引导体验学习 提升物理素养

陈少东

【摘 要】培养学生的物理核心素养是物理教学的重要目标，学生在体验式教学中体验物理知识的发展过程，体验物理实验的探究过程，体验物理学科的应用价值，从而提升物理素养。

【关键词】体验学习；物理素养；发展；探究；应用

在初中物理课堂教学中，培养学生的物理核心素养是十分重要的教学目标。学生物理素养的形成需要基于他们的体验学习，在体验学习的过程中，他们才会进行物理思辨、物理实验与物理探究。教学中教师可以从以下三方面引导初中生进行体验性物理学习。

一、体验物理知识的发展过程

物理知识体系和其他学科一样，有自身独特的形成过程与发展背景，学生们可以从现实生活中的方方面面来感悟物理知识的是如何发展的，也可以从书本上描述的物理学发展史中获知物理学的发展进程，通过感悟知识的发展过程来学习物理学的研究策略和思考方式。

在学习“牛顿第一定律”的过程中，我们对动力和力的关系进行了研究。因为运动和力是人们在日常生活中最经常接触到的物理现象，学生们也因此知道了力是可以改变物体的运动状态的，因此在他们的脑海中会有一些错误的固有观念和认知。如学生们会认为“当物体没受到外力的时候就会停下来”或者“有力才会有运动”等等。其实早在数千年前，人们就对运动和力的关系产生兴趣并进行研究，但这两个疑问一直到后来才被伽俐略和牛顿这两位伟大的科学家所解决。运动和力的关系体现了科学研究的基本方法，同时也深化了人类对自然的认识，对人类的思维发展产生了重大的影响。而初中的学生刚刚接触到物理这门学科，要让他们了解并判断“运动不需要靠力来维持”和“运动需要靠力来维持”这两个对立的观点是非常困难的，我们只有让学生亲身体验运动和力的相关现象，才有可能改变他们的错误观点，从而建立让他们能够理解和认可的正确理论。

体验一：先让学生在课桌桌面上推动物理课本，有推的话课本就移动，不推的话课本就停止。

观点：要使物体能够不停的运动，就要对它施加力的作用；当这个力撤销以后，物体就会停止运动，这就是“运动需要靠力来维持”（亚里士多德的观点）。

体验二：在水平桌面上用力推一个玻璃球，等它滚动起来后，把手放离玻璃球，此时玻璃球还要继续原来的方向滚动一小段距离。

观点：物体的运动不需要靠力来维持（伽利略的观点） 体验三：手里拿着一条一端系着小球的细线，然后让它在水平桌面上做圆周运动，突然松手后，小球就没有继续做原来的圆周运动。

观点：力是使物体运动状态改变的原因（伽利略的进一步观点）。

通过以上三个小体验，学生在了解到著名物理学家发现知识和研究规律的曲折历史、熏陶了科学情感的同时，还发现了自己以往的错误观点，并且理解了错误的原因，认可和建立了正确的理论。

二、体验物理实验的探究过程

新课改的标准和要求指出：“在教学过程中要引导学生主动参与、勤于动手和乐于探究的精神，进一步培养学生获取新知识、收集和处理信息、分析和解决问题以及合作与交流等综合能力。”以上各方面的能力只有学生自己在实验探究的过程中才有可能接触到，才能得到培养和锻炼。尤其是现在的学生的个性和自我意识都很强，遇事容易以自我为中心，不太容易和融入别人，而教师设计的实验在独立操作的情况下很难完成，这个时候学生就会发现合作的重要性和必然性，才会与别的同学一起合作共同探讨，进一步培养了学生合作探究的能力。

例如，在教学“探究凸透镜成像规律”这一课时，可以这样引导学生开展物理探究实验。

（一）进行合理猜想：思考成像的性质与什么有关？然后把思考结果分享出来。

（二）制定实验计划：需要用什么样的参照标准来改变物距？具体要怎么操作？

（三）选择实验材料：准备用什么物体？为什么要选取这个做物体？

（四）设计实验步骤：需要观察什么数据？要测量什么数据？要记录哪些数据？

（五）統筹安排步骤：以上这些步骤要怎么样分工才最合理？

（六）体验过程步骤：你们想和其他小组比赛吗，如果想的放在，可用以下标准来给你的对手评份：完成时间30分、选取材料40分、最后结果30分。

通过以上的分组实验，使学生在认真观察之后进行合理猜想，然后逐步制定相应的试验步骤，并在激烈的竞争压力中亲身经历和体验了本次实验探究的全过程，并分享了成功的喜悦与研究成果的成就感。同时，为了能够在比赛中取得好名次，学生们会合理安排、认真思考、周密部署，摈弃所有影响得分的因素，更加不会做一些与实验和学习无关的事情，因此大大提高了课堂效率。本次分组实验课综合锻炼了学生的多种能力，不仅让学生们学生会责任担当、合作探究，同时也培养了学生们的集体观念和竞争意识。

