肖珍香

隨著素質(zhì)教育與新課程改革的持續(xù)深化，教育事業(yè)逐漸由知識本位轉(zhuǎn)變?yōu)樗仞B(yǎng)本位，既要讓學(xué)生學(xué)習(xí)學(xué)科知識，又要讓學(xué)生形成解決問題的能力和應(yīng)對問題時(shí)的積極態(tài)度。實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的基礎(chǔ)，是物理教學(xué)活動的重要構(gòu)成之一。核心素養(yǎng)背景下，初中物理教學(xué)應(yīng)加大對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視程度，開發(fā)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的物理素養(yǎng)，發(fā)展學(xué)生的綜合能力，進(jìn)一步提高初中物理教學(xué)質(zhì)效。探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是初中物理教學(xué)的一種方法，不但能讓學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識，還能鍛煉學(xué)生的各項(xiàng)能力，提高學(xué)生的核心素養(yǎng)?；诖耍疚挠懻摵诵乃仞B(yǎng)視域下初中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略與方法，以期為物理教學(xué)的改革創(chuàng)新與發(fā)展提供助力。

一、初中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值

（一）激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和積極性

作為一門自然科學(xué)學(xué)科，學(xué)習(xí)物理需要有活躍的思維，一定的求知欲、探索欲，能理解物理概念和公式的內(nèi)涵、緣由，具有一定的想象能力，能在已有的知識與經(jīng)驗(yàn)上大膽假設(shè)，并通過個(gè)人實(shí)踐進(jìn)行科學(xué)論證。探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生針對某一物理現(xiàn)象產(chǎn)生好奇質(zhì)疑后，通過實(shí)驗(yàn)實(shí)踐來驗(yàn)證猜想與假設(shè)的過程。不難看出，探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以學(xué)生為主體的教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動性學(xué)習(xí)，使學(xué)生在好奇心、求知欲的驅(qū)動下，積極、自主地參與探究活動。

區(qū)別于灌輸式、講學(xué)式的課堂教學(xué)，探究性實(shí)驗(yàn)還能活躍課堂氣氛，使學(xué)生沉浸到探索物理本質(zhì)、分析物理現(xiàn)象的學(xué)習(xí)中。因此，探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理主動性、積極性的有效策略，教師應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到探究性實(shí)踐教學(xué)的價(jià)值，通過實(shí)驗(yàn)活動，培養(yǎng)學(xué)生正確的情感態(tài)度與價(jià)值觀，使學(xué)生愛上物理，并在深度學(xué)習(xí)中獲得核心素養(yǎng)的發(fā)展。

（二）培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

核心素養(yǎng)背景下，對學(xué)生創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)是極有必要的。在初中物理教學(xué)中，探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要學(xué)生完成自主探究、合作探究，動腦設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、動手操作實(shí)驗(yàn)，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果并歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論。這一過程不僅需要學(xué)生的主動參與，還要鼓勵學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中提出個(gè)性化的觀點(diǎn)。所以，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生基于生活常識、生活經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)對某一現(xiàn)象作大膽假設(shè)，這一過程正是發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新思維的過程。在教師的合理引導(dǎo)下，學(xué)生的注意力始終集中在課堂上，其思維的創(chuàng)新性與發(fā)散性也會不斷提高，最終形成良好的創(chuàng)新思維。

（三）幫助學(xué)生理解物理知識

探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的本質(zhì)是通過實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對物理知識形成更加深刻的認(rèn)知，加深對知識點(diǎn)的印象。因此，探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是促使學(xué)生理解物理知識的有效手段。物理是初中階段新開設(shè)的學(xué)科，很多學(xué)生對該學(xué)科的認(rèn)知不清晰，沒有深入了解。這時(shí)，新穎有趣的探究性實(shí)驗(yàn)課程，能夠讓物理學(xué)科在學(xué)生心目中留下良好的印象，讓學(xué)生更加直觀地理解不同的物理現(xiàn)象、物理原理。而且，初中階段的學(xué)生多處于思維活躍期，但其抽象性思維、理性思維仍處于發(fā)展的初期階段，此時(shí)“填鴨式”地給學(xué)生灌輸大量的抽象概念理論，很容易使學(xué)生產(chǎn)生畏難心理。教師要采用新型的教學(xué)方法，以探究性實(shí)驗(yàn)將抽象概念可視化呈現(xiàn)，將抽象的物理概念和物理現(xiàn)象與具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象聯(lián)系起來，讓學(xué)生更加直觀地感受到物理的奧妙，取得更好的教學(xué)效果。

