周緒桂

(上海市新楊中學(xué) 上海 200331)

核心素養(yǎng)是素質(zhì)教育的深化和細(xì)化，是三維目標(biāo)的提煉與整合．學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科教育的靈魂，只有抓住學(xué)科核心素養(yǎng)，才能正確地引領(lǐng)學(xué)科教育的深化改革，全面地發(fā)揮學(xué)科的育人功能[1]．物理學(xué)科核心素養(yǎng)是指學(xué)生在接受物理教育過(guò)程中逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，主要由物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任4個(gè)方面的要素構(gòu)成[2]．實(shí)驗(yàn)具有激發(fā)學(xué)生興趣、簡(jiǎn)化教學(xué)、使知識(shí)由抽象變?yōu)榫唧w、增強(qiáng)學(xué)生的記憶等作用，是初中物理教學(xué)的重要基礎(chǔ)、重要內(nèi)容和重要手段，是落實(shí)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要方式和途徑．

1 初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)培育學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)至關(guān)重要

從方向上看，自主、探究、合作是學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變的方向，而自主、合作、探究又是通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)的．《上海市中學(xué)物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2004)》指出，物理課程必須倡導(dǎo)物理學(xué)習(xí)的自主性、探究性、合作性，讓學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)，體驗(yàn)和感悟科學(xué)探究的過(guò)程和方法，激發(fā)他們持久的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望，并在探究過(guò)程中培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力，逐步實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，使學(xué)生逐步養(yǎng)成敢于質(zhì)疑、善于交流、樂(lè)于合作、勇于實(shí)踐的科學(xué)態(tài)度．

從內(nèi)容上看，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分．以滬教版八年級(jí)物理第一學(xué)期為例，《教學(xué)參考資料》建議本學(xué)期教學(xué)課時(shí)為33課時(shí)，學(xué)習(xí)活動(dòng)卡上安排了5個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，而觀察和描述、活動(dòng)、進(jìn)一步探究等有100個(gè)左右．實(shí)驗(yàn)教學(xué)已成為物理教學(xué)必不可少的重要組成部分，是培育學(xué)生物理核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容，只有不斷開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)探究能力以及科學(xué)態(tài)度與責(zé)任才能得到可持續(xù)發(fā)展．

從方法上看，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培育物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要途徑．物理學(xué)科核心素養(yǎng)4個(gè)方面的要素是相互聯(lián)系、共同發(fā)展的．學(xué)生在習(xí)得物理觀念的過(guò)程中，經(jīng)歷或應(yīng)用相關(guān)的科學(xué)思維和科學(xué)探究，同時(shí)萌發(fā)和體會(huì)相應(yīng)的情感態(tài)度和價(jià)值觀，樹(shù)立、形成相應(yīng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任．《上海市初中物理學(xué)科教學(xué)基本要求(試驗(yàn)本)》指出，科學(xué)探究是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，也是學(xué)生重要的學(xué)習(xí)方式，也是形成其他物理核心素養(yǎng)的主要途徑，而且對(duì)學(xué)生的提問(wèn)能力、批判性思維能力、交流合作能力的形成具有重要價(jià)值．

2 初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的誤區(qū)

近年來(lái)，隨著核心素養(yǎng)的提出和中考改革的推行，初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)越來(lái)越受到重視，實(shí)驗(yàn)室里的設(shè)備越來(lái)越先進(jìn)，但還是存在著諸多的問(wèn)題．

從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)上來(lái)看，存在著重知識(shí)、輕思維的問(wèn)題．初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)是掌握基本操作、基本方法和基本技能，促進(jìn)對(duì)物理概念和規(guī)律的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新意識(shí)等．部分教師認(rèn)為學(xué)生的配合度不是很高，學(xué)生動(dòng)手能力不是很好，學(xué)生把實(shí)驗(yàn)當(dāng)做游戲，實(shí)驗(yàn)效果不佳，做實(shí)驗(yàn)浪費(fèi)時(shí)間等[3]，所以索性變學(xué)生實(shí)驗(yàn)為演示實(shí)驗(yàn)，變“做實(shí)驗(yàn)”為“講實(shí)驗(yàn)”．

