物理实验中落实物理核心素养的策略研究

岳芳侠

物理核心素养是学生在接受物理知识的过程中，逐渐形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化、带有物理学科特性的品质，是学生科学素养的重要构成。学生物理科学素养主要包括四个方面的内容：物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任。物理观念是从物理学视角形成的关于物质、运动、能量和相互作用的基本认识;是物理概念和规律在头脑中的提炼和升华;是运用物理知识和方法解释自然现象和解决实际问题的能力。主要包括物质观、运动观、能量观、相互作用观及应用等。科学思維是从物理学视角对客观事物本质属性、内在规律及相互关系的认识方式;是基于经验事实建构理想模型的抽象概括过程;是分析综合、推理论证等科学思维方法的内化;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。主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等。科学探究是指具有科学探究的意识，能在真实情景中提出物理问题，形成猜测和假设，利用科学方法获取信息和处理信息，形成结论，以及对探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力，主要包括问题、证据、解释、交流等。科学态度与责任包括科学本质、科学态度、社会责任等。学生物理核心素养的要求有别于以前所提的三维目标，三维目标与核心素养的关系不是等距的，也不是等值的。三维目标视域下的物理教学是以学生为中心的教学，核心素养视域下的物理教学是以学生活动为中心的教学。

那么，如何落实教育行政部门提出的培养学生物理学科核心素养的要求，就成为摆在初中物理教师面前必须要面对和解决的问题。课堂是学习的主阵地，一节课40分钟，既要保证教学质量，又要培养学生的核心素养，对于年轻教师及生源质量较差的学校来说，只要能保证一个都已经很不容易了，当学生成绩没有得到提升时，教师就会着急上火，就会不管不顾。但在多年的教学实践中，笔者越来越强烈地感受到兼顾学生知识、能力、素养培养的物理教学并非想象的那么困难。那么，在初中物理教学的主阵地——课堂上，教师怎样通过活动培养学生的物理学科核心素养呢？仔细研究后，笔者发现初中物理课堂教学基本都是由生活现象导入的，通过实验得出或总结物理规律后再加以应用的。这也充分诠释了初中物理教学的理念：从生活走向物理，从物理走向社会。而实验又是探究物理规律、总结物理概念的重要手段，几乎贯穿于每节课中，所以利用好物理课堂教学中的实验，如现象明显的小实验、学生分组实验、教师演示实验等都可以很好地落实学生物理学科核心素养的要求。

其中，小实验在物理教学中占有很重要的位置，它与学生分组实验、教师演示实验同等重要。小实验因为小，所以取材方便，易于操作。教师可以利用它进行课前导入，课中激趣设疑，帮助学生巩固基础知识，激发学生的学习兴趣，促使学生更好地理解和巩固物理概念及物理规律。

下面，笔者就如何利用课堂小实验引导学生进行深度学习，以及落实物理学科核心素养，谈一下自己粗浅的认识。

一、教师演示，激发学生学习兴趣

由于部分学校小学科落实不太到位，学生的学科素养比较薄弱，所以教师的示范引领对培养学生的实验探究能力有着非常重要的作用。讲授大气压强时，能证明大气压存在的实验有很多，但作为一名教师，笔者需要选取取材方便、实验现象明显的实验进行演示，这就要求笔者必须进行大量的学习。例如，翻阅《中学物理》等杂志，观看抖音中的实验视频或他人的课堂实录等。只有经过比对、积累，才能选择自己认为不错的实验。像油桶变扁实验，因为油桶较大，实验的可视性较好;易拉罐变扁，因为易拉罐是金属，变扁时会发生巨响，能够吸引学生的注意力;手掌提饮料，因为饮料很重，平平的手掌竟然能将饮料提起来，学生很好奇，他们学习的积极性十分高涨;拔火罐是理论与实际联系的具体体现，学生就会发觉物理就在自己的身边。在物理教学过程中，教师通过分析这几个实验，使学生对大气压的存在有了深刻的理解。

