提高初中学生物理学科关键能力路径探究

北京市日坛中学 高 宇 徐东立 许薇薇

初中物理在学生的学习成长过程中扮演着非常重要的角色，青春期的孩子明显在初中阶段，内在自发地迸发出更多的精力和能量。从简单的识别记忆、书写计算，进入理解、运用、实验、探究的层次，对学生全面发展和训练，综合素质的提高起到了重要的作用。

虽然近年来我国的教育体系经历了全面改革，但是由于以应试教育为导向的传统教育理念已经存在多年，因此灌输式教育现象依旧存在。对于物理学科等应用性特点比较显著的学科，灌输式教育方法不利于提高教学质量，学生对知识的记忆不深刻，不利于培养学生在实际生活中运用物理知识的能力。为了培养高质量的人才，就必须把核心素养作为教育重点，培养学生对物理学科的探索精神，提高初中学生物理核心素养。

一、由生活走向物理，由一般描述向科学表述

从生活走向物理，从物理走向社会，这是初中物理课程的基本理念之一。学生在初中阶段才正式开始物理课的学习，但是大部分学生的科学启蒙早就开始了。初中物理课本内容贴近生活，符合学生认知特点，激发保持学生的兴趣，让学生通过学习和探索，掌握物理学的基础知识与基本技能，并将其应用于实践。人教版教材八年级上物理的内容中，很多物理现象其实只是随处可见的生活现象、自然现象，很多学生在系统地学习这部分内容之前都已经有了一定的认识。遗憾的是，以前的认识有些是对的，有些是错误的。这取决于基础教育工作的前期成果，学生获取这部分知识，大多来源于生活中长辈的解答、小学科学课的解释，或是自主阅读科普读物。以简单的物态变化为例，在初中物理八上的热现象的学习中，我们在一章的内容中学习了六种物态变化名称：熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华。但是，在学生的认识里，冰雪消融、固化、凝结、升腾……，文学著作日常生活中口语化的称呼，长久印刻在他们的脑海里，初中物理教师教学的难点并非让学生认识变化本身，而是教会学生通过初末状态的判断，准确地对应物态变化名称，并寻求方法将这些科学名词根植于学生的内心，让其认同这些物态变化名称，然后使这些“种子”成长起来，使学生乐于运用科学概念表述。

二、由笔记入手，着重锻炼学生关键能力

物理学习中一些关键的概念、规律、定理常常是学习的重点，也是解决物理问题的依据，一度成为笔记的主要内容。但随着时代的变迁，物理学习侧重点、学生培养目标发生了重大的变化。教材、学案、教辅等教学素材异常丰富，一份具有鲜明特色的笔记应当记录着课堂上教师组织的各类活动和学生的学习过程。现阶段更注重培养学科关键能力、观察能力、实验能力、归纳概括能力、实验探究能力等，更重视考查学生学习的过程，以及学生应用物理规律、物理方法解决实际问题的能力。所以笔记内容的设计早已发生了变化。

除了重点概念、规律外，我们更着重设计了重点实验的实验观察记录，全面准确的记录，教会学生有意识地全面观察实验过程，重点培养学生由用自己的语言描述，逐渐发展为书面语言甚至是以科学概念或专有名词来描述。例如二次沸腾实验，这是一个简单有趣的实验。首先，需要学生学习水的沸腾特点后，知道水在沸腾过程中，水的内部和表面同时产生大量气泡，使热水的温度保持在沸点不变。水沸腾的条件是达到沸点继续吸热。观察过水的一次沸腾后，撤掉酒精灯，用塞子将烧瓶口塞紧。可以将烧瓶倒置，用凉水淋洒在烧瓶上，观察烧瓶内的水再一次沸腾。此时教师带领学生分析原因，需要重点引领学生理解凉水的淋洒改变了封闭烧瓶内部的气压，从而影响到水的沸点。如果学生有细致的操作记录、现象观察记录以及适当的分析说明，对于这个实验的理解将更准确深刻。