二、初中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)當(dāng)遵循的原則

（一）主體性原則

探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主參與、自主探究，因此學(xué)生應(yīng)當(dāng)成為課堂的主體，教師則以主導(dǎo)者或引導(dǎo)者的身份參與到教學(xué)活動中。在主體性原則下，教師設(shè)計(jì)的探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案要始終圍繞學(xué)生的學(xué)習(xí)需求、當(dāng)前的學(xué)習(xí)水平、探究能力，給學(xué)生提供在課上思考質(zhì)疑、動腦動手的機(jī)會，讓學(xué)生主動創(chuàng)造、創(chuàng)新，使其在探究中獲得知識技能與素養(yǎng)的綜合提升，掌握正確的學(xué)習(xí)方法，形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

（二）發(fā)展性原則

在初中物理課上設(shè)置探究性實(shí)驗(yàn)活動的最終目的，是讓學(xué)生感受到物理世界的奧秘，通過探究未知世界，提升學(xué)生的認(rèn)知水平，使其在探究的過程中獲得自我發(fā)展。因此，探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)要遵循發(fā)展性原則，教師要格外關(guān)注實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、實(shí)驗(yàn)任務(wù)、實(shí)驗(yàn)過程與實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確保整個(gè)實(shí)驗(yàn)科學(xué)、合理，環(huán)環(huán)相扣、層層遞進(jìn)，具備更強(qiáng)的發(fā)展性，確保學(xué)生可以在參與實(shí)驗(yàn)后獲得探究能力、創(chuàng)新思維、綜合分析能力的提升，讓學(xué)生既能掌握課本的核心知識點(diǎn)，又能提高自身的綜合素養(yǎng)。

（三）靈活性原則

探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)要基于現(xiàn)實(shí)學(xué)情、學(xué)生的學(xué)習(xí)水平提升情況與素養(yǎng)發(fā)展情況開展，因此教師設(shè)計(jì)的探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動要遵循靈活性原則，保證不同層次、能力、素養(yǎng)的學(xué)生都可以在實(shí)驗(yàn)中得到進(jìn)步、得到發(fā)展。教師應(yīng)當(dāng)給學(xué)生提供自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、自行選擇實(shí)驗(yàn)方法的機(jī)會，彰顯探究性實(shí)驗(yàn)的靈活性，發(fā)揮其核心育人價(jià)值，保證教學(xué)面向全體學(xué)生。

三、核心素養(yǎng)視域下初中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略

（一）創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，滲透物理觀念

探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主參與，激發(fā)學(xué)生對所學(xué)知識的興趣，并將興趣作為后續(xù)參與實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)的核心驅(qū)動力。教師可以創(chuàng)設(shè)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境，吸引學(xué)生的注意力、活躍課堂氛圍，讓學(xué)生對后續(xù)所學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生好奇。在情境中，教師要指導(dǎo)學(xué)生立足物理學(xué)科視角領(lǐng)悟自然現(xiàn)象中的物理規(guī)律，逐漸認(rèn)清物理學(xué)科的本質(zhì)，使學(xué)生養(yǎng)成在生活中使用所學(xué)物理知識解決問題的意識和能力?？紤]到初中生仍處于認(rèn)知發(fā)展的初級階段，教師可以創(chuàng)設(shè)生活化情境，即從學(xué)生熟悉的事物或場景出發(fā)，讓情境成為引領(lǐng)學(xué)生步入探究性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)活動的橋梁，如使用語言引導(dǎo)或多媒體等現(xiàn)代教育技術(shù)，構(gòu)建起相對真實(shí)的教學(xué)情境，使學(xué)生沉浸其中。

