核心素養(yǎng)下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)生活化的改進(jìn)與創(chuàng)新研究

【摘" 要】 物理學(xué)科以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，與人們現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系十分緊密。物理知識(shí)具有一定的抽象性，因此結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活，改進(jìn)與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法，就顯得十分重要。物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)以堅(jiān)持創(chuàng)新為導(dǎo)向，通過(guò)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生可以從超前和多變的角度認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象與規(guī)律，這樣既可以促進(jìn)學(xué)生接受物理知識(shí)，又有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，還可以滿足學(xué)生對(duì)核心素養(yǎng)的需求具有一定的借鑒意義。

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

實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)科的主要組成部分，是提高學(xué)生動(dòng)手能力、幫助學(xué)生更加深刻認(rèn)識(shí)物理規(guī)律和現(xiàn)象以及增強(qiáng)物理核心素養(yǎng)的重要方式。然而，目前很多物理教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，還存在教學(xué)手段單一、教學(xué)方式片面、脫離學(xué)生生活和缺乏實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的問(wèn)題，因此加強(qiáng)對(duì)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的生活化創(chuàng)新研究，具有很強(qiáng)的實(shí)踐意義。

一、初中物理實(shí)驗(yàn)生活化的改進(jìn)應(yīng)以創(chuàng)新為導(dǎo)向

在傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂中，一些教師因?yàn)樗枷胗^念陳舊、主導(dǎo)性太強(qiáng)等原因，沒(méi)有關(guān)注到學(xué)生的自主性。在開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師必須結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知，從更加新穎的角度闡述實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)要將生活化的元素和創(chuàng)新相結(jié)合，既要注重繼承我國(guó)課程建設(shè)的成功經(jīng)驗(yàn)，又要進(jìn)一步發(fā)揮課程改革的精神，強(qiáng)化物理實(shí)驗(yàn)課程的綜合性和實(shí)踐性，推動(dòng)育人方式的變革，著力發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。物理實(shí)驗(yàn)課堂要努力凸顯學(xué)生的主體地位，關(guān)注學(xué)生個(gè)性化、多樣化的學(xué)習(xí)和發(fā)展需求，增強(qiáng)課程的適宜性。教師應(yīng)堅(jiān)持與時(shí)俱進(jìn)，根據(jù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的新變化、科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的新成果，更新課程內(nèi)容，體現(xiàn)課程的創(chuàng)新性、先進(jìn)性、實(shí)用性、科學(xué)性和時(shí)代性［1］。在具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，物理教師要分別制定實(shí)驗(yàn)教案與物理課時(shí)教案，應(yīng)事先考慮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)哪些問(wèn)題，并制定相應(yīng)的解決策略。

例如，為了讓學(xué)生理解大氣壓強(qiáng)的存在，教師可以將生活中常見(jiàn)的蠟燭、盤(pán)子、玻璃杯和水作為實(shí)驗(yàn)道具，創(chuàng)設(shè)具有趣味性的“蠟燭燃燒消耗氧氣”的小實(shí)驗(yàn)。對(duì)此，物理教師需要事先做好實(shí)驗(yàn)，明確并熟悉實(shí)驗(yàn)的操作細(xì)節(jié)、操作難點(diǎn)及注意事項(xiàng)。由于很多物理實(shí)驗(yàn)由教材而定，結(jié)論是已知的，方法和步驟也是固定的，機(jī)械式地模仿實(shí)驗(yàn)雖然可以在某種程度上有助于學(xué)生鞏固知識(shí)，但是卻制約了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此教師要?jiǎng)?chuàng)新傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)輕松、愉快的實(shí)驗(yàn)氛圍，帶領(lǐng)學(xué)生多想、多看和多做。在學(xué)生完成上述實(shí)驗(yàn)、掌握了基本的操作后，教師還可以改變實(shí)驗(yàn)流程，如同比放大或者縮小實(shí)驗(yàn)道具，或者改變蠟燭的長(zhǎng)度、盤(pán)子中水的多少等，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前預(yù)估實(shí)驗(yàn)結(jié)果，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。由于質(zhì)疑是開(kāi)啟學(xué)生創(chuàng)新思維、強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)以及提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)能力的力量源泉，教師要擬定幾個(gè)有創(chuàng)新意義的題目，激發(fā)學(xué)生的質(zhì)疑精神，讓學(xué)生關(guān)注同一個(gè)問(wèn)題，并進(jìn)行思考、探索。