在讲授流体压强与流速的关系时，笔者用一次性杯子为学生进行演示：将杯子一个一个垒起来在杯口吹气，杯子就会一个一个跳出来，实验简单易操作，学生兴趣十分浓厚。在讲授惯性时，笔者用一次性杯子进行了演示：将两个一次性杯子竖着扣在一起并倒扣在桌面上，两个杯子之间用一张扑克牌隔开，当我们抽走扑克牌时，上面的杯子并没有随扑克牌一起移动，而是落回了原地;还可以用一个大的透明玻璃杯装上水，盖上扑克牌，将一枚生鸡蛋放在扑克牌上，抽走扑克牌时鸡蛋则会掉入玻璃杯中。在讲授摩擦力时，笔者让学生取两本书，将书一页一页地重叠在一起用力拉，学生发现怎么也拉不开;还可以利用筷子提米：在玻璃瓶中装满米，将一根筷子插入米中，利用筷子就可以轻易地将米和瓶子一起提起，学生通过实验对摩擦力的存在有了充分的了解。在讲授杠杆平衡条件后，笔者利用蜡烛做了一个跷跷板，点燃蜡烛的两端让学生观察。过一会儿，学生发现蜡烛会上下跳动。此时，让学生用杠杆平衡条件解释这种现象，就能够加深学生对杠杆平衡条件的理解。在讲授浮力时，为了显示浮力的方向，笔者用细线将乒乓球固定在大的矿泉水瓶或玻璃容器里，给容器中加水就会看到乒乓球浮在水中，无论怎样倾斜容器，乒乓球的连线总是垂直于水平面，通过实验学生就会得出浮力的方向总是竖直向上的结论。在讲授测量浮力大小时，笔者给塑料瓶中装入沙子，让学生利用称重法测浮力，这种实验装备制作起来非常方便，学生可以一人做一个，因为是用自己制作的仪器进行实验，学生很开心，但不同学生制作的仪器测量的效果不同，这就激发了他们的探究兴趣，他们就会思考与浮力大小有关的因素有哪些？在讲授浮沉条件时，笔者利用玻璃瓶、盐水和鸡蛋，为学生演示了鸡蛋在盐水中的三种状态：下沉、悬浮和漂浮，通过实验学生就能正确判断浮沉发生的条件，实验效果非常好。

二、学生课外探究实验，体验悟理

在物理探究实验中，教师示范后可以对学生提出更高的要求，让学生结合教材内容完成课后小实验或自己设计一些小实验。例如，利用纸锅烧水，水烧开了而纸锅并没有燃烧，这是因为水在沸腾前后一直在吸热，纸锅的温度就会低于它的燃烧点，所以纸锅不会燃烧。利用空易拉罐、冰和盐做凝华实验，让学生将冰放入空易拉罐中，再给冰中加盐，冰的熔点就会降低，冰在融化的过程中就会吸热，当易拉罐的温度低于0℃时，易拉罐外侧的水蒸气遇冷就会形成霜，这就是凝华现象。

讲授大气压强之后，笔者让学生尝试用手掌提易拉罐，用空易拉罐做不倒翁等。讲授重力后，笔者让学生用直角三角板、细线、铁锤制作一个水平仪。讲授连通器时，学生发现在连通器的一端吹气，连通器各管口处的液面都会上升。学生学完电压一章后，笔者引导学生尝试制作各种水果电池、饮料电池，甚至制作人体电池。学生发现，将几个同学用导线连接在一起构成闭合回路，竟可以使二极管发光，学生还利用电压表测量了各种电池的电压，探究了影响水果电池电压大小的因素。通过这些探究实验活动，学生对电压有了更深刻的了解。

三、进行课外探究活动，学以致用

相信种子，相信岁月。这也是笔者的导师郝晓东老师一直给笔者所说的话。在慢慢的探究和实践过程中，有了教师的引领，学生的探究能力就会大大增强。在探究活动中，笔者也给学生提出了更高的要求，要求学生会用物理知识和物理方法解决实际问题。例如，买金银饰品时，我们经常担心会买到假货，特别是银制的筷子、勺子、杯子如果有假，将会直接危害我们的身体健康。所以，讲授密度的测量后，笔者给学生提出了一个问题，让他们鉴别笔者的银手镯的真伪。学生互相讨论后提出了可行方案。在实验室里，师生共同鉴别了银手镯的真伪，还有学生将自己妈妈的金项链拿到学校进行鉴别。类似的实验还有很多，如测量气球下落的平均速度，探究自行车前后轮所受摩擦力的方向等。以下是测量银手镯密度的具体方法。

1.实验原理：ρ=m/v。

2.实验器材：天平、两个烧杯、水、银手镯。

3.实验步骤：（1）利用天平测出银手镯的质量;（2）利用天平测量一个空烧杯的质量;（3）将烧杯倾斜装满水;（4）将银手镯完全浸没在烧杯的水中，用另一个烧杯接溢出的水;（5）利用ρ=m/v，求出银手镯的密度。

若是心中充满爱，便可抵挡岁月漫长。在“做中学，学中做”的实验活动中，助力学生建立物理观念、强化实验探究能力、锻炼科学思维能力、展现科学的态度与责任，这是一名物理人应肩负的教育责任。就是因为这份热爱，笔者一直努力坚守着物理实验这块阵地。笔者相信，只要在物理教学这条道路上不断学习和超越自己，在未来的日子里师生都能遇到更好的自己！

作者单位  陕西省西安惠安中学