例如，在滬科版初中物理“科學(xué)探究：聲音的產(chǎn)生與傳播”這一節(jié)知識的教學(xué)中，教師先在桌面上準(zhǔn)備好鑼鼓、吉他，然后讓學(xué)生利用這些器材發(fā)出聲音。當(dāng)學(xué)生讓鑼鼓、吉他發(fā)出聲音時(shí)，教師提出思考問題：“鑼鼓、吉他發(fā)出的聲音有什么特點(diǎn)？鼓面、琴弦會振動嗎？”學(xué)生在日常生活中有一定的經(jīng)驗(yàn)，但經(jīng)驗(yàn)欠缺科學(xué)性，還要通過系統(tǒng)地學(xué)習(xí)，學(xué)生才會主動將有關(guān)活動與物理知識結(jié)合起來。針對這一特點(diǎn)，教師可以在桌面上擺放鋼尺、音叉、小喇叭等，讓學(xué)生根據(jù)所提供的器材展開“探究聲音如何產(chǎn)生”的實(shí)驗(yàn)活動。實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)鋼尺、小喇叭發(fā)聲時(shí)在振動，但音叉發(fā)聲時(shí)看不出在振動。是音叉發(fā)聲時(shí)沒有振動還是音叉在振動但看不到呢，學(xué)生討論并提出自己的方案，教師進(jìn)行引導(dǎo)，完善實(shí)驗(yàn)方案，然后讓學(xué)生將發(fā)聲的音叉靠近懸掛的乒乓球，進(jìn)一步探究音叉的發(fā)聲情況。這樣，在主動進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的情況下，學(xué)生選擇的實(shí)驗(yàn)器材更貼近于生活，學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)的了解也會變得更為全面。

（二）設(shè)計(jì)探究問題，發(fā)展科學(xué)思維

科學(xué)思維是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要構(gòu)成，包括但不限于建構(gòu)模型、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等多項(xiàng)可適應(yīng)終身發(fā)展必備的思維品質(zhì)，也是學(xué)生參與探究式實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。科學(xué)思維的培養(yǎng)需要以科學(xué)、可行的教學(xué)活動為依托，以教師的引導(dǎo)與啟發(fā)為輔助，讓學(xué)生從物理科學(xué)的角度，對事物及現(xiàn)象進(jìn)行分析、探究，并從中得出規(guī)律結(jié)論。在此過程中，學(xué)生應(yīng)當(dāng)熟練使用分析總結(jié)、邏輯推理、科學(xué)論證等探究方式，對特定事物進(jìn)行假設(shè)、猜想，再通過真實(shí)的探究過程獲得結(jié)果。換言之，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維就是讓學(xué)生大膽假設(shè)、獲取結(jié)論、質(zhì)疑、再次論證的過程。落實(shí)到探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師需要在適宜的時(shí)機(jī)提出可啟發(fā)學(xué)生思考的問題，使用問題教學(xué)法，通過實(shí)際案例或以生活化問題設(shè)計(jì)懸念，讓學(xué)生分析問題、嘗試解決問題，以此拓展學(xué)生的思維深度。

例如，在滬科版初中物理“壓強(qiáng)”這一單元中“大氣壓強(qiáng)”知識點(diǎn)的教學(xué)中，教師可以設(shè)計(jì)“大氣壓強(qiáng)”的探究性實(shí)驗(yàn)。在教學(xué)時(shí)，教師準(zhǔn)備好煮熟后剝好皮的雞蛋，以及一只瓶口略小于雞蛋的塑料瓶。向?qū)W生展示完實(shí)驗(yàn)材料后，教師提問：“怎樣才能在不破壞雞蛋的情況下，將其完整地轉(zhuǎn)移至瓶內(nèi)呢？”提問后，學(xué)生紛紛開始思考，積極地舉手表達(dá)個(gè)人的觀點(diǎn)與看法。這時(shí)，教師讓學(xué)生在小組內(nèi)交流、總結(jié)，分析組內(nèi)其他成員的猜想是否合理并說明依據(jù)?？偨Y(jié)后，各小組選出一名發(fā)言人在說明本組的討論結(jié)果。所有小組均匯報(bào)完畢后，由教師整理出合理的觀點(diǎn)，以板書的形式體現(xiàn)在黑板上，再鼓勵學(xué)生以小組討論的方式設(shè)計(jì)出可以論證上述觀點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)方案。

