培养学生核心素养 突出物理实验教学

徐建洪

（江苏省江阴市夏港中学，江苏江阴 214400）

引 言

实验是物理学科教学不可缺少的环节，对于学生创新思维、归纳知识能力会产生极为重要的影响。由于真实性以及直观性是物理实验的最大特征，因此对于学生来讲，物理实验具有非常大的吸引力，会让其产生巨大的探究欲望[1]。在实验教学中，教师要潜移默化地影响学生，提升学生的科学素养，改变传统的教学观念，以提升学生的物理核心素养为教学目标，对教学方法进行创新，重视学生建构知识和应用知识，重视实验体验，教与学凸显物理学科特色，借助问题解决，促进核心素养的提升。

一、注重实验演示环节，相似比较，洞察细微

核心素养是知识、能力与态度的融合，真实的情境创设是培养学生核心素养的关键。针对初中物理知识特点，初中物理课堂教学通过演示实验相似比较，拉近认知客体与认知主体之间的距离，创设适宜的学习环境，使教学在丰富的表象和优化的环境中开展，增强学习者的感性认识，让学习者更易于参与认知活动。通过比较，不但可以激活学习者的思维，更使学生在有限的时间里获得更多的感性体验，为学生好学、学好、乐学开辟良好的学习情境，从而在学习活动中发散思维、获得知识、培养能力、发展智力，促进核心素养的提升。

例如，在简介声能的演示实验中，为了揭示声音具有能量，可以找一个去底的废矿泉水瓶，在底部扎一橡皮膜，做成一个声能灭火器。演示时将瓶口对着烛焰，教师可以先用手扇一扇，让学生观察到烛焰晃动了，然后用手指轻轻弹击橡皮膜，橡皮膜发出声音的同时，烛焰也晃动了。紧接着，用手指重弹橡皮膜，烛焰甚至熄灭了。该实验简单易行，形象直观，如果教师在演示时加入比较，既对学生有着很强的吸引性，也有利于学生理解声能。

又如在《大气压强》一节的教学中，教师利用空矿泉水瓶来做演示实验用以说明大气压的作用时，教师先对空瓶施加力的作用，使学生听到饮料瓶发生形变的声音及瓶被明显压扁的事实，使学生认识到饮料瓶受到手施加的外力的作用，松手后瓶恢复原状。然后，向饮料瓶内倒入少量热水，摇晃几次后将瓶内的热水倒出并拧紧瓶盖，一会儿学生又一次听到饮料瓶发生形变的声音及瓶被明显压扁的实验现象。在两次相同实验现象的比较中，学生认识到了瓶被压扁必定是瓶外空气如同人手施加力压瓶一般，从而深切体会到大气压强存在的必然性。

二、优化实验演示结构，反向比较，揭示真相

在《汽化和液化》的引课教学中，教师将一块漂亮的手帕浸入由酒精和水配制的混合溶液中，浸透后取出，轻轻拧干，用镊子取出后在空气中点燃，看着熊熊火焰，所有学生都觉得太可惜了。这时，奇迹发生了！手帕上的火焰好像变魔术一样在大家的注视下消失了！教师将手帕展开给大家看——竟然完好无损。此处预设了学习疑问，无疑吊足了学生的胃口，使他们产生急切地想一探究竟的愿望，一定程度上可以调动学生学习的积极性，使学生带着疑问主动参与课堂学习。如果教师只是利用所学知识解释手帕未被烧毁的原因，则教学略显平淡，这时教师可以将相同材质的另一块手帕（不潮湿）点燃，让学生在火光、烟雾、手帕烧毁等感官强烈刺激的比较中，既揭开引课时预设的谜团，又进一步加深汽化吸热的事实。这一教学紧扣了“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。

又如在《家庭电路与安全用电》一节的教学中，为让学生理解连接灯泡的开关应该先接火线的必要性，教师通过图1演示：测电笔的笔尖分别接触A、B处，比较测电笔的氖管是否发光，从而使学生轻松地理解“为了用电安全，连接灯泡的开关应该先接火线”的知识。教师再通过第三图的演示，使学生初步认识到家庭电路中触电的形式以及安全用电的措施，可谓一举多得。

图1

再如在《大气压强》一节的教学中，教师演示“覆杯”实验用以说明大气压的存在。实验的成功率、可视性均很强，但是部分学生在惊讶之余也会产生“卡片不落下是不是被水粘住了”的困惑。如果教师在塑料瓶的底部、硬卡片上用大头针分别戳两个孔，然后让学生分别观察实验演示：塑料瓶的底部有孔而硬卡片无孔实验及塑料瓶的底部无孔而硬卡片有孔实验。通过两组不同实验现象的比较，轻易解决学生的疑惑，消除他们对物理现象的神秘感，还培养了学生乐于亲近自然的愿望。

三、改变实验探究常规，纵横比较，思维发散

在探究光的反射规律时，设计实验时不要照着书本讲解方法由学生实验，这会降低探究的价值。可以让学生选择仪器，进行尝试，从激光照在镜子上，未看见光线的现象开始，给学生足够多的时间和机会，很快就会发现光沿着表面平整的桌面、纸面传播时，可以清晰地看到一束光，从而确定白纸板（显示光路以及其后方向改变和测量入射角与反射角）作为实验器材之一（图2），学生尝试过程中有时看得见另一束光，有时又看不见，经过实践发现当白纸板平面与小平面镜垂直时，能很容易地看见两束光线（图3）。而当学生不经意地向后翻折小窗口时，发现小窗口白板上未出现另一束光，而反射光却依然存在（图4）。当学生将半面白板翻折后，反射光均未呈现，从而便于学生了解三线共面这一规律。学生是学习的主体，应把学习的主动权交给学生，让他们在探索中享受成功。科学探究活动是渐进的，探究过程遇到的问题、发现的问题、解决的问题并不一定都是很大的，也不一定是很了不起的发现，但一定要有真实的体验。

图2

图3

图4

在探究导体中的电流与电压、电阻之间的关系时，应该让学生在明确实验探究目的、理解实验原理与方案的前提下，自己选择实验器材，组合实验装置，自主进行实验。例如，探究导体中的电流与导体两端电压的关系时，大部分学生设计并连接的实验电路为图5，经过点拨学生明确了实验方法（控制变量法），灯泡的电阻不是定值。学生经过讨论，确定了图6为实验电路，那么如何改变电压呢？学生交流可以通过改变电池的节数来改变电压。经过点拨，学生进一步明确了通过改变电池的节数来改变电压，固然是可行的，但是这样做既不方便，同时改变的电压也不能做到连续可变，可以用滑动变阻器来改变电阻两端的电压。这样做的好处是，可以观察到电压连续变化的过程，同时起到保护电路的作用。因此，最终确定了图7为实验电路。教师在教学中应避免将实验电路图设计、实验步骤一条条地罗列给学生，机械化、模式化地让学生“按方抓药”、不求甚解地在表格中填入数据。这种菜单式的实验操作模式，固然容易得出预期的实验结果，但不利于学生实验探究能力的培养。

图5

图6

图7

结 语

根据学生的心理、生理特点及学情，优化设计实验应从学生的实际情况出发，以学生学习的可持续发展为目的，以提高学生的科学素养为重，切实体现生本教育理念，重视提高学生的学科核心素养，让学生在学习中比较，在比较中学习，成为学习的主人。这不仅能够让学生加深对物理知识的理解程度，还能让学生掌握更科学的探究方法，从而让其创新思维能力得到提高。

[1] 刘炳昇,魏日升.初中物理教师实验技能训练（初中物理教学法）[M].北京：高等教育出版社,2003.