二、初中物理實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)應(yīng)提供實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)設(shè)備關(guān)系著整體物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，如果想進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，就必須事先準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)器材。生活化的物理實(shí)驗(yàn)較單一，其大部分器材來(lái)自生活。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和動(dòng)手實(shí)踐能力，進(jìn)一步把學(xué)生的科技教育和素質(zhì)教育有機(jī)結(jié)合起來(lái)，使學(xué)生在探究學(xué)習(xí)和科學(xué)研究的過(guò)程中，體驗(yàn)科學(xué)探索的樂(lè)趣，提高科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識(shí)，實(shí)現(xiàn)全面育人，教師就必須重視物理實(shí)驗(yàn)裝置開(kāi)發(fā)模式的研究。生活化實(shí)驗(yàn)器材的裝置無(wú)須特殊處理，僅須按照實(shí)驗(yàn)要求略加改動(dòng)即可，同時(shí)這些簡(jiǎn)易生活化的器材極易獲得，方便了學(xué)生的實(shí)際操作。教師要引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，注意積累日常生活的資源，并將其轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)必備的設(shè)備。

同樣“大氣壓強(qiáng)的驗(yàn)證”實(shí)驗(yàn)為例，教材中闡述了著名的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)，但是該實(shí)驗(yàn)十分復(fù)雜，教師只能在教學(xué)中呈現(xiàn)，想要對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，就必須改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置。首先是改進(jìn)實(shí)驗(yàn)器材，如橡皮泥、清水和薄塑料片等，這些均為生活中常見(jiàn)的材料［2］，教師利用這些材料進(jìn)行覆杯實(shí)驗(yàn)，并將下口封好的小漏斗蓋在撲克牌上，然后倒過(guò)來(lái)，用手按漏斗，這時(shí)撲克牌會(huì)掉出來(lái)；如果把下口封好的小漏斗盛滿水，蓋上撲克牌，讓其倒過(guò)來(lái)，并壓在漏斗上，就會(huì)發(fā)現(xiàn)撲克牌不會(huì)掉下來(lái)；把密封好的橡皮泥拔出來(lái)，會(huì)發(fā)現(xiàn)撲克牌又掉了出來(lái)。在以上的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，更好地實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)，分組實(shí)驗(yàn)方便了學(xué)生之間的交流合作，增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手及創(chuàng)新思維能力。

在具體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師可以準(zhǔn)備兩個(gè)相同尺寸的不銹鋼碗，兩個(gè)帶有拉鉤的吸盤(pán)、硬紙板，或者是厚約2mm的塑料密封圈、繩子和餐巾紙：首先在碗口的邊緣放置兩個(gè)塑料密封圈，在碗口放1張餐巾紙，然后點(diǎn)燃餐巾紙，在餐巾紙燒得最旺盛時(shí)，扣住兩個(gè)碗口；用混合布給碗降溫，待碗的溫度降到不燙手的時(shí)候，把吸盤(pán)吸在碗的底部；最后教師讓兩名學(xué)生向左、右兩側(cè)使勁拉動(dòng)吸盤(pán)，體會(huì)大氣壓。學(xué)生在操作時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，無(wú)論如何也無(wú)法拉動(dòng)吸盤(pán)，超出了自己的意料，從而激發(fā)了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的開(kāi)發(fā)興趣。

三、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)生活化教學(xué)和創(chuàng)新的評(píng)價(jià)機(jī)制

已有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)方式，以中考的實(shí)驗(yàn)題、探究和應(yīng)用題展開(kāi)，試卷中涉及了考查實(shí)驗(yàn)的方法，這可以更好地考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過(guò)程、數(shù)據(jù)分析和原理應(yīng)用等方面的知識(shí)，但缺少考查實(shí)驗(yàn)的具體操作步驟。即便在平時(shí)，有理化生的加試實(shí)驗(yàn)，但因?qū)嶒?yàn)結(jié)果未列入中考，且整理時(shí)間較短、參與人數(shù)較多，使實(shí)驗(yàn)逐漸流于表面，喪失了實(shí)驗(yàn)操作真正的考查意義［3］。因此教師有必要轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核的方式，不僅要在中考之前進(jìn)行實(shí)驗(yàn)加試，還應(yīng)將學(xué)生平時(shí)的實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)按照一定的比例納入中考成績(jī)。通過(guò)這一變化，學(xué)生注重了實(shí)驗(yàn)與實(shí)際動(dòng)手操作、增加了學(xué)習(xí)和生活上的興趣，以及提高了探究能力。