從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容上來(lái)看，存在著重驗(yàn)證、輕探究的問(wèn)題．《全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011版)》提出，科學(xué)探究包含提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定計(jì)劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析與論證、評(píng)估、表達(dá)與交流等要素．由于初中生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力尚淺，部分教師在引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，整理數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)有所欠缺，有些探究類(lèi)實(shí)驗(yàn)也變成了“老師說(shuō)，學(xué)生做”的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)[3]，不利于科學(xué)思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)．

從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的評(píng)價(jià)上來(lái)看，存在著重結(jié)果、輕過(guò)程的問(wèn)題．有些教師看重學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確與否，對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的情感態(tài)度與價(jià)值觀、體驗(yàn)和感受、對(duì)科學(xué)方法的了解和掌握情況、實(shí)驗(yàn)的能力關(guān)注度較低．

3 初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)策略

3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題化

無(wú)論是人類(lèi)社會(huì)進(jìn)步，還是科學(xué)發(fā)展技術(shù)革新，無(wú)不是在不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題，又發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題解決新的問(wèn)題．上海市教育學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)尹后慶提出，今天需要在教學(xué)中強(qiáng)調(diào)“問(wèn)題化學(xué)習(xí)”．以真實(shí)的問(wèn)題形成問(wèn)題鏈、問(wèn)題矩陣，試圖讓孩子在學(xué)習(xí)和對(duì)問(wèn)題的追尋中，慢慢形成一個(gè)知識(shí)結(jié)構(gòu)——從低結(jié)構(gòu)到高結(jié)構(gòu)，從本學(xué)科的結(jié)構(gòu)到跨學(xué)科的結(jié)構(gòu)，從知識(shí)到真實(shí)的世界[4]．

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題化是指在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)一個(gè)個(gè)問(wèn)題將學(xué)生引入到教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)中，積極有效引導(dǎo)和學(xué)生自主探究，進(jìn)而在解決問(wèn)題過(guò)程中發(fā)現(xiàn)規(guī)律、獲取知識(shí)、體驗(yàn)過(guò)程．這種方式能極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、積極性，激發(fā)他們的求知欲，從而變“游戲”為主動(dòng)探究，讓設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)變得簡(jiǎn)單易行，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)．

例如在八年級(jí)下學(xué)期“探究動(dòng)能與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)教學(xué)中.

師：老師給你們提供了一個(gè)斜面、一輛小車(chē)、一個(gè)木塊、幾個(gè)鉤碼．請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)老師所給的實(shí)驗(yàn)儀器，參考以下幾個(gè)問(wèn)題小組討論實(shí)驗(yàn)方案．

(1)如何改變質(zhì)量？

(2)如何獲得速度？

(3)如何獲得大小不同的速度？

(4)怎么觀察小車(chē)動(dòng)能的大小呢？

以上教學(xué)片斷中，學(xué)生邊動(dòng)手嘗試邊解答4個(gè)問(wèn)題，輕而易舉地弄清楚該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)步驟，教師不用過(guò)多講解，使學(xué)生產(chǎn)生了學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)探究．實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，具備目的性的問(wèn)題情境能提高課堂效率的同時(shí)也能有效地培養(yǎng)學(xué)生勇于探究的核心素養(yǎng)．

3.2 實(shí)驗(yàn)素材生活化

陶行知先生說(shuō)教育要通過(guò)生活才能發(fā)出力量而成為真正的教育．真實(shí)的生活情境在以核心素養(yǎng)為本的教學(xué)中具有重要價(jià)值[4]．初中物理與實(shí)際生活聯(lián)系非常緊密，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)利用這一優(yōu)勢(shì)，注重與現(xiàn)實(shí)生活的緊密聯(lián)系，挖掘生活中與物理有關(guān)聯(lián)的東西，將這些東西轉(zhuǎn)化為在物理實(shí)驗(yàn)中可以用到的素材或資源，讓學(xué)生主動(dòng)或被動(dòng)地多接觸生活，多去思考所見(jiàn)到的自然現(xiàn)象的原理，將物理概念生活化，并通過(guò)立體的課堂教學(xué)潛移默化，使得初中物理實(shí)驗(yàn)可以更加豐富靈活，達(dá)成物理課標(biāo)“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的理念．

