是教學中的重點。學生可以由興趣出發，利用生活用品完成課本中演示實驗的模仿創新，可以拍成視頻，或帶著自己設計的實驗在物理課上展示。這可以激發學生實驗的熱情，也開發學生改造實驗。嘗試猜想的意識和能力。嘗試即是學習，不需要次次成功，只要超越了原有水平就是進步。例如：小孔成像、光的色散、摩擦力實驗、自制大氣壓強儀、自制溫度計等。

轉換法、類比法、控制變量法、實驗加推理等方法是初中物理實驗最常用的方法，學生邊學邊用，除了做足20 個必做的實驗外，還有必要結合難點、熱點、考點，鍛煉學生應用物理方法解決實際問題的能力。例如玻璃瓶的微小形變、彈簧的伸長量與彈簧所受拉力之間的關系、比較材料的保溫性能、比較不同燃料放熱能力實驗的設計等。

四、將科學探究植入人心

在《義務教育物理課程標準（2011年版）》中，科學探究既是學生的學習目標，又是重要的教學方式。將科學探究列入“課程內容”，旨在讓學生經歷與科學工作者相似的探究過程，主動獲取物理知識，領悟科學探究方法，發展科學探究能力，體驗科學探究的樂趣，養成實事求是的科學態度和勇于創新的科學精神。從教學出發，創設學生經歷科學探究的某些要素一直是我們的追求，這體現在教學活動的設計實施上。例如：人教版八年級下冊教材中，由觀察壓力的作用效果引入壓強概念，演示實驗非常簡單。但是壓強是初中階段最重要的概念之一，學生理解相對困難，我們就將演示實驗做了進一步的改進和拓展，利用面粉、長方形金屬塊和刻度尺，將其定性的研究拓展成定量的關系。學生經歷實驗過程不但鍛煉了設計實驗、收集證據、計算推理、歸納結論的能力，也為理解重點難點概念及其物理意義做了進一步的突破。再比如組織學生探究浮力與哪些因素有關，并進行深刻的交流、評估、反思，探究串、并聯電路中電流、電壓的規律，探究電流與電壓、電阻的關系等。

總之，學生在初中物理的學習過程中開啟了科學探索的大門，對基本知識、基本技能進行學習，鍛煉了對物理方法的運用和理解。但是，由于學生的年齡特點及生活經驗有限，很多遺留問題仍需進一步探索。例如在力學的學習過程中，學生對物體運動特性的理解不能夠從具體的實驗上升到抽象的概念。學生認為的運動即機械運動，一般只停留在以地面為參照物的物體的運動，對于力與運動的關系、力不是產生運動的原因以及力改變物體運動的原因等知識點理解有困難，盡管初中教師已經在這個地方下了很多功夫，但這個問題可能依然要等學生升入更高學段、學習牛頓第二定律后，才能真正理解。

本文著重從初中物理課堂活動的設計組織出發，延伸至課余學生自主實驗學習，是教師在新的教育要求下對培養學生物理學科關鍵能力的思考和實踐，這些努力力求使學生逐漸發展科學思維，形成科學素養。