【摘要】初中物理教师要顺应新时代教育发展的要求,进一步转变育人观念,从提升学生学科核心素养的角度重新认识物理教学,把发展学生核心素养作为深化新一轮课程改革和推动课堂教学转型的方向,积极投身物理教学研究,突出物理课程的综合性、实践性特点,以核心素养为导向,创新教学方式。文章通过基础类实验操作、探究类学生实验、课堂教学创新和综合实践等活动的开展,创设实践情境,以具体任务为驱动,创建适宜学生能力发展的开放、自由的学习环境,构建与日常生活、工程实践、社会发展密切联系的实践活动,让学生在做中学,用中学,进一步促进知识、能力、素养间的逐步转化。
【关键词】初中物理;核心素养;教学策略;实验;实践;创新
【中图分类号】G633.7【文献标志码】A【文章编号】1004—0463(2024)22—0103—04
新修订的《义务教育物理课程标准(2022年版)》强调以提升全体学生核心素养为宗旨,强化物理课程育人导向,从物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等四个方面提出课程具体目标,明确了学生学习物理课程后应达成的正确价值观念、必备品格和关键能力。并新增实验探究和跨学科实践两个一级主题,提出了促进学生核心素养落实的课程实施“新教学”要求[1]。这些变化是初中物理课程与教学改革的新方向。下面从以下四个方面探讨核心素养下初中物理教学策略研究。
一、通过基础类实验操作,培养学生的动手操作能力
物理学是一门以实验为基础的自然科学,具有基础性、实践性等特点,有其独特的学科内容及学习方式,在人才培养中一直承担着提高学生科学素养的重要任务。这就要求物理教学要突出学科特点,通过基础类实验教学训练强化学生的动手操作能力,培养学生的学科素养和专业技能。为此,笔者在初中物理教学中长期坚持将实验教学作为学生学习物理的必备基础,要求每个学生必须熟练掌握基础实验操作技能,顺利完成课标所要求的9个测量类学生实验和12个探究类学生实验。
1.高清演示实验重规范。对教材中的演示实验,笔者采用实物展台或一体机投屏的方式来增强实验演示的可视性,让学生看清实验操作过程,理解实验揭示的物理规律。如在演示大气压的测量实验时,因该实验不宜在教室内演示,教师便将录制的实验视频通过一体机播放,组织学生观看实验老师的规范操作过程,掌握实验操作要领,理解科学家测量大气压数值的原理、方法和结果。在演示声音的传播实验时,教师用实物展台将实验的过程投屏,演示操作过程,让学生看清规范操作要领,然后指导学生动手开展模仿实验,真切感受声音的传播要靠空气这个媒介。让学生动手实验验证科学结论,同时也知道如果实验操作不规范、不严谨就会影响实验结果,得不到正确的结论。
2.强化测量实验练技能。对测量类学生实验,主要是训练学生掌握各类测量工具的正确使用方法,如各类常用测量工具,刻度尺、卷尺、温度计、体温计、量筒、弹簧测力计等的使用,属于基础性操作,操作简单,笔者就提前将测量工具分发给学生,以学生个人的观察练习和操作训练为主,要求学生认真细致地观察,正确规范地操作,熟练准确地测量,养成良好的实验习惯,培养学生正确使用工具的实验技能。但对一些较精密的测量工具,操作有严格的要求,笔者“放手不放眼”,采取小组合作的方式,让学生在交流合作中互助学习,顺利完成任务。
二、通过探究类学生实验,培养学生的科学探究能力
通过探究类学生实验,不仅可以帮助学生理解概念、总结规律、锻炼思维,更重要的是可以让学生经历与科学家进行研究时相似的探究过程,学会像科学家一样去观察,去思考,去实验,去分析,去推理[2]。教师要根据教学内容精心设计实验探究活动,让学生亲身体验实验探究的全过程,在问题解决中学习科学探究的方法,在思辨与讨论、分析和论证中提升分析问题、解决问题的实践本领和科学思维能力,将学科核心素养落实在实验探究过程中,潜移默化地将书本知识转化为学生解决问题的技能素养,培养学生的科学思维和科学探究能力。
