核心素養下初中物理探究實驗教學

祝小芳

【摘? 要】隨著教育事業的高質量發展，素質教育在各個教育階段的滲透日益加深，物理學科作為初中教育體系的重要組成部分，是綜合素質形成的基礎?；诖?，為促進學生物理核心素養的發展，明確新課程的重要任務，本文圍繞初中物理探究實驗對其教學路徑進行分析，具體包括基于教材與學情分析創新探究實驗設計、依托于教學情景創設促進學生探究習慣的養成、結合運用合作探究方式培養學生物理思維與能力等，以期為相關工作人員提供參考。

【關鍵詞】初中物理；核心素養；探究實驗

核心素養作為初中生未來發展的需要，是當前教育環境下新課程改革深入的必然趨勢，有利于初中生保持積極的物理學習態度，用于探索物理實驗及相關知識，逐漸形成高水平的自主學習意識。為保證新課程標準落地，本文圍繞初中物理探究實驗分析教學方向，確立實驗教學規范。

一、初中物理核心素養相關概述

（一）初中物理核心素養概念

對于初中物理實驗科學核心素養而言，相較于單一概念的解讀，其更傾向于一個組合定義，即“核心素養”與“科學素養”。根據初中物理新課程標準的相關要求，有關于科學素養的概念是要以科學素養培養為導向，面向全體學生科學開展課程教學。需要強調的是，科學核心素養并非指向單一的能力，而是多種綜合能力的培養，在其含有核心素養定義全部內涵的同時，還需體現物理學科、實驗探究的特色。為此，對于初中物理實驗科學下的核心素養而言，是指在科學和實踐過程的體現、反思、感悟等環節形成的綜合性素養，體現了學生對物理學科科學知識的掌握水平和邏輯能力。

（二）物理探究實驗在核心素養培養中的作用意義

在核心素養的教育背景下開展物理實驗教學時，主要是培養學生運用物理知識解決實際問題的能力，并使學生形成對物理學習的積極性，進而詳細、充分了解物理知識，提升學生的核心素養。而這一過程是一個動態過程，通過在實驗教學中規范學生操作，使其遵循相關要求與標準，能夠在潛移默化的形式下強化學生的物理核心素養，鍛煉學生的自主思考與動手能力，使其依靠自身不斷摸索和積累物理實驗經驗，更愿意參與到物理探究實驗中，主動實現自身在教學活動中的主體地位，養成適合自身發展的學習習慣，以此達到可持續發展目標。由此可見，物理探究實驗在初中學生物理核心素養培養中具有重要意義，而核心素養的引導與加持也能夠促進物理實驗教學方式的創新，由此形成良性循環，提高物理探究實驗教學質量，促進高效實驗課堂的形成。

二、分析核心素養下的初中物理探究實驗教學開展路徑

（一）立足于綜合分析創新設計實驗操作

為促進初中學生物理核心素養的形成，教師應圍繞即將傳授的物理實驗知識對教材與學生學情進行分析，依托于綜合分析對探究實驗操作進行創新設計，優化實驗教學方案，明確實驗意圖，以此揭示課題，在保證教學質量的同時促進學生核心素養的形成。

1.教材分析要點

在開展教材分析時，教師可以針對教學內容設計實驗探究欄目或問題，一方面充分調動學生已學的物理知識，有助于新知識的理解與運用，另一方面幫助學生掌握物理知識間的內在聯系，從而逐漸構建健全的物理知識體系。以滬科版物理教材中的“阿基米德原理”相關教學為例，在開展教材分析工作時，教師可以圍繞“浮力”進行實驗探究欄目的設置，比如“探究浮力大小”或是“影響浮力大小的主要因素”等，進而使學生在認識浮力及其產生原因的基礎上，通過對實驗現象的觀察與分析演示，完成實驗探究，依托于親身實驗給出答案。其中，設計的演示實驗可以是將大塑料瓶壓入水中，提出物體排開液體所受重力與物理所受浮力的關系，通過操作簡單的探究實驗幫助學生在自己的探究下得出阿基米德原理，深化原理理解與印象。

2.學情分析要點

在開展學情分析時，教師應圍繞學生的平時成績、考試成績、課堂表現、學習態度等進行綜合分析，從而得到更為準確的學情分析結果。仍以“阿基米德原理”的教學為例，作為八年級教材的物理教學內容，該階段的學生在經過一學期的學習后能夠掌握科學實驗探究的基本步驟，也逐漸主動運用物理視角對事物進行觀察與分析。在該普遍學情下，教師可以圍繞阿基米德原理教學落實相應的實驗設計，并將重點落在實驗誤差分析上，促使學生在經歷自身猜想與假設后能夠提出問題，然后通過實驗探究過程對猜想與假設進行體驗驗證，以此實現教學目標，即：了解原理及影響因素，掌握原理驗證方法并解決簡單問題。

3.創新實驗設計，增加趣味性

在完成教材分析與學情分析后，根據分析結果創新實驗設計，由于對于初中階段的學生而言，物理知識較為枯燥、嚴謹，學習、理解起來難度較大，因此，為使學生真正感受到科學思維的素養，教師可以落實趣味性的實驗設計，利用相對有趣的探究性實驗內容調動學生參與實驗分析的積極性，進而逐漸形成科學思維，同時利用豐富的物理實驗表象激發學生的物理學習興趣與創新意識。在實際設計中，教師應以教材知識為基礎，從學生學情出發，設計出富有親切感與新奇感的物理探究實驗。仍以“阿基米德原理”相關教學為例，教師可以設計“雞蛋與浮力”這一常見的探究性實驗，以此為引導設計“浮力大小與浸入液體深度的關系”“浮力大小與排開液體體積的關系”等探究實驗，要求學生對實驗進行操作、對數據進行記錄，依托于層層深入的實驗設計調動學生興趣，營造相對輕松、愉快的實驗探究氛圍，發展實驗探究素養，促進學生良好學習習慣的形成。