在不同的实验探究过程中经常会运用到不同的科学研究方法，例如常见的“转换法”与“控制变量法”等。教师通过设计不同的实验课程，让学生们亲身去动手实验、共同探究什么是“转换法”或者变量是怎么控制的，引导学生带着问题去体验实验方法，思考实验过程，感受不同实验方法的实用性与重要性。

例如：“探究哪些因素和物体的动能有关”

结合平时日常生活中所见所闻，举例说出哪些因素和动能有关？

体验变量环节：你们打算选什么样的钢球？选几个？为什么？

体验控制和转换环节：你们准备怎么作用它们？除此之外还要用到其他什么器材吗？这些器材有什么具体用途？

体验操作环节：在你们做实验的过程中，我能帮你们录像吗？

知识不但具有延展性，还是方法的载体。如果脱离了知识来讲操作方法，会使方法显得过于理性化，既不具体又很抽象，不便于理解。而做实验正好能让学生通过亲身应用和体验来强化所学的知识点，科学正确的实验和研究方法可以使学生们对科学探究的过程更加有益，同时也有助于得出正确的结论，更有利于学生提高研究能力，提高科学素养，激发学习兴趣，学会正确的学习方法。特别是最后的体验操作环节，教师帮学生录制自己的实验视频这个小小的举动，除了改善师生关系以外，还提高了学生要主动学好科学知识的自信心，进一步激发了学生热爱科学的情感，可谓一举多得。

三、体验物理学科的应用价值

在当今社会，很多日常生产生活当中常见的用品和设备都和物理原理或规律息息相关，科学技术的发展进步以及其他一些重大社会问题的解决方法都离不开物理知识。就目前来说，物理科学与技术已然广泛应用到社会的各个领域，这让我们更加深刻的感受到物理知识的重要性。在教学过程中，我们也可以以此为切入点，利用物理知识的延伸来渗透学科知识的实用体验。我们可以选取一些经常看得到、容易找得到的素材来设计实验方案让学生亲身体验实验的过程和原理，通过体验实验来体验学科知识的应用与价值。

例如，在教学“能量的转化与守恒”一课时，教师可以选取一些常见的儿童玩具例如跳跳球、弓箭或是上了发条的人偶玩具等，在教学过程中引导学生们通过观察来拓展和挖掘出玩具中潜在的教学功能。学生们在教师的引导下通过观察，很直观的看到了能量的转化情况，从而很容易的理解了弹性势能的大小与弹性形变程度之间的关系；再通过观察上发条玩具的能量转化，教师再次引导学生对“动能转化为弹性势能，弹性势能转化为动能”的定义进行扩展：比较一下电动玩具的能量转化哪一种好一点？然后自然而然的引發出电池的污染，使学生们体会到环保的重要性与紧迫感，在这个教学过程中，不知不觉就渗透了STSE的教育。学生们就会主动质疑，提出问题，延伸出为了节能环保就要研发太阳能。

通过以上这一系列的体验，物理科学的社会价值瞬间高、大、尚，学生们会感觉到物理知识无处不在，在今后的日常生活当中就会主动去思考和观察身边的现象，主动实践，勇于创新，探究出隐含在其中原理。

总之，为适应教学课程改革的深化过程，课堂的重心应该从传统教学方式向注重学生的自主体验转移。传统的教学方式是以教师的讲授为主的课堂教学，而自主式体验教学显然更加符合中学生的认知规律与身心发展性。学生才是学习的主体，他们通过自主体验进一步“发现”和“创造”了知识，核心素养得到了不同程度的提升，综合能力得到了不同程度的锻炼。因此，教师在教学过程中应该积极营造、合理安排以供学生充分体验的学习氛围与教学情境，真正把体验式教学落实到位，切实提高学生的核心素养，为实现学生提升社会价值尽自己每一分职业责任。

备注：本文为苏州市教学科学“十三五”规划课题：《融合教学理念下苏南农村初中教学行为优化研究》研究成果，课题编号：16122785。