初中物理实验教学中如何发展学生的学科素养
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摘 要：随着新课改的不断深入，培养和发展学生核心素养成为重中之重。对于学生而言，物理学科素养一方面有助于他们牢固掌握学习技巧，提升学习效率;另一方面有助于从整体上促使教师提升教学效率。在初中物理教学中，初中物理实验在培养和发展学生核心素养方面发挥着至关重要的作用。因此，教师在新课改背景下要积极响应素质教育的口号，从学生的实际出发，在初中物理实验教学中培养和发展学生的学科素养，促进学生全面健康发展。
关键词：初中物理;实验教学;学科素养
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：2095-624X（2020）23-0039-02
随着素质教育的不断深入，教育的核心目标从过去知识的教学逐渐过渡到学科素养培养方面。在初中物理学科素养中，科学素养是重要的组成部分，在物理学科素养中，科学态度、科学精神，物理观念的形成离不开实验教学。所以，物理新课标明确提出，在物理教学中，实验教学是非常重要的一部分，同时它将物理实验与科学内容、科学探究一起列为课程内容，有利于促进初中物理实验教学的开展，同时也有利于提升实验教学水平。
一、初中物理学科素养的概念
作为初中阶段实践性与理论性并存的一门学科，物理学科高度重视学生实践与理论的结合，物理学科的这一需求在实验教学中体现得非常到位。物理学科素养具体包含了物理观念、科学态度与责任、科学探究、科学思维四个内容。总的来说，物理观念主要是指学生脑海中所形成的物理基本观念，这一观念要求他们从物理学视角认识能量、物质、运动与相互作用等物理概念。科学态度与责任具体指学生通过学习认识科学本质，认识环境、科学、技术、社会等关系，从而形成科学的行为方式和健康的情感。科学探究这一学科素养在于重点发展学生的科学探究能力。教师在实践探究活动中可以提出问题，让学生根据问题提出假设或是猜想，然后获取信息，处理问题，还可以让学生基于事实或是证据推理得出正确的结论，并做出合理的解释，从而在真正意义上体验到科学探究的乐趣。科学思维是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式;是基于经验事实构建理想模型的抽象概括过程;是分析综合和科学推理等方法的内化;是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、批判，进而提出创造性见解的能力与品质。科学思维主要包括模型构建、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。初中物理学科素养的四个内容为物理实验教学有序开展指明了方向[1]。
二、初中物理实验教学培养和发展学生学科素养的重要性
1.有助于提升学生的实验探究能力
对于初中生来说，物理这门学科是他们才接触的，他们自然不太了解物理概念、公式等，对物理实验的认识或是学习也比较浅，另外，部分学生实验能力较弱，也有待提高。教师在实验教学中要从学生实际入手，发展和培养学生学科素养。这样，一方面可以促进物理实验教学质量的提升，另一方面还有助于培养学生的实验探究能力[2]。
2.有助于提升学生的科学思维能力
受某些因素的限制，有一部分学生实践操作能力弱，因此他们的科学思维能力存在一定短板。实验教学是集动手操作与理论于一体的教学，可以帮助学生在实验中不断思考，通过长期的训练，从整体上提升学生的科学思维能力。
3.有助于培养学生的物理观念
在初中学科核心素养中，科学态度与责任是不可或缺的一部分，教师在实验教学中可以通过丰富有趣的实验帮助学生形成科学的物理观念，促进其学科素养的发展，同时还有助于学生转变学习态度，从内心深处意识到建立正确的物理观念的必要性和重要性[3]。
三、初中物理實验教学发展和培养学生学科素养的策略
1.剖析物理实验原理，帮助学生树立物理观念
在初中物理学科素养中，物理观念是非常重要的一个内容，是物理概念和规律在学生头脑中的提炼和升华。物理实验原理直接决定物理实验过程和现象，因此，教师在物理实验教学中利用实验或是直观形象的多媒体分析实验过程中出现的运动规律、物质相互作用、物质结构等，可以帮助学生清晰认识实验原理，让学生在脑海中形成科学正确的物理观念。
比如，在“比热容”这一章节的教学中，教师可以开展探究不同的物质吸热性能的实验。教师可以选取质量相等的砂石和水，并基于同等情况对上述物质进行加热操作，随后再根据时间的变化，对砂石和水的温度进行测量，之后再引导学生分析数据，最终得出结论。这种引导式的实验有助于学生进一步理解物理概念，了解实验原理，从而帮助学生形成物理观念。
2.开展有趣的实验，启发学生的科学思维
由于物理这门学科具有抽象性，因此绝大多数学生在学习物理的时候经常会遇到无法理解的现象。教师要从学生的实际情况入手，优化实验教学，开展有趣的物理实验，通过形象简单的物理实验展现出枯燥难懂的物理知识，最大限度地激发学生的学习兴趣，启发学生的科学思维，从整体上促使学生物理学习能力的提升，从而达到培养和发展学生学科素养的目的[4]。