1.培养学生严谨求是的科学态度。在组织学生观摩“探究水在沸腾前后温度变化的特点”和“探究固体熔化时温度的变化规律”这类实验时,笔者指导学生根据教材内容自主设计实验探究步骤,明确小组成员分工,正确安装实验器材,按步骤进行实验操作,要求学生认真观察、详细记录,并引导学生运用图象法来处理实验数据,让学生在亲历实验、自主观测实验数据的基础上,通过描点、连线绘出图象,再根据图象分析,总结归纳得出实验结论。通过这两个实验教会学生观察记录,收集整理数据,会用图象法进行数据分析,培养学生耐心细致、严谨求是的科学态度。
2.教会学生科学的研究方法。在开展“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”实验时,笔者先引导学生猜想影响滑动摩擦力大小的因素有哪些,然后启发学生思考:当一个物理量受多个物理量的影响时,如何进行实验研究?在学生思考、讨论的基础上,教师再向学生介绍物理学中通常将“多因素”的问题转化成多个“单因素”的问题分别加以研究,最后综合解决,帮助学生理解“控制变量法”的实验原理,指导学生设计实验方案,按步骤自主动手实验探究,并根据各个“单因素”探究结果讨论总结“多因素”实验结论,注重训练学生对“控制变量法”实验原理的掌握。在后面进行“探究液体压强与哪些因素有关”“探究浮力大小与哪些因素有关”“探究电流与电压、电阻的关系”等实验时,笔者就指导学生按照“控制变量法”的原理自主进行实验探究,体验运用所学的实验方法。
3.培养学生的科学探究能力。通过“探究导体在磁场中的运动时产生感应电流的条件”实验,引导学生自主猜想假设,设计实验探究验证,让学生经历跟科学家相似的实验探究过程,提升学生分析问题、解决问题的能力和科学思维能力。在教学“牛顿第一定律”时,通过实验探究“阻力对物体运动的影响”,引导学生根据实验现象进行符合逻辑的科学推理,学习像伽利略、牛顿那样去思考,去推理,根据物体运动的外在现象,揭示其内在本质规律。在不同的探究实验中,教师要有针对性地培养学生不同的能力,让学生在一次次的探究实验中掌握不同的研究方法,学会解决不同问题的技能方法,培养学生的科学探究能力。
三、通过教学创新引领,培养学生的想象能力
1.创新示教器材。在教学“简单机械”中的“滑轮”这节内容时,学生对“滑轮是由杠杆演变出来的,是能连续转动的杠杆”不易理解,笔者自制示教器材,将杠杆演变为滑轮的过程演示出来。告诉学生,人们在实践中发现,杠杆在带给人们方便的同时,也存在一定的缺陷,移动的距离有限。如果再加一根、两根、三根杠杆……,让它们连续转动,就能让物体移动更大的距离,这样就由杠杆演变出了滑轮,降低了学生理解的难度,同时也为理解接下来的实验结论及引导富有余力的学生探究滑轮的工作原理作好铺垫。在学习连通器的知识之后,为了帮助学生理解三峡船闸的工作原理,笔者带领几名学生自制了一个示教器材,注入浅蓝色的水,通过分别关闭下游闸门、打开上游闸门,使上游库区和闸室连通,待水面相平后让船只从上游驶入闸室,然后关闭上游闸门、打开下游闸门,使闸室和下游水道连通,待水面相平后让船只从闸室驶入下游,完成船只从上游到下游的降渡。教师将演示讲解过程投屏,帮助学生理解船闸的工作原理。接下来,教师启发学生思考,如何完成船只从下游到上游的升渡?并让学生演示讲解工作过程。真实教具的演示,学生看得清楚,想得明白,胜过看图说话的纸上谈兵。物理教师要带领学生勤于动手,创新自制一些实验室没有的示教器材,更好地服务于学科教学。
