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立足学科核心素养开展初中物理实验探究教学

作者:未知

  【摘 要】实验探究是学生认识物理现象、构建物理概念、学习物理规律的重要方式,是培养学生学科核心素养的重要途径,是物理课程内容的组成部分之一,也是学生课堂学习目标之一。本文阐述立足物理学科核心素养开展初中物理实验探究教学的一些思考。
  【关键词】核心素养;初中物理;实验探究
  【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437(2019)10-0168-02
  经过几轮的教学改革,初中物理知识变得更为基础,更为实用,然而在学生的学习过程中仍然感觉物理难学。难在物理思维形成和物理方法应用。深化物理课堂教学改革,重视实验探究,重视物理概念与规律的生成过程,重视学生学科核心素养的培养,从而提高学生学习物理和应用物理能力,培养现代化社会所需的创新型高素质人才。
  1 认识实验探究的重要性,端正学生科学态度,增强科学责任感
  初中生处于一个多动好奇,感性认识大于理性认识的阶段。学生对物理实验有着浓厚的兴趣,对每一样器材都充满新鲜感和好奇心。由于对实验探究的重要性认识不够,会导致学生将实验探究当成游戏,在实验中顾着玩弄器材,或是停留在一些简单的实验表面现象上。忽视了实验的原理、方法,不注重新问题的发现与解决方法的思考,使物理实验探究的课堂效率降低,不能有效达到教学的目的。因此,高效的实验探究课堂,要从端正学生实验探究态度开始[1]。认识实验探究的重要性,能有效的端正学生的实验探究态度。人教版初中物理教材,将长度和时间的测量放在第一节课,目的在于让学生了解测量工具对人们认识周围世界的重要性,是人们进行科学探究的基础。作为学生学习物理的启蒙篇,教师不能将教学停留在学习刻度尺和秒表的使用上,要充分领会教材的内涵,对其内容进行挖掘,认识到测量工具对科学探究的重要性。通过学生练习长度和时间的测量认识误差及减小误差在科学探究中的重要意义。《测量平均速度》是初中学生接触的第一个完整的探究实验。教师在授课过程中可以呈现从提出问题到猜想,从猜想到实验设计、实施、数据采集、数据处理,再到交流评估等完整的科学探究过程,让学生知道科学家是如何思考和解决问题的,从而认识到实验探究对物理学习和社会发展的重要性。在学习物理之初,端正实验探究的态度,为整个初中物理的学习奠定好基础。
  通过科学故事讲述物理学历史也能有效让学生认识科学探究的重要性,增强科学责任感。人们从通过观察认知世界到伽利略通过实验研究物理规律,再到牛顿的思考总结得出了奠定经典物理基础的三大运动定律。学习阿基米德原理时,将阿基米德原理的来龙去脉讲述给学生听,促使学生对该原理形成基本的认识。通过这种故事的讲述,一方面能够提升教学的趣味性,提高学生学习兴趣,更重要的是可以让学生了解物理学历史,认识实验探究对科学发展的重要性,促进学生形成不迷信,敢于质疑,努力追求科学本质的科学态度;再则可以使学生对科学家产生崇拜与敬佩之情,使学生以科学家为榜样,努力学习,产生肩负起未来科学发展的科学责任
  意识[2]。
  2 合理设置情境,培养学生物理观念
  形成一定的物理观念,对促进学生全面发展有着重要意义。要形成物理观念,需要学生学会以物理的视角来审视问题,应用相关的物理概念和规律解释实际问题。这就要求学生掌握一定的物理基础知识,并且能够对其掌握的知识进行深化。在初中物理实验探究教学中,将实验探究转化为一个要解决的实际问题,可以让学生更好的了解物理概念,更能了解其在实际中的应用,从而培养了学生的物理观念[3]。
  如在《测量平均速度》一节的教学中,人教版教材设计了测量一个小车从斜面滑下时的平均速度。单纯地进行这个教学,只能让学生掌握测量平均速度的方法。那人们为什么要测量平均速度呢?测量小车从斜面滑下的平均速度对我们有什么意义?可以在这个问题上做文章。将“测量小车从斜面滑下的平均速度”转化为一个实际问题,学生在掌握平均速度测量的原理和方法的基础上,培养应用物理知识解决实际问题的能力,促进学生物理观念的形成。小车从斜面上滑下,涉及到运动,也涉及到能量,当然本节课的主要目的是研究物体的运动情况。具体教学如下:首先,让学生回顾骑自行车下坡时,不用力蹬脚踏板,车速是如何变化的?学生根据生活经验都知道车速会越来越快。追问,是不是所有的物体从斜面上自由滑下时速度都会越来越快?你的猜想是什么?如何验证你的猜想?通过学生讨论后,引导学生确定实验思路:测量出一辆小车在斜面上自由滑下时,在不同阶段的平均速度,就可以验证猜想。再进一步引导学生设计具体的实验方案进行实验。得出结论后,可以接着追问,为什么小车的速度会越来越快,如果斜面再粗糙些,情况还会相同吗?能否让小车在下滑过程中做匀速甚至减速运动,请学生课后思考。
