核心素養下初中物理實驗教學淺議
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摘要：為了更好地培養初中生的綜合素養，全面提高教育教學質量，推進基礎教育課程改革，新時代的物理教師必須改進物理實驗教學的方法，以更好地落實物理學科的核心素養。針對初中物理實驗教學中教學手段實施不力、教學方法不合理等，通過分析問卷、學生訪談、課堂觀察、小組交流、文獻研究等，對核心素養視域下的初中物理實驗教學提出了較為合理的建議，構建出基于學生可持續發展的教學改革策略。
關鍵詞：核心素養；初中物理；實驗教學；改革策略
一、問題的提出
1.物理實驗教學的實施現狀
2020年10月中旬，筆者對甘肅省白銀市某所完全獨立初中，做了關于核心素養視域下初中物理實驗教學的實施與操作情況的問卷調查，接受調查的學生共有287人，最終收回問卷283份，回收率98.6%，有效問卷280份，有效率98.9%。通過分析問卷、學生訪談、課堂觀察、小組交流、文獻研究等諸多形式的深入研討，發現了初中物理實驗教學中一系列不合理的做法。(1)強化實驗結論的反復記憶忽視學生動手操作的技能在以往實驗教學中，教師先依據課程標準，連寫帶畫地講解實驗操作過程，要求學生做好課堂記錄，甚至直接告訴學生實驗結論要求學生熟記，并根據教師的講解重點或提供的現成的實驗結論，嘗試解釋生產或生活中的一些物理現象或物理規律。(2)注重實驗形式機械無創新忽視科學探究的過程在演示實驗中，教師一般要求學生直接記住結論。而在分組實驗中，以往做法是以6～8人為一組，每組由小組長負責完成，其他學生只當觀眾，偶爾記錄實驗數據，小組長根據教師提前告之的結論，機械重復地驗證實驗，實驗過程根本無創新，最后每小組完成一份實驗報告上交留存，以應付上級檢查。(3)教法簡單粗糙重視考試成績忽視學生綜合素養的培養受考試壓力的影響，每次實驗課，教師都要先花費較長時間講明實驗目的、實驗原理、實驗器材、實驗過程以及實驗注意的問題等，學生逐一將細節整理到課堂筆記本，教師再將實驗中可能出現的考點、疑點、關鍵點羅列到黑板上，并反復強調，要求學生務必記住，然后教師反復強化訓練，直到大多數學生倒背如流，以便考試時能取得較好成績。
2.物理實驗教學改革的必要性
針對白銀市某中學物理實驗教學的實施情況，分析了當前初中物理實驗教學實施的缺點。錯誤的教學理念和教學方式，會使學生錯失自主合作、科學探究的良好契機，違背核心素養視域下物理學科的培養目標，因此，新時代初中物理實驗課堂教學改革勢在必行。一般意義上的物理實驗教學就是在教師的指導下，學生被動接受新知識，只強調知識和結果，忽略過程與方法、情感態度與價值觀，把教學重心放在實驗的結論上。新時代的物理實驗教學，既要培養學生的知識與技能，又要重視學生情感的培養，以逐步形成適應個人和社會可持續發展的綜合能力和必備品質。近些年，隨著中考命題方向的改革，試題更加突出時代性、靈活性和跨越性。新時代初中物理實驗教學以培養學生學科核心素養為根本宗旨，旨在培養物理觀念、科學探究能力、科學思維、科學態度與責任，倡導探究式學習，強調學生親身經歷科學探究的過程，培養科學探究意識，從而形成嚴謹的科學態度和科學精神，使他們的綜合能力得到鍛煉，有利于創新精神的培養，從而樹立起正確的世界觀、人生觀和價值觀。
二、基于核心素養的初中物理實驗教學策略探究
1.轉變教學觀念全面提升學生的綜合素養