2.创新实验器材。在探究“气体压强与流速的关系”时,笔者除安排学生做教材中的简易实验外,还自制了实验器材,用三根长30cm、直径60mm的透明玻璃管水平竖排在架子上,里面各放一枚橙色的乒乓球,在玻璃管左端口处竖直拉一根细金属丝,让三枚乒乓球紧靠细金属丝,并掉不出来。实验时,给学生提供一个电吹风,让他们在玻璃管右端口沿竖直方向从上向下、从下向上吹风,或沿水平方向从侧面由前向后吹风,观察不同情况下各个玻璃管中乒乓球滚动的速度,并根据实验探究结果,总结出气体压强与流速的关系。实验器材的改变给学生提供了一个全新的实验场景,大大激发了学生的探究兴趣。
四、通过综合实践活动,培养学生的创新能力
综合实践活动是从学生的真实生活和发展需要出发,从生活情境中发现问题,转化为活动主题,通过探究、服务、制作、体验等方式,培养学生综合素质的跨学科实践性课程。物理知识学习只有与具体的综合实践活动相结合,才能达到学以致用、知行合一、以用促学、融会贯通、培养学生核心素养的目的[3]。在教学中,物理教师要结合教学内容适时地设计具体的实验实践任务,安排学生进行实验探究和科创实践活动,让学生在完成具体任务中对物理学习产生浓厚的兴趣和好奇心,促进学生思考,发展学生的创新能力,培养学生的科学素养。
1.联系生活实际。物理教学从创设问题情境、探究活动开展到练习题、思考题所选用的素材都应尽可能选择生活中学生熟知的事例,且具有趣味性,富有挑战性。如在学习飞机的升力后,笔者安排学生自己动手制作纸飞机和风筝。在学习浮力的应用后,布置学生课外动手制作潜水艇和“孔明灯”。在学习变阻器后,引导学生自制亮度可调的台灯。在学习电磁继电器后,指导学生动手制作直流电铃和水位自动报警器。在学习磁生电后,指导学生利用小废旧电动机改装发电机。在学习电能后,安排学生观察记录自己家中电能表月初和月末的示数,估算家庭用电费用。在学过家庭电路之后,要求学生设计画出一室一厅居民住宅楼的家用电路图。通过这些综合实践活动拉近物理与生活的距离,提升学生应用物理知识的能力,引导学生学习物理要联系生活实际,贴近生活,从生活走向物理,从物理走向社会。
2.开展科创活动。教师要有意识地引导学生开展一些科创综合实践活动,组织学生积极参加青少年科技创新活动,将自己的奇思妙想转化为科创作品,促进学生的升维思考,开发学生的创新潜能。如在探究完“气体压强与流速的关系”后,要求学生课后自己设计验证液体压强和流速关系的实验装置,作为一次科创实践活动,以提升学生的实践能力。在学习浮力知识之后,组织学生开展制作降落伞空投鸡蛋比赛,发挥学生的想象力和创造力,以学激趣,寓教于乐。
3.组织跨学科实践。物理教师要主动开发、设计具有跨学科性质的实践性课程,充分利用课后服务和研学旅行等活动开展跨学科实践,为学生创设真实问题情境,引导他们面对各种现实问题,主动探索、发现、体验,提高学生综合分析问题、解决问题能力。如在学习太阳能之后,组织学生参观光伏基地,了解太阳能的转化、储存,综合利用物理、化学、生物等学科知识,开展利用太阳能取暖、照明、用电、养殖等跨学科实践活动项目设计,并运用所学知识论证设计在落实节能减排、推广利用清洁能源方面的重要意义和合理性。
以上是笔者在实施教学改革、落实学科核心素养过程中,精研课程标准,深耕教学内容,细悟学科育人价值要求,在教学教研方面所做的一些尝试,意在突出学科特点,充分发挥实验在发展学生核心素养中的独特作用,以教师教学理念、教学方式的转变,推动学生学习方式的改变,通过基础操作练习、实验探究训练、课堂教学创新和科创综合实践等活动的开展,培养学生的综合素养,帮助学生形成正确价值观念、必备品格和关键能力。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准(2022年版)[M].北京:北京师范大学出版集团,2022:04-05+02.
[2]汤清修.把握物理课程改革新方向——解读《义务教育物理课程标准(2022年版)》的主要变化[J].全球教育展望,2022(06):75-84.
[3]孔桢乐.核心素养背景下中华优秀传统文化融入中学物理教学的研究[D].郑州:河南大学,2023.
编辑:张昀