另外，物理實(shí)驗(yàn)包括演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)和課下小實(shí)驗(yàn)等，但實(shí)際教學(xué)常隨著教學(xué)內(nèi)容的變化而變化。為了提高實(shí)驗(yàn)的可見(jiàn)度，教師可以將演示實(shí)驗(yàn)改為分組實(shí)驗(yàn)；為了方便學(xué)生深入了解物理規(guī)律，教師在原有的分組實(shí)驗(yàn)中加入了探究的問(wèn)題；為了讓學(xué)生在課下有機(jī)會(huì)演示小制作、小實(shí)驗(yàn)和小發(fā)明，教師占用了課堂時(shí)間，這些場(chǎng)合都會(huì)對(duì)教學(xué)進(jìn)度造成影響。如果要充分體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)生活化的特點(diǎn)，教師需要適量增加學(xué)時(shí)。教師如果想加大實(shí)驗(yàn)展示課的教學(xué)力度，必須防止增加的學(xué)時(shí)最終成為題海演練場(chǎng)，使教師不會(huì)因擔(dān)心教學(xué)進(jìn)度、影響教學(xué)成績(jī)而不敢花費(fèi)時(shí)間組織學(xué)生實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)生活化的改進(jìn)與創(chuàng)新、課堂教學(xué)與評(píng)價(jià)，旨在讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的活動(dòng)中增加成功（或失敗）的體驗(yàn)，發(fā)展思維，創(chuàng)新能力，提高自信，親近自然、崇尚科學(xué)，樂(lè)于思考與實(shí)踐，具有探索自然的好奇心和求知欲、克服困難的信心和決心、能總結(jié)成功的經(jīng)驗(yàn)和分析失敗的原因，以及體驗(yàn)戰(zhàn)勝困難、解決問(wèn)題的喜悅。

物理實(shí)驗(yàn)的生活化和創(chuàng)新，應(yīng)增加的評(píng)價(jià)內(nèi)容有：學(xué)習(xí)的參與度、問(wèn)題的分析能力、活動(dòng)操作的實(shí)踐能力、信息處理能力、問(wèn)題的探索能力、交流合作能力和意志力等；應(yīng)采用的評(píng)價(jià)主要方式為：過(guò)程性評(píng)價(jià)、反思性評(píng)價(jià)、展示型評(píng)價(jià)和反饋性評(píng)價(jià)。

四、物理實(shí)驗(yàn)的生活化與創(chuàng)新應(yīng)與學(xué)生的認(rèn)知相結(jié)合

物理教師要善于總結(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、觀察學(xué)生的物理水平，并借助生活物品設(shè)計(jì)具有創(chuàng)造性和替代性的實(shí)驗(yàn)。例如：在學(xué)習(xí)“液體內(nèi)部的各方向存在壓強(qiáng)”時(shí)，課本中使用了壓強(qiáng)計(jì)的金屬探頭在水中轉(zhuǎn)到各方向，而后用U形管內(nèi)存在的液面高度差來(lái)解釋這一現(xiàn)象。教師在進(jìn)行這類實(shí)驗(yàn)前，需要解釋壓強(qiáng)計(jì)原理，耗時(shí)較長(zhǎng)，影響了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)積極性。因此教師可以讓學(xué)生用空塑料袋套住雙手，慢慢放進(jìn)水里，塑料袋就會(huì)全方位地貼在手上，這樣就能很好地說(shuō)明液體內(nèi)部的各方向存在壓強(qiáng)，也很好地解釋生活中的相似現(xiàn)象。利用這類替代實(shí)驗(yàn)，能使學(xué)生加深對(duì)所學(xué)內(nèi)容的認(rèn)識(shí)，并保持濃厚的興趣。

在學(xué)習(xí)“焦耳定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，在教材中，利用了空氣熱脹冷縮的原理，具體操作就是在演示板上安裝兩個(gè)塑料盒，在塑料盒內(nèi)分別裝有一根和兩根電阻絲（10歐姆），當(dāng)電熱絲帶電后，氣體會(huì)膨脹，抬高U形管內(nèi)的紅色煤油柱。通常，在電阻影響電熱的實(shí)驗(yàn)中，需要平行連接一個(gè)塑料盒中的兩個(gè)電阻，然后把該電阻和另外一個(gè)塑料盒中的電阻串聯(lián)到電路中，并觀察兩個(gè)U形管［4］。但是這種實(shí)驗(yàn)包含的信息較多，學(xué)生缺少思考的時(shí)間，從而無(wú)從入手，不知如何把設(shè)備接入電路。對(duì)此，教師可以根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平和思維習(xí)慣，對(duì)該設(shè)備進(jìn)行再設(shè)計(jì)：首先改造帶有兩根電阻絲的塑料盒，用20歐姆代替其中一根電阻絲的塑料盒。在實(shí)驗(yàn)中，教師引導(dǎo)學(xué)生研究電阻對(duì)電熱的影響時(shí)，需要使不同的電阻經(jīng)過(guò)同一電流，讓學(xué)生聯(lián)想到串聯(lián)電路的特性，將這個(gè)20歐姆的電阻與另一個(gè)塑料盒中的10歐姆的電阻進(jìn)行串聯(lián)，避免混聯(lián)電路；然后教師引導(dǎo)學(xué)生思考，如何才能實(shí)現(xiàn)不同電流流過(guò)同一個(gè)電阻，即同一個(gè)電阻兩次分別接在不同的電路中。這種教學(xué)方式更加符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，降低了實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜度。