例如，九年級(jí)第一學(xué)期“探究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)就可以采用生活中隨處可見(jiàn)的保鮮袋、牙簽、水、盆．把保鮮袋套在手上放入水中，會(huì)感受到水對(duì)手的壓力，說(shuō)明液體內(nèi)部存在壓強(qiáng)；向保鮮袋內(nèi)裝水，保鮮袋底部向下凸起是因?yàn)橐后w受到重力作用從而對(duì)底部有壓強(qiáng)，側(cè)面向外凸起是因?yàn)橐后w具有流動(dòng)性從而對(duì)側(cè)壁有壓強(qiáng)，明確液體內(nèi)部壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因；把裝水的保鮮袋各個(gè)方向戳幾個(gè)大小相同的洞，水都會(huì)往外流，說(shuō)明液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)；在同一方向，不同高度處戳大小一樣的洞，水都會(huì)往外流，但是不同高度處流出的水的射程的不同，說(shuō)明液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與深度有關(guān)．

麥克斯韋曾說(shuō)，一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)使用的材料越簡(jiǎn)單，學(xué)生越熟悉，就越能透徹地獲得所驗(yàn)證的結(jié)果．簡(jiǎn)單的生活化的實(shí)驗(yàn)實(shí)施便利、貼近生活，可以讓學(xué)生覺(jué)得物理知識(shí)不是原來(lái)想象中那么深?yuàn)W難懂，能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，更有利于學(xué)生自然觀、物質(zhì)觀、時(shí)空觀等物理觀念的形成．

3.3 實(shí)驗(yàn)手段信息化

能自覺(jué)、有效地獲取、評(píng)估、鑒別、使用信息，具有數(shù)字化生存能力是中國(guó)學(xué)生發(fā)展的核心素養(yǎng)的基本點(diǎn)之一．信息技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合，有利于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等信息的收集和應(yīng)用，信息技術(shù)在數(shù)據(jù)的處理方面也具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)．

例如，在探究滑動(dòng)摩擦力與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，讓智能機(jī)器人拉著滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，使得實(shí)驗(yàn)更具準(zhǔn)確性和趣味性；在探究動(dòng)能與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，讓小車(chē)從斜面不同高度滑下是為了使小車(chē)到達(dá)平面時(shí)的初速度不同，但是怎么說(shuō)服學(xué)生？可以用DIS實(shí)驗(yàn)儀測(cè)量小車(chē)到達(dá)平面時(shí)的速度，直觀形象地告訴學(xué)生小車(chē)從斜面不同高度滑下到達(dá)平面時(shí)的速度不同；利用“物理實(shí)驗(yàn)課”“NB-Electrical Lab”“Tinybop的萬(wàn)能機(jī)器”等手機(jī)APP模擬真實(shí)的物理情境，可以把實(shí)驗(yàn)室裝在口袋里，讓學(xué)生隨時(shí)隨地做實(shí)驗(yàn)；學(xué)生做分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，每個(gè)小組可以有一位組員使用平板拍攝下實(shí)驗(yàn)的過(guò)程并上傳到云平臺(tái)，老師隨機(jī)調(diào)取某小組的視頻，師生可以一起對(duì)該小組的實(shí)驗(yàn)操作、小組的分工協(xié)作、組員之間的配合程度進(jìn)行過(guò)程性評(píng)價(jià)，促進(jìn)過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任．

信息技術(shù)與實(shí)驗(yàn)信息資源的整合與利用，促使實(shí)驗(yàn)過(guò)程的“教”與“學(xué)”形成緊密配合，“教”的涉及范圍達(dá)到最大化，“學(xué)”的接收程度不斷提高，為此提升初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)[5]．

初中物理教師擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的使命，要以學(xué)生為主體，以學(xué)生發(fā)展為主旨，以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為目的，把初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)打造成發(fā)展學(xué)生核心競(jìng)爭(zhēng)力的平臺(tái)，結(jié)合物理學(xué)科特點(diǎn)設(shè)計(jì)物理學(xué)科實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立物理觀念，培養(yǎng)科學(xué)探索精神，提升科學(xué)思維能力，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感．