以“电磁转换”为例。由于磁场或是电场的特殊性，其本身就属于摸不到、看不见的场，所以，绝大多数学生在学习中没有一个直观的感受，自然也无法理解电磁转换原理。考虑到这一章节难度系数大，笔者在开展新课教学前，为学生引入了一个小实验。笔者将小节的电池与直导线、小灯泡、开关有效地连接在一起，之后笔者再闭合开关，这个时候小灯泡就处在发亮的状态，发亮则表示电路处在接通状态。为了更好地启发学生的物理思维，这个时候笔者趁热打铁，将小磁针放在一条导线的正下方。如此一来，学生就可以近距离地观看小磁针的转向。笔者在本次实验中积极鼓励学生自己动手摆动小磁针，通过自己的动手，真实地感受实验过程。在观察过程中，有学生指出，当小磁针放置在直导线的正下方，与直导线保持水平状态的时候，这个时候小磁针会小幅度地转动。小磁针的这个实验现象，充分激发了学生的探究兴趣。为引导学生思考，笔者还提出了这些问题，比如：“在实验中，小磁针为什么会转动？小磁针转动需要哪些条件？如果将小磁针放置在其他位置，它还会转动吗？”通过问题引导学生积极思考，启发其物理思维，发展和培养学生的科学思维。 3.积极鼓励学生开展实验，培养实验探究能力
在初中物理学科素养中，实验探究能力是非常关键的一部分。实验探究不仅是学生的学习目标，还是一种教学方式。实验探究要求学生根据实验提出问题，根据物理现象，形成假设或是猜想[5]。另外，还要求学生根据实验现象得出结论，交流、评估以及反思实验探究过程和结果。为了更好地培养学生的实验探究能力，教师需从学生的心理特征和年龄特征入手，尽可能地将验证性实验变成探索性实验。教师在引导学生动手操作的时候，要让学生根据实验原理分析实验过程，总结结论。这样一来，在探究性实验中，学生经历了提出问题和假设设计实验、动手操作、收集数据、交流分析、总结的过程。
比如，在“电路的连接方法”和“牛顿第二定律”的教学过程中，教师可以从初中生特征入手，将教材上的实验变成探究性实验，从而为学生自主探究创造机会。又如，教师在凸透镜成像规律探究实验中，可以根据初中生的认知特征，增加“用书本挡住部分凸透镜后观察光屏上的成像情况”的实验。在这个实验探究过程中，教师一方面要教学生具体的实验操作方式;另一方面，还要通过典型的物理实验鼓励或是引导学生归纳总结实验操作方法，比如比较法、推理法、控制变量法等，让学生掌握这些实验方法，为之后的实验操作奠定良好的基础。再如，学生在测电阻的实验中一般都会使用到欧姆定律。对此，教师就可以积极引导其尝试用各种实验方式，比如，滑安法、滑伏法等，并大胆放手，让学生设计实验流程，选择实验器材，鼓励学生使用不同的电路、方法、器材完成实验。这样的举措可以培养学生实验探究能力，促进学生学科素养的发展。
4.设计生活化实验，培养科学态度与责任
在初中物理学习中，科学态度与责任是非常关键的品格，这种品格有助于学生在研究或是应用物理成果的时候，进一步理解社会、环境、科学的关系，并具备可持续发展、节约资源的责任感。基于此，教师在物理实验教学中，一定要考虑到日常生活中的方方面面，优化或是完善实验，通过这样的举措，促进实验广度或是深度的拓展。
比如，教师在“温度”的实验教学中，可从学生认知特征入手，为学生设计这样的实验。在不同温度的水中，放入大小一致的冰块，让学生认真记录液面位置，认真观察液面变化情况，一直等到冰块完全融化为止。随后，教师提出问题：“近年来，随着环境的恶化，全球气候变暖，全球各地的冰山正不断融化，同学们，请思考，海平面会发生什么样的变化？”通过提问的方式，引导学生认真思考环境、技术、社会之间的关系，促进其社会责任感的提升，从而更好地达到发展或是培养学生科学态度与责任的目的。
结 语
为发展学生的物理学科素养，教师在初中物理实验教学中需剖析物理实验原理，开展有趣的实验，积极鼓励学生自主探究，设计生活化实验，从而促进学生的全面健康发展。
[参考文献]
[1]鲍亚培，景维华.全国中小学实验教学说課活动作品分析——以初中物理学科为例[J].中国教育技术装备，2019（17）：24-28.
[2]林 娟.浅析初中物理实验教学环节学生核心素养的培养[J].当代教研论丛，2019（8）：88，90.
[3]杨文婷.增进课堂教学实效 滋润学生物理素养——基于核心素养下提升初中物理课堂教学成效的探讨[J].中学理科园地，2019（3）：69-70，72.
[4]沈志亮.基于核心素养的初中物理实验教学策略[J].中学物理教学参考，2019（10）：60-61.
[5]陈培凤，季卫新.深度备课：初中物理实验教学中发展学生核心素养的策略——以“探究凸透镜成像的规律”教学设计为例[J].物理教师，2019（2）：23-26.
作者简介：罗 辉（1962— ），男，广西陆川人，中学高级教师，本科，研究方向：初中物理教学。
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