核心素養下初中物理實驗教學的研究

■天津市西青區楊柳青第四中學 趙洪晶

八年級學生剛開始學習物理這門學科，在對這門學科感到好奇的同時，又對如何學好物理學科感到迷茫、迷惑。在這種情況下，用什么方法讓學生對物理產生興趣，通過什么途徑提高學生的物理核心素養非常關鍵。俗話說，良好的開端就相當于成功了一半。興趣是最好的老師。而豐富有趣的物理實驗不僅可以讓學生對物理學習產生濃厚的興趣，而且可以幫助學生戰勝學習物理的恐懼心理，從而順利掌握學習物理的技巧。由此，在初中階段早準備、有計劃、有目的地進行形式多樣的物理創新實驗，不僅可以培養學生動手動腦能力、科學思維能力，還能讓學生形成嚴謹的科學態度。這對于初中學生在以后的學習中提升核心素養至關重要。

初中核心素養教學是指學生在學習物理知識的過程中，從物理學科的角度培養學以致用的方法，從而形成認識事物和解決問題的思想，從中領悟、感受科學的探究方法，并能夠通過科學方法進行實驗探究，體驗實驗探究所帶來的成就感，培養不怕失敗的科學品質，養成不怕困難、勇于探索的科學精神。實驗作為初中學生物理學習過程中極為重要的部分，成為培養初中學生物理核心素養的關鍵途徑。基于此，本文將對如何在教學中利用物理實驗培養和提升學生的物理核心素養進行探討。

一、物理教學中增強演示實驗的可見性和趣味性，培養學生物理核心素養

初二的學生剛剛接觸物理，物理對他們來講有著無限的神秘感。初中許多物理知識都與生活息息相關，而現在的學生恰恰生活經驗欠缺，所以教師應盡可能地讓生活體驗走進課堂。比如：在講液體可以傳聲時，我把手機鬧鈴打開，然后，把手機放入防水袋，直接吊著放入透明的玻璃缸內，依舊可以聽到鬧鈴的聲音。學生頓時興奮了，對這個實驗印象深刻。其實，防水袋在游泳時很常見，只不過學生們怎么也不會想到這會和聲音的傳播有關。實驗結束后，我及時引導學生，鼓勵他們平時要細心觀察，生活中處處有物理。再如：學習“杠桿”一節時，我把核桃夾子、羊角錘、大個的指甲刀、蛋糕夾子、老虎鉗子等工具帶入課堂，讓學生感受什么是省力杠桿，什么是費力杠桿。這樣的教學讓學生感受到物理就在身邊，消除了他們對物理的陌生感。

在教學過程中，演示實驗至關重要。若演示效果不明顯，將直接影響學生學習物理的質量。例如：在講“汽化和液化”一節時，教材上引入的新課實驗是在塑料袋里滴入幾滴酒精，將空氣擠壓干凈，把塑料袋口扎緊，放入熱水中，塑料袋就會慢慢鼓起來。而我在課前反復操作很多次，效果總是不理想。后來，經過反復實驗發現，把塑料袋換為氣球，效果特別棒。取兩個相同的氣球，在其中一個里面滴入幾滴酒精，然后，用繩把兩個氣球口都扎緊，放入大燒杯中，倒入熱水，滴有酒精的氣球馬上鼓脹并漂浮起來。這時，學生們學習的積極性立刻被調動起來，新課進行得十分順暢。學生學習物理的興趣更濃了。

心理學研究表明，初中階段，學生有很強的好奇心、探究欲。而選用生活中常見的物品做實驗，會使學生更感興趣，更能激發學生學習物理的熱情，讓學生主動獲取物理知識，思考如何學習物理，在潛移默化中培養學生的物理核心素養。例如：在講大氣壓強一課時，我用礦泉水瓶、注射器、橡膠管演示吸氣球。學生們頓時沸騰了，這個小小的實驗就開啟了大氣壓教學的大門。再如：學習液體壓強時，“帕斯卡桶裂”實驗學生不易理解，于是，我用兩個兩端開口但粗細不同的玻璃管，在下段各擠緊一個氣球，向玻璃管中加入適量的水……通過創新演示實驗教學來培養學生核心素養，讓學生對初中物理知識的概念、實驗原理掌握得更牢固，從而達到提升初中學生物理學科素養的目的。知識，百科全書中應有盡有，而用新方法、新方案解決問題，卻是任何書籍也給予不了的。古人云：“授人以魚，不如授人以漁。”

