核心素養(yǎng)視角下的初中物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)研究

摘 要：核心素養(yǎng)是指學(xué)生通過(guò)學(xué)科學(xué)習(xí)，形成能夠適應(yīng)終身發(fā)展、滿足社會(huì)需要的關(guān)鍵品質(zhì)和學(xué)習(xí)能力.初中物理教學(xué)需要對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、物理思維以及解題技巧進(jìn)行培養(yǎng)，形成正確的物理認(rèn)知和學(xué)習(xí)方法，從而實(shí)現(xiàn)物理課堂深度學(xué)習(xí).實(shí)驗(yàn)作為物理教學(xué)的重要活動(dòng)形式，對(duì)學(xué)生最終形成核心素養(yǎng)有明顯的促進(jìn)和催化作用，教師需要選擇合適的切入點(diǎn)將各個(gè)核心素養(yǎng)理念融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的各項(xiàng)環(huán)節(jié)，在提高教學(xué)水平的同時(shí)幫助學(xué)生形成核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展.

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；初中物理；實(shí)驗(yàn)活動(dòng)

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-0333（2024）05-0101-03

初中教育學(xué)科核心素養(yǎng)濃縮了素質(zhì)教育和以人為本理念對(duì)學(xué)生的要求，核心素養(yǎng)主要內(nèi)容包括物理觀念、科學(xué)思維、探究精神以及物理態(tài)度.初中物理實(shí)驗(yàn)一直是教學(xué)的重點(diǎn)難點(diǎn)，一方面讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察現(xiàn)象是學(xué)生“悟理”的主要過(guò)程，另一方面實(shí)驗(yàn)過(guò)程晦澀復(fù)雜，學(xué)生理解起來(lái)有一定難度.而將核心素養(yǎng)融入到實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中可以降低學(xué)生理解難度，將一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果生動(dòng)直觀地展示給學(xué)生，幫助學(xué)生準(zhǔn)確掌握物理核心知識(shí).

1 核心素養(yǎng)視角下初中物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)原則

1.1 互動(dòng)性原則

物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)是一個(gè)特別強(qiáng)調(diào)師生互動(dòng)和生生互動(dòng)的學(xué)習(xí)過(guò)程，學(xué)習(xí)期間，師生會(huì)出現(xiàn)多個(gè)維度的交互.以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師主講加學(xué)生觀看的形式，已經(jīng)不能滿足培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的現(xiàn)實(shí)要求，因此，教師在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)上需要堅(jiān)持互動(dòng)性原則，重視實(shí)驗(yàn)過(guò)程中生生互動(dòng)和師生互動(dòng)，如通過(guò)情境創(chuàng)設(shè)、問(wèn)題引導(dǎo)、合作學(xué)習(xí)等方式，讓學(xué)生真切感受到來(lái)自物理學(xué)科的魅力和樂(lè)趣[1].

1.2 自主性原則

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中學(xué)生按照教師的指導(dǎo)要求，完成各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作，整個(gè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中學(xué)生缺乏深度思考，對(duì)眾多實(shí)驗(yàn)概念也沒(méi)有真正理解，這些都不利于學(xué)生核心素養(yǎng)的提升.因此，教師需要在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)上堅(jiān)持自主性原則，圍繞以學(xué)生為本的理念，通過(guò)對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)掌握情況、個(gè)性化需求、學(xué)習(xí)興趣、思維發(fā)展等進(jìn)行分析掌握，對(duì)各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)資源精心統(tǒng)籌，科學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)流程，從學(xué)生視角出發(fā)，提高整個(gè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的科學(xué)性和有效性.

1.3 啟發(fā)性原則

初中生雖然積累了一定的生活經(jīng)驗(yàn)，但面對(duì)物理學(xué)科并沒(méi)有形成良好的科學(xué)態(tài)度與科學(xué)思維.學(xué)習(xí)過(guò)程中遇見(jiàn)一些籠統(tǒng)、抽象且復(fù)雜的物理概念時(shí)，學(xué)生難免會(huì)產(chǎn)生畏難情緒，對(duì)一些實(shí)驗(yàn)原理也不能做到全面掌握[2].因此教師還需要在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)教學(xué)中堅(jiān)持啟發(fā)性原則，圍繞著學(xué)生物理思維進(jìn)行啟發(fā)性教學(xué)，教師要發(fā)揮自身的教學(xué)引導(dǎo)作用.