除了观察，教师还应当将重点实验剖析设计成板书内容，组织学生讨论解读，由学生自主梳理，落实在笔记中，这对学生理解实验、学习实验方法有更好的作用。学习物理有困难的同学也有了突破口，因为它能够刺激“学困生”的学习积极性。

学生实验能力的培养也是我们想要着重培养训练的内容，因此可以让学生分组自行动手进行低成本实验、演示实验等。例如：漏斗双乒乓球实验，设计实验证明沉底的物体是否受浮力作用。除了为了课程内容服务，创设情境，同时也能够开发学生思维，融合知识，锻炼学生运用知识的能力。经典的实验操作设计也要在笔记中体现。例如声音的产生和传播中，悬线乒乓球实验，为学生做规范的演示：第一步，观察不发声的音叉贴近悬线静止的乒乓球，乒乓球不动；第二步，敲击音叉，音叉发声，贴近悬线乒乓球，乒乓球弹起；第三步，手扶音叉，发声停止。在实验过程中，强调对比现象，训练学生严谨的推理能力，开阔思维深度。

三、模仿演示实验，锻炼科学方法

物理是一门实验科学，重视学生实验，特别是学生课余的自主实验是教学中的重点。学生可以由兴趣出发，利用生活用品完成课本中演示实验的模仿创新，可以拍成视频，或带着自己设计的实验在物理课上展示。这可以激发学生实验的热情，也开发学生改造实验。尝试猜想的意识和能力。尝试即是学习，不需要次次成功，只要超越了原有水平就是进步。例如：小孔成像、光的色散、摩擦力实验、自制大气压强仪、自制温度计等。

转换法、类比法、控制变量法、实验加推理等方法是初中物理实验最常用的方法，学生边学边用，除了做足20 个必做的实验外，还有必要结合难点、热点、考点，锻炼学生应用物理方法解决实际问题的能力。例如玻璃瓶的微小形变、弹簧的伸长量与弹簧所受拉力之间的关系、比较材料的保温性能、比较不同燃料放热能力实验的设计等。

四、将科学探究植入人心

在《义务教育物理课程标准（2011年版）》中，科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式。将科学探究列入“课程内容”，旨在让学生经历与科学工作者相似的探究过程，主动获取物理知识，领悟科学探究方法，发展科学探究能力，体验科学探究的乐趣，养成实事求是的科学态度和勇于创新的科学精神。从教学出发，创设学生经历科学探究的某些要素一直是我们的追求，这体现在教学活动的设计实施上。例如：人教版八年级下册教材中，由观察压力的作用效果引入压强概念，演示实验非常简单。但是压强是初中阶段最重要的概念之一，学生理解相对困难，我们就将演示实验做了进一步的改进和拓展，利用面粉、长方形金属块和刻度尺，将其定性的研究拓展成定量的关系。学生经历实验过程不但锻炼了设计实验、收集证据、计算推理、归纳结论的能力，也为理解重点难点概念及其物理意义做了进一步的突破。再比如组织学生探究浮力与哪些因素有关，并进行深刻的交流、评估、反思，探究串、并联电路中电流、电压的规律，探究电流与电压、电阻的关系等。

总之，学生在初中物理的学习过程中开启了科学探索的大门，对基本知识、基本技能进行学习，锻炼了对物理方法的运用和理解。但是，由于学生的年龄特点及生活经验有限，很多遗留问题仍需进一步探索。例如在力学的学习过程中，学生对物体运动特性的理解不能够从具体的实验上升到抽象的概念。学生认为的运动即机械运动，一般只停留在以地面为参照物的物体的运动，对于力与运动的关系、力不是产生运动的原因以及力改变物体运动的原因等知识点理解有困难，尽管初中教师已经在这个地方下了很多功夫，但这个问题可能依然要等学生升入更高学段、学习牛顿第二定律后，才能真正理解。

本文着重从初中物理课堂活动的设计组织出发，延伸至课余学生自主实验学习，是教师在新的教育要求下对培养学生物理学科关键能力的思考和实践，这些努力力求使学生逐渐发展科学思维，形成科学素养。