物理實驗探究過程，應由單純驗證實驗結論逐步向科學探究過程改進。具體來說，就是讓學生對已有的物理現象、物理規律，利用現代教學手段大膽嘗試和實驗，教師應轉變教學觀念，變單一驗證為科學探究。在以往的實驗教學中，學生容易局限于實驗步驟按部就班地驗證實驗過程，從而得出實驗結論，這種做法實際上使學生錯失了創造性的實踐與探索。因此，核心素養視域下的物理分組實驗課，必須使學生真正成為課堂的主人，創造性地在實驗課堂中手動、眼看、腦思，進行有計劃、有組織、目的性強的科學探究過程。如在講授《凸透鏡成像規律》一課時，教師先出示教學用具，讓學生觀察，學生會看到光具座的上標尺、支架等，這時教師再簡單介紹光具座、光具座上放的器材如蠟燭、光屏和透鏡等，并教學生如何選擇合適的透鏡，讓學生知道物距、像距和透鏡焦距的概念。在組裝器材前，教師先讓學生思考下列問題：(1)實驗前燭焰的中心、透鏡中心、光屏中心，為什么必須調在同一高度？(2)當燭焰靠近透鏡，觀察光屏上像的倒正情況、大小變化等；當u＜f，移動光屏，光屏上還能成燭焰的像嗎？在另一側，用眼睛能看到像嗎？(3)讓學生向遠離透鏡的方向移動蠟燭，觀察光屏，光屏上能成燭焰的像嗎？學生思考交流后，教師指導學生多次改變物距，通過對成像情況的反復觀察和比較，從而得出凸透鏡成像的規律。學生通過動手和動腦相結合，很自然地懂得了實像和虛像形成的原因。這樣的實驗，達到了預期的目標，通過實驗激發了學生的興趣，使其在實驗中得到成功的愉悅，在成功中享受學習的樂趣，更好地培養思維能力和創造精神，使學生的綜合素養得到提升。
2.互換師生角色促進學生創新能力的培養
在以往的課堂教學中，教師充當多重角色，既是知識的傳授者，又是育人者。師生若能互換一下角色，會使課堂充滿勃勃生機。核心素養視域下的初中物理實驗教學，應注重學生創新能力的培養，教師只做教學的組織者、設計者和協助者，讓學生自己動手做實驗，關鍵處做必要指導，這樣做更利于學生積極參與課堂教學活動，利于其主體性、積極性的發揮，也能更好地鍛煉學生的創新思維，培養其創新精神和創新意識。如在執教《探究聲音的音調》一課時，教師先播放各種動物發出的聲音，引導學生根據音調高低和響度的大小，得出“尖、細”的聲音音調高、響度小(蚊子叫)，“低、沉”的聲音音調低、響度大(牛的叫聲)的認知。有了這些鋪墊，再引導學生設計探究音調，會驚喜地發現學生設計出了多組探究實驗：有的利用鉛筆敲擊鋼尺的不同部分，得到了不同的音調；有的利用吹鋼筆帽發出不同的聲音來理解音調；有的敲擊注入不同量水的杯子來探索音調等；還有的通過摩擦杯壁來調節音調……學生的課堂參與積極性非常高，教學效果相當好。通過這樣多次訓練，學生的思維會更加開放，想象力會更加豐富，能有效地培養學生的科學探究能力和敢于創新的探索精神，提高創新能力。
3.改變教學形式
加強多媒體技術與實驗教學有機整合以往的物理實驗教學，教學方法陳舊、考試題型死板、課堂效率低下、評價方式單一。核心素養視域下的物理實驗教學在各個方面都有了較大的變革：即從知識傳承轉向核心素養培養，真正實現從知識中心轉向對能力和素養的考查。這就要求在課堂教學中應該設計更充足的信息量，教師要借助多媒體技術，使枯燥的課堂教學變得生動有趣，有效地優化課堂教學，提升學生創新思維，使學生在愉悅的環境下，獲取新的知識、培養綜合能力。例如，在《探究電流的磁場》一課的實驗教學中，教師先根據教學內容，合理運用多媒體技術設計課堂教學。在以往的教學中，直接取小磁針來做演示實驗，由于小磁針太小，效果不太明顯，坐在教室后面的學生難以看清實驗過程。為了更好地演示奧斯特實驗以及通過小磁針的偏轉證明通電螺線管周圍存在磁場，教師采用投影儀輔助演示，把小磁針、通電直導線、通電螺線管等裝置利用投影儀投射到大屏幕上，以增強實驗效果。由于實驗現象明顯，學生能很自然地得出實驗結論，從而更好地鍛煉了觀察能力、分析判斷能力，課堂教學因而取得了良好的效果。在教育信息化2.0時代背景下，教師可以利用不同的教學軟件，來制作圖文并茂的多媒體課件，形象地演示實驗的整個過程。如在講《平面鏡成像特點》一課時，利用一個小人在鏡前跳舞的課件生動地把成像特點展示了出來，學生不但感興趣，而且還參與到課件中的小人跳舞行列，親身感知成像原理。此外，分子的擴散、電流的形成、浩瀚宇宙中各類星球的相對運動過程等，都可以應用現代多媒體技術錄制微視頻，在課前播放，使抽象的問題更加形象化、具體化。