2 核心素養(yǎng)視角下初中物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)策略

2.1 質(zhì)疑批判，培養(yǎng)學(xué)生物理觀念

物理來(lái)源于生活和自然界，初中物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)研究對(duì)象也大都是生活中常見(jiàn)的素材.因此，在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)中，教師可從生活素材入手，創(chuàng)設(shè)相對(duì)應(yīng)的生活化情境對(duì)學(xué)生現(xiàn)有的生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行激活，幫助學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣.教師的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)可以從學(xué)生感興趣的生活現(xiàn)象入手，將眾多生活現(xiàn)象作為素材，引導(dǎo)學(xué)生在情境教學(xué)中產(chǎn)生和物理概念有關(guān)的認(rèn)知沖突，激發(fā)求知欲和好奇心，讓學(xué)生學(xué)會(huì)以物理的觀念來(lái)正確看待客觀事物和現(xiàn)象，達(dá)到初步培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的教學(xué)目的.生活化情境實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生會(huì)利用自己的生活經(jīng)驗(yàn)和主觀意識(shí)來(lái)分析問(wèn)題，多數(shù)學(xué)生得出的結(jié)論往往和真實(shí)物理知識(shí)相反，此時(shí)，教師可以對(duì)學(xué)生批判質(zhì)疑的精神進(jìn)行培養(yǎng)，通過(guò)生活化實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生正確的物理觀念[3].例如，在設(shè)計(jì)“探究滑動(dòng)摩擦力的影響因素”實(shí)驗(yàn)中，通常采取控制變量法，通過(guò)對(duì)物體接觸面壓力、接觸面粗糙程度等物理量的改變，得出影響滑動(dòng)摩擦力的具體因素.生活化實(shí)驗(yàn)活動(dòng)下，教師可以先利用多媒體播放不同路面上不同汽車的行駛視頻，觀察各個(gè)汽車的行駛狀態(tài).之后教師結(jié)合學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)提出問(wèn)題“影響汽車狀態(tài)不同的原因是什么”，部分學(xué)生會(huì)根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)回答“不同重量汽車在相同路面上受到的摩擦力不同”.此時(shí)，教師再針對(duì)性地展開(kāi)常規(guī)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出“物體和接觸面之間的壓力影響滑動(dòng)摩擦力”，幫助學(xué)生意識(shí)到物理知識(shí)與生活息息相關(guān)，保持批判質(zhì)疑精神對(duì)生活現(xiàn)象進(jìn)行反思研究.

2.2 分析比較，培養(yǎng)學(xué)生物理思維

教師在物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)上可以通過(guò)兩個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生進(jìn)行分析比較，讓學(xué)生找出其中的不同點(diǎn)和相同點(diǎn)，在找不同點(diǎn)的過(guò)程中鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)物理概念進(jìn)行分析總結(jié)，幫助學(xué)生形成物理思維.例如在“光的直線傳播”知識(shí)學(xué)習(xí)中，多數(shù)學(xué)生對(duì)“光沿直線傳播”這個(gè)概念有了解，但對(duì)該概念的應(yīng)用條件經(jīng)常性遺忘，如沒(méi)有正確認(rèn)識(shí)到“光的直線傳播是在均勻的介質(zhì)中”這一條件.為了加深學(xué)生對(duì)概念的認(rèn)知，幫助形成正確思維，教師可以設(shè)計(jì)一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對(duì)概念應(yīng)用條件的理解[4].教師先將蒸餾水注入玻璃水槽中，射入光線此時(shí)學(xué)生發(fā)現(xiàn)光沿著直線傳播.之后，教師再倒入食鹽并射入光線，學(xué)生發(fā)現(xiàn)光線不再沿著直線傳播，而是在食鹽與蒸餾水的接觸面附近發(fā)生彎折.最后，教師再要求學(xué)生對(duì)水槽中的水進(jìn)行攪拌，在水和食鹽進(jìn)行充分融合以后，學(xué)生發(fā)現(xiàn)光又沿著直線傳播.通過(guò)多個(gè)小實(shí)驗(yàn)的對(duì)比，學(xué)生對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行匯總分析，能夠自然得出概念應(yīng)用條件，加深學(xué)生理解，激發(fā)學(xué)生思考物理現(xiàn)象，鍛煉學(xué)生思維.

2.3 小組合作，加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)探究

小組合作物理實(shí)驗(yàn)探究作為重要教學(xué)形式，其可以成為探究學(xué)習(xí)的重要載體，教師可以通過(guò)科學(xué)劃分小組完成實(shí)驗(yàn)研究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力.例如在“大氣壓強(qiáng)”物理概念教學(xué)上，教師可以率先提出問(wèn)題“同學(xué)們對(duì)大氣壓強(qiáng)概念有多少了解，是否知道大氣壓強(qiáng)對(duì)生活的重要性”.之后教師在墻壁上貼上掛鉤，擠出空氣后發(fā)現(xiàn)掛鉤不僅不會(huì)掉下反而能夠承擔(dān)一定重量.教師再引導(dǎo)學(xué)生思考：“在沒(méi)有粘鉤的情況下，掛鉤為何沒(méi)有產(chǎn)生脫落現(xiàn)象？”通過(guò)對(duì)學(xué)生科學(xué)分組，鼓勵(lì)每個(gè)小組嘗試設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行解答，在小組探究過(guò)程中深度理解物理知識(shí).如部分學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是將掛鉤用玻璃罩罩住，之后再通過(guò)抽氣機(jī)將玻璃罩中的空氣緩慢抽出，對(duì)掛鉤的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，以有效評(píng)估大氣壓強(qiáng)對(duì)掛鉤的影響.學(xué)生在小組合作實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)實(shí)驗(yàn)的意見(jiàn)想法相互交流，通過(guò)共同探究來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題并掌握物理概念，有效促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展.