五、開(kāi)展小組學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的動(dòng)手參與意識(shí)

每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不同，學(xué)習(xí)進(jìn)度也會(huì)不同，這使每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、對(duì)課堂知識(shí)點(diǎn)的理解、吸收能力存在著一定的差異性，因此教師應(yīng)該對(duì)不同學(xué)習(xí)進(jìn)度的學(xué)生進(jìn)行針對(duì)性地教學(xué)，使每個(gè)學(xué)生了解、掌握所學(xué)的內(nèi)容。教師在教學(xué)時(shí)，可以采用小組合作的形式，讓不同學(xué)習(xí)層次的學(xué)生互相匹配、優(yōu)劣組合，使學(xué)生組成互補(bǔ)的群體，并動(dòng)態(tài)地調(diào)整學(xué)習(xí)過(guò)程。針對(duì)不同學(xué)生的成績(jī)，教師需要適時(shí)地調(diào)整組員，可以在開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓不同水平的學(xué)生彼此進(jìn)行溝通和交流，這有助于促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與自主性，發(fā)展了學(xué)生的合作意識(shí)，增強(qiáng)了學(xué)生的自信，構(gòu)建了良好、和諧的課堂。

在“杠桿原理”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)，使用合適的分組策略，這樣既照顧了學(xué)生整體，又兼顧了學(xué)生的個(gè)體。對(duì)此，教師要根據(jù)不同小組的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，為學(xué)生配備好實(shí)驗(yàn)器材；在分組之前，教師要事先說(shuō)明這節(jié)課的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和任務(wù)，采用小組合作的方式，讓學(xué)生在小組中開(kāi)展關(guān)于杠桿原理方面的探討，促進(jìn)學(xué)生對(duì)杠桿的理解；教師通過(guò)問(wèn)題的形式，向?qū)W生提問(wèn)。學(xué)生通過(guò)積極動(dòng)腦、深入思考，能聯(lián)想到在日常生活中，存在著蹺蹺板、天平這些包含了杠桿原理的工具。然后教師指導(dǎo)學(xué)生歸納杠桿變化的規(guī)律及其在生活中的實(shí)用性，從而提升學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握深度。

在初中物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中開(kāi)展分組，不應(yīng)流于形式，為了分組而分組，應(yīng)使分組實(shí)驗(yàn)發(fā)揮其應(yīng)有的作用，注重分組實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)與反饋：首先，教師可以通過(guò)一些探究性的試題衡量和評(píng)價(jià)學(xué)生，這類試題應(yīng)緊緊圍繞實(shí)驗(yàn)展開(kāi)；其次，可以開(kāi)展一些供學(xué)生自主操作的物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽，這些競(jìng)賽可以是創(chuàng)新的科學(xué)制作、研究性實(shí)驗(yàn)，也可以是對(duì)原實(shí)驗(yàn)的復(fù)述；最后，做好中考前物理實(shí)驗(yàn)的考試工作，要求學(xué)生獨(dú)立操作。為了滿足不同學(xué)生的需求，可以選擇10個(gè)重要的分組實(shí)驗(yàn)，以檢驗(yàn)學(xué)生的知識(shí)水平。

六、結(jié)語(yǔ)

物理實(shí)驗(yàn)是提高學(xué)生物理操作水平、加深學(xué)生物理認(rèn)知和形成學(xué)生物理觀念重要方式，教師必須加快物理實(shí)驗(yàn)的生活化進(jìn)程、創(chuàng)新節(jié)奏，激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣。具體來(lái)說(shuō)，教師在物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，必須更新物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)觀念，采用合適的教學(xué)手段，在物質(zhì)、策略和方法上，全面改進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)，提升物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。

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