二、演示實驗與分組實驗相結合，提升學生物理核心素養

核心素養教育要求教師不斷創新實驗教學模式，使學生在有效掌握物理知識的同時，培養其學習物理的興趣，提高和鍛煉學生的動手能力、觀察能力、總結能力。例如：“光沿直線傳播”一節中，光沿直線傳播可以解釋的現象有小孔成像，而小孔成像對于初中生來說是陌生的，如果僅依靠教師演示小孔成像，學生們的觀察效果不佳，所以我決定讓學生分組觀察小孔成像實驗。于是，我提前給學生布置任務，要求每人從家里帶一個易拉罐，我和實驗室的負責教師給每個易拉罐鉆了不同形狀的小孔——圓形、三角形、方形，并用半透明的塑料薄膜封住易拉罐口。這樣，實驗準備完畢。上課時，講完光在同種均勻介質中沿直線傳播后，很自然地講到這條規律可以解釋生活中很多現象。首先是小孔成像，讓學生們利用提前改裝好的易拉罐進行實驗。學生將小孔對著F 光源，可以看到F 光源在塑料薄膜上呈現的倒立像，這也為以后學習實像打下了良好的基礎。

教師很自然地引導學生用畫光路圖的方法解釋為什么會成倒立的像。接著，讓學生看課件圖片——濃密樹蔭下太陽的光斑，讓學生思考其特點，以及出現這種現象的原因，并分析成像是否和小孔的形狀有關。我引導學生觀察易拉罐底部小孔的形狀，學生們很驚奇地發現底部小孔形狀是不同的。再次實驗，觀察成像情況，學生們就很容易理解圓形光斑的奧秘了。原本難度很大的知識點，通過實驗就很容易理解了。這個實驗所用的實驗器材都是生活中常見的。因此，學生能夠深刻體會到物理就在身邊，運用所學物理知識理解相關生活現象并非高不可攀。物理教師通過實驗將物理核心素養的教學融于課堂。

初中所學的物理知識與現實生活緊密相連，因此，我們要注重將實驗與實際生活相聯系，讓學生經歷實驗創新、探究、實施的過程，提高學生觀察實驗現象、總結實驗現象的能力。教師應深刻理解初中物理學科的課程核心理念，堅持從生活走向物理，從物理走向生活，利用創新物理實驗教學讓學生理解物理知識，從而讓物理實驗充滿魅力，將物理核心素養的培養融于教學之中。

三、創新探究實驗，培養學生的科學思維，增強學生的物理學科素養

要培養學生的科學探究能力，就必須讓學生經歷與體驗科學探究的整個過程。學生的許多能力必須通過完成相關的實驗才能獲得。在進行探究實驗的過程中，學生必須要有勇于面對失敗的勇氣和精神，從而慢慢領悟科學探究的方法。例如：學習“大氣壓強”一節，在大氣壓強測量這個環節，我進行了改進。教材中用“托里拆利”實驗直接測量出大氣壓強值，因為水銀有毒，不能現場演示與分組，所以教學時大多采用播放視頻的方式，學生不能參與其中。為了彌補這一缺憾，我給學生提供如下實驗器材：帶手柄的平面鏡、鉤碼、直徑1 厘米的吸盤、不同規格的注射器、刻度尺、彈簧測力計，讓學生親歷和體驗測量大氣壓強的過程。在教師的指導下，學生們積極思考，從而提出一種實驗方案。此后，我又為學生們提供實驗器材：小桶、鉤碼、平面鏡、吸盤，向小桶中逐漸放入鉤碼，到吸盤剛好脫落時，記下鉤碼的重，吸盤的直徑已知。學生們經過討論，教師加以引導，最終找到了測量大氣壓強值的另一種方案。采用兩種方法得到的大氣壓強值不相同。這時，教師引導學生分析誤差，兩種實驗結果可能不太精確，但是學生親歷測量大氣壓的過程，印象深刻。

總之，提升初中學生物理學科的核心素養，實驗教學是一個極為重要的途徑。它不僅可以讓物理教學從趣味教學入手，還可以通過實驗引導學生感受科學的思維方式；它不僅可以讓學生從認知沖突入手，還可以在實驗中培養學生嚴謹的科學思維，體驗科學探索的魅力。作為教師，要從多方面思考探索實驗改進的方法，讓學生更積極地參與實驗，要把培養初中學生的物理學科核心素養融入物理課堂教學中，融入物理實驗教學中。