2.4 注重細(xì)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生物理態(tài)度

學(xué)習(xí)態(tài)度是保證學(xué)生形成學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵.教師在物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)設(shè)計(jì)上要更多關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)細(xì)節(jié)，圍繞實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)對(duì)學(xué)生的物理態(tài)度進(jìn)行培養(yǎng)，提高學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)水平和思維能力.另外，教師在細(xì)節(jié)把控上還可以適當(dāng)延伸物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的視野，如在部分實(shí)驗(yàn)活動(dòng)教學(xué)上引入相關(guān)物理史料和物理學(xué)家事跡，從一些趣聞逸事入手，讓學(xué)生明白不起眼的物理細(xì)節(jié)也是經(jīng)過(guò)大量實(shí)證研究獲得.例如在“串并聯(lián)電路中電流規(guī)律”實(shí)驗(yàn)教學(xué)上，通常本部分的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是要求學(xué)生學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單電路圖并掌握簡(jiǎn)易電路連接，學(xué)會(huì)使用變阻器調(diào)節(jié)電流的變化，掌握電壓表的工作原理，等等.對(duì)于該實(shí)驗(yàn)，學(xué)生要想觀察到正確的物理現(xiàn)象，得到對(duì)結(jié)果理論有支撐性的真實(shí)依據(jù)，就需要認(rèn)真進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，把控各項(xiàng)細(xì)節(jié).為此，該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中，教師需要嚴(yán)格要求學(xué)生，檢測(cè)學(xué)生每個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟完成情況.如在學(xué)生連接電路圖過(guò)程中，要求學(xué)生警惕導(dǎo)線交叉的錯(cuò)誤.在對(duì)滑動(dòng)變阻器進(jìn)行控制的過(guò)程中，要求學(xué)生掌握一定的節(jié)奏應(yīng)避免速度過(guò)快.教師對(duì)每部分的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都做出細(xì)節(jié)強(qiáng)調(diào)，可以讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中養(yǎng)成精益求精、嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度，有助于學(xué)生物理核心素養(yǎng)的形成.

2.5 互相評(píng)價(jià)，促進(jìn)學(xué)生綜合提升

為了實(shí)現(xiàn)初中學(xué)生全面均衡發(fā)展，同時(shí)培養(yǎng)其個(gè)性化能力，教師有必要在初中物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)教學(xué)中增設(shè)一個(gè)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，以延伸整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程.通過(guò)學(xué)生互評(píng)方案的設(shè)計(jì)，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)自身學(xué)習(xí)過(guò)程積極反思，分析學(xué)習(xí)方法的優(yōu)劣，同時(shí)有效檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果，進(jìn)而領(lǐng)悟正確學(xué)習(xí)物理學(xué)科的思想和方法.在鞏固學(xué)生探究技能的同時(shí)，也為后續(xù)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)教學(xué)方法的優(yōu)化完善提供了借鑒依據(jù)，助推學(xué)生實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)的全面提升.例如在“多種方法測(cè)量電阻”實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，在學(xué)生完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)后，教師可以組織學(xué)生開(kāi)展學(xué)習(xí)互評(píng)，設(shè)定互評(píng)任務(wù)單幫助學(xué)生對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)做出明確.例如，能否設(shè)計(jì)伏伏法、伏安法來(lái)測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖計(jì)分為1分，對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的各種難題是否高效解決計(jì)分為1分，是否可以根據(jù)結(jié)果推導(dǎo)出特殊方法來(lái)測(cè)量電阻的公式計(jì)2分，能夠?qū)φ麄€(gè)實(shí)驗(yàn)的思路和現(xiàn)象結(jié)果進(jìn)行概括計(jì)2分，是否根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和現(xiàn)象推導(dǎo)正確結(jié)論計(jì)3分.學(xué)生通過(guò)互評(píng)完成打分后再由教師對(duì)整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程作出總結(jié)性評(píng)價(jià)，對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)思路構(gòu)想、具體方案設(shè)計(jì)以及實(shí)踐操作等環(huán)節(jié)中的不足進(jìn)行分析，為學(xué)生提供正確的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)指導(dǎo)，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化自我發(fā)展.

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，核心素養(yǎng)視角下初中物理實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)需要以自主性、互動(dòng)性、啟發(fā)性以及反思性為原則.教師應(yīng)加強(qiáng)自身對(duì)物理學(xué)科核心素養(yǎng)內(nèi)涵的學(xué)習(xí)，精準(zhǔn)把握物理學(xué)科核心素養(yǎng)在整個(gè)知識(shí)體系中的維度，并以此為依據(jù)在各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)環(huán)節(jié)中落實(shí)核心素養(yǎng)，在完成物理教學(xué)的同時(shí)促進(jìn)學(xué)生物理思維能力的發(fā)展，提高整體物理知識(shí)水平.

參考文獻(xiàn)：

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［責(zé)任編輯：李 璟］

收稿日期：2023-11-15

作者簡(jiǎn)介：蔡景珠（1984.6-），女，福建省晉江人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，從事初中物理教學(xué)研究.