4.完善評價制度
健全核心素養視域下的評價機制為了較好地實現核心素養視域下初中物理實驗教學的評價機制，應該做到以下四大轉變[1]。第一，評價內容的轉變：以往教師在教授過程及教學內容完成后，由于過分注重對知識掌握的評價，使得評價方法簡單陳舊，評價內容單一，嚴重忽視了對學習過程的考查，因此，要將只重視知識掌握的評價，向學生綜合能力培養的評價轉變。第二，評價功能的轉變：過去教師的考核、評估相對滯后，過分強調考試成績和排名，嚴重地影響了教師專業化的發展。所以要將過于強調評價的選擇和選拔功能，向落實學生物理核心素養的功能轉變。第三，評價方式的轉變：要將學生從評價的客體向評價的主體轉變；從單純重視學生的筆試向綜合運用多種評價方式轉變。在具體實施中，要做到公開、公正，大大激發學生的潛能，調動他們的學習積極性。學生變得活躍、變得有理想，學習變得不枯燥，學生的學習才有動力，教師才能真正意義上為國家培養出積極上進、朝氣蓬勃、有創新精神的優秀人才。第四，評價形式的轉變：核心素養視域下的物理課堂，應將教師的工作能力、工作態度、進修培訓、教學成果、學生的實驗操作技能進步等都納入考核中，并制訂行之有效的獎勵措施，鼓勵和支持中青年物理教師，使他們樂于探索物理實驗教學。消除物理學科與其他學科的人為差別，打破學科壁壘，在晉級或評優選先中，向一線教師傾斜，向優秀教師靠近，只有這樣才能有效地調動教師的積極性，提高課堂教學質量，全面地促進基礎教育課程改革，有力地實現新時代物理實驗教學的順利開展。
三、結論與啟示
1.加強實驗教學培養良好習慣落實核心素養
實驗教學是物理課程改革的重要環節，為了貫徹和落實物理課程標準，提升初中生物理核心素養，培養其良好的學習習慣[2]，核心素養視域下的物理實驗教學改革應以提高學生的科學素養為主要目標，著眼于學生的綜合發展，使其養成良好的學習習慣，通過加強實驗教學，正確理解物理實驗在新時代教學中的作用和功能，用發展的眼光冷靜思索，促進學生“五育”并舉、全面發展。
2.轉變教學理念培養綜合能力改革評價機制
學生核心素養培養不是一朝一夕就能完成的，教師要不斷探索學科核心素養與物理實驗教學的結合，在實驗教學過程中與學生進行良好的溝通與評價；互相反饋，教學相長[3]。物理觀念與科學思維是物理學科的關鍵內容，教師在教學設計中要肯下功夫，加強核心素養視域下物理實驗教學的改革，努力轉變教學理念，提高物理教學質量，培養學生動手操作能力、分析判斷能力和邏輯思維能力，同時健全評價體系，使一線教師競爭公開透明，學生全面發展。
3.優化課堂教學重視科學探究提升學科素養
在物理核心素養中，科學探究是一個過程，體現的是學習方式和科學研究方法，是學習物理觀念、發展科學思維、形成科學態度與責任的手段和途徑[4-5]。所以在物理實驗教學中，應該尊重物理學科規律，加強和優化物理實驗教學，努力提升學生的科學探究意識，課堂教學中依據課程標準，選取恰當的教法，以生為本、立德樹人，充分調動學生的積極性和創造性，從而提高學生的物理學科核心素養。
參考文獻
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[3]杜曉賀.基于核心素養的物理實驗教學[J].物理通報,2019(11):85-88.
[4]陳懋.基于知識重演的初中物理課堂教學實踐探索[J].物理教學,2019(10):48-50.
[5]邢耀剛,邢斌.核心素養視域下物理微課的設計與開發研究[J].中國現代教育裝備,2020(2):56-59.
作者:邢耀剛 單位:甘肅省白銀市白銀區武川新村學校