  3 合理开展实验培养学生物理思维,提高探究能力
  实验探究是实现教学目的的一种手段,不是教学的最终目的,以实验探究教学为载体,使学生在实验探究中培养物理思维,提高探究能力,感受物理概念及规律形成过程才是实验探究的目的。在开展初中物理实验教学时,不是为了让学生重复教师设计好的实验步骤,也不是堆砌一系列的实验现象去简单的找规律。要更为重视学生物理思维及科学探究方法的培养。优化实验教学过程,培养学生思辨能力、推理能力、数据分析能力是基于核心素养下实验探究教学的追求[4]。
  如在探究光的折射规律教学中,不能简单地让学生测量多个角度入射时的折射情况来总结光的折射规律。教学中可以先让光以一个角度从空气斜射入玻璃砖,用描点法记录下折射光线,比较折射角与入射角的大小,初步分析数据可以得到折射角小于入射角的结论。然后追问:单凭一次数据得出结论是否科学,应该如何改进?然后由学生提出改进意见后,学生自己设定入射角的大小,先猜测折射光线的大致位置,接着再通过实验进行验证。再追问:光的反射现象中光路是可逆的,那么折射中光路是否可逆呢?在折射中折射角是否總小于入射角?请设计实验验证你的猜想。在这个教学过程中,学生得到的不仅只是光的折射规律,学生的推理能力、多次实验寻找普遍规律科学探究方法、实验设计能力等均能得到充分的提高。   再如,在声音的传播的教学中,先让学生阅读课本,学习人耳听到声音的原理,然后问:声源的振动如何引起耳膜的振动?然后用学生跳绳的两个手柄来分别代表声源和听者耳膜。在两个手柄之间没有绳子相连的情况下,一个手柄振动无法使另一个手柄振动。如果两个手柄之间用绳子相连,绳子将一端的振动传递到另一端,從而引入介质的概念。人们在交谈过程中,说话者声带的振动是通过什么引起听者耳膜的振动?由此得出声音可以在气体中传播。追问:声音能否在液体和固体中传播,请设计实验证明你的观点。接着可以将一手机放在密封袋里放入水中,用另一台手机拨打水中的手机让学生听到电话铃声,证明声音可以在液体中传播。让学生将耳朵紧贴课桌,用手轻轻敲击课桌,感受声音在固体中传播。追问:如果没有任何介质,声音能否在真空传播?演示:将一台手机播放音乐放入真空罩中,抽走空气直到听不到音乐声。提问:这个现象能否证明声音不能在真空中传播,此时听不到音乐声,是否存在其他可能?如何证明?由此培养学生质疑、思辨、解决问题的能力。
  4 隐性教育和显性教育相结合,培养学生学科核心
  素养
  在教学活动中潜移默化地培养学生核心素养是一种隐性的培养方式。由于初中学生领悟能力和自我提炼能力都在成长,以及学生能力个体的差异,还有很大一部分学生不能完全领悟到老师在教学活动中所渗透的思维方式和探究方法。所以,教学中还要在课堂总结过程中将相应的思维方式和科学方法、学生应具备的物理观念或是科学态度与责任概括出来,通过这样的显性教育使学生对学科核心素养有更明了、更充分的认识[5]。
  如《声音的产生与传播》一节中涉及到推理、思辨、质疑、转换放大、多次实验寻找普遍规律等思维方式与方法。
  立足物理学科核心素养开展实验探究教学能更加高效地实现教学目标,更有助于学生的全面发展,也更能满足新时期社会发展对教育的需求。总体来看,教师在初中物理实验教学时,要以核心素养为准绳,助力学生实现全面发展。
  【参考文献】
  [1]张宪魁,秦晓文.物理科学方法教育理论与实践[M].北京:北京师范大学出版社,2015(8).
  [2]李宝银.初中物理核心素养与关键能力的研究——对“实验探究”教学的建议[J].湖南中学物理,2018(12).
  [3]韩志强.让科学探究真正发生——基于学科核心素养的初中物理实验设计初探[J].中学物理,2018(22).
  [4]王永贵.探析如何在实验课上培养初中学生物理学科核心素养[J].课程教育研究,2018(43).
  [5]江嘉敏.探究核心素养理念下初中物理培养学生自主设计实验能力的有效途径[J].新课程(中),2018(08).
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