（二）創設實驗教學情景，依托于問題導向進行探究

為培養學生科學探究能力與實際問題解決能力，促進正確物理觀念和科學態度的形成，在創新探究實驗設計后，教師還可以圍繞知識內容創設相應的探究情景，結合使用問題導向法提出要研究的主題、學習目標，從實驗出發引起學生知識探究欲望。以滬科版“歐姆定律”實驗探究活動為例，在引入新課開展探究實驗教學時，教師可以利用多媒體工具進行動態電路連接，并對滑動變阻器滑片進行移動，詢問學生“在你們的觀察下，通過電阻R的電流及其兩端電壓發生了什么變化”；然后保持滑動變阻器滑片不動，更換電阻R，再次拋出該問題，將學生帶入至主題思考中，使其在實驗現象觀察與操作的基礎上提出問題，共同探究“通過導體的電流、電阻、電壓之間的關系”，揭示探究目標的同時為電流與電壓關系探究下的電路設計奠定良好基礎，打破改變電池個數調整電阻R兩段電壓的學習與操作習慣，利用直觀的探究實驗現象讓學生明確了解到，通過對滑動變阻器滑片進行移動能夠對電阻R兩端電壓進行改變，以此保證實驗探究質量，促進教學目標的實現。其中，在創設相關教學情景時，應充分發揮多媒體工具與新媒體技術的作用，利用音效、動圖、視頻等增加物理知識與主題揭露的直觀性，幫助學生在腦海中建立立體的實驗知識，進一步鞏固學生的科學思維，進而使學生在物理核心素養方面得到提升。

（三）圍繞合作探究方式進一步培養物理思維與能力

對于初中階段的物理探究實驗教學而言，其主要展開方式就是小組合作的方式，為進一步促進初中學生物理思維與能力水平的提高，應“深耕”小組合作方式，圍繞“探究”這一共同點實施合作探究，幫助學生適應新的物理知識與實驗特點。以滬科版初中物理教材中的“聲音是怎么產生的”為例，圍繞該知識開展探究實驗教學時，教師應積極打破“定義傳授—實驗探究—課后練習—作業”這一傳統活動模式，將學生物理核心素養的培養過程與學生的日常生活進行緊密聯系，從多個角度探究課題，比如先引導學生思考生活中的聲音，利用現有知識對“聲音是怎么產生的”進行思考，然后再開展探究實驗促使學生以組別的形式自主探究聲音產生原因，進一步培養學生的整體素質。在“聲音是怎么產生的”探究實驗中，教師可以利用信息教育平臺整合課堂內外的教學資源，然后準備好教材提示的實驗材料，并對其進行補充，比如增加尺子、鼓、橡皮筋、泡沫小球等，增加實驗探究的新鮮感，同時滿足多個組別同時開展探究實驗的需求。在豐富的實驗材料下，學生可以使用多種材料對同一物體發聲與不發聲進行比較、思考，初步認識到聲音由物體振動產生，以此激發探究科學興趣。除此之外，由于組別合作探究力量更大，所以教師可優化探究實驗流程，即“感知聲音并提出問題—收集事實并提出假設—驗證假設然后得出結論”，讓學生在探究性的實驗操作中確定聲音產生原因，驗證自身猜想，以此獲得物理探究學習的成就感與獲得感。

（四）以生為本，依托于實驗的自主設計強化求知欲望

在培養初中學生的物理核心素養時，教師還需尊重學生在教學活動中的主體地位，通過引導學生開展物理探究實驗的自主設計加強學生對物理知識的求知欲望與探索素養，有助于培養學生解決問題的創新思維。在具體教學工作中，教師應正確認識到探究實驗的本質，即：發現規律、掌握方法、解決問題，針對已經具有一定實驗探究能力與基本操作能力的初中學生，教師可以讓其圍繞知識自主設計物理實驗，從而深化其物理知識的學習理解，使其在實驗設計過程中不斷分析所學知識，積極反思探究的過程與結果。在此過程中需要注意的是，教師應盡量引導學生避開教材中已經明確提出的探究實驗，通過組織引導使其獨立思考，依托于自主設計得到有關于探究實驗的具體方案，然后自主提出猜想、論證，最終得出較高科學性的實驗結論。通過完整的探究實驗的自主設計，學生將主動從多個角度思考物理知識與問題，當其順利設計出具有較強探究性的實驗方案并解決相關問題后，能夠有效增強其物理知識學習與實驗探究中的情感體驗，促進學生發散思維、解決問題能力等素質的形成與提升。

三、結束語

綜上所述，探究實驗作為初中物理教學的重要組成部分，其開展質量直接關系到學生學科能力與學科素養的形成與發展。因此，在核心素養的教育背景下開展初中物理探究實驗教學時，應將培養學生物理核心素養這一目標貫穿教學活動的始終，并整合運用小組合作、問題導向、情景創設等多種教學方式，優化探究實驗設計、尊重學生學習主體地位等，從而促進學生核心素養的發展。

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