在本課教學(xué)中，教師使用了巧妙且直接的問題，給學(xué)生創(chuàng)設(shè)了交流與討論的機(jī)會，使學(xué)生在討論后提出假設(shè)，設(shè)計(jì)可論證假設(shè)的方案。此時(shí)，學(xué)生的思維始終處于思考狀態(tài)，積極性極高，課堂討論氛圍很好。

（三）鼓勵創(chuàng)新設(shè)計(jì)，培養(yǎng)探究能力

初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要加強(qiáng)對學(xué)生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，讓學(xué)生在已有的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)上進(jìn)行遷移，融入個(gè)人觀點(diǎn)、個(gè)人思維后進(jìn)行更深層次的探究，以此實(shí)現(xiàn)對學(xué)生創(chuàng)新思維、探究能力的綜合性培養(yǎng)。所以，在設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)課程時(shí)，教師要在學(xué)生完全了解物理知識或原理的基礎(chǔ)上，給予其設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、動手實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論的機(jī)會，讓學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)的全過程中，獲得真切的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，再讓學(xué)生動腦思考，分析該實(shí)驗(yàn)是否有創(chuàng)新的可能，使其基于已有的生活經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)提出新的假設(shè)、猜想，并鼓勵學(xué)生自主提出新的、個(gè)性化的實(shí)驗(yàn)探究目標(biāo)，繼而設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，讓學(xué)生站在新的視角開展有創(chuàng)意的探究。

例如，在滬科版初中物理“質(zhì)量與密度”單元中的“科學(xué)探究：物質(zhì)的密度”教學(xué)中，教師要根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)與教材內(nèi)容，讓學(xué)生學(xué)習(xí)掌握天平和量筒測量固體及液體的密度的方法，完成“物質(zhì)密度大小的對比”實(shí)驗(yàn)并得出確切的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。在這一教學(xué)基礎(chǔ)上，學(xué)生已經(jīng)掌握一定的方法，為進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與探究能力，教師可以增設(shè)小組項(xiàng)目活動，要求學(xué)生以小組為單位，完成“測量一瓶可樂飲料密度的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目。先讓學(xué)習(xí)小組在組內(nèi)交流、討論，得出創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)方案，然后選一名代表做匯報(bào)交流，其他學(xué)生與教師可在此過程中質(zhì)疑、糾正或補(bǔ)充，最后確認(rèn)各組實(shí)驗(yàn)方案的安全性、合理性、科學(xué)性，由教師提供實(shí)驗(yàn)材料，供各組學(xué)生驗(yàn)證本組方案的可行性并在班上做交流總結(jié)。

（四）完成拓展遷移，增強(qiáng)態(tài)度與責(zé)任

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任意識中包括正確的科學(xué)態(tài)度、社會責(zé)任、物理科學(xué)的本質(zhì)觀念等要素。從本質(zhì)上講，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任意識，是使學(xué)生能夠在物理學(xué)習(xí)時(shí)洞悉物理知識的本質(zhì)、明確物理學(xué)科對人類社會、自然環(huán)境、科學(xué)技術(shù)發(fā)展的正向促進(jìn)作用，使學(xué)生形成學(xué)習(xí)物理知識的正確態(tài)度和積極情感。教師可以圍繞實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行一系列的拓展與遷移，將課本上的知識與生活實(shí)際、社會時(shí)事聯(lián)系起來，拓展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度與廣度，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識、參與趣味實(shí)驗(yàn)的過程中形成良好的責(zé)任意識。

例如，在滬科版初中物理“質(zhì)量與密度”單元教學(xué)中，在學(xué)生學(xué)習(xí)完密度知識的應(yīng)用后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生探究水的反常膨脹現(xiàn)象，將一根試管裝滿水，并在水中滴入幾滴黑墨水。用帶有雙孔的塞子塞住試管口，其中一孔插入溫度計(jì)，另外一孔插入一根細(xì)玻璃管，將試管中的水放入冰水中，讓其溫度降到0℃。將試管取出來，放置在空氣中，讓其自然升溫，觀察溫度計(jì)和細(xì)玻璃管中水面的升降情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度從0℃升高到4℃時(shí)，細(xì)玻璃管內(nèi)的水面在不斷下降。當(dāng)溫度從4℃再往上升高時(shí)，細(xì)玻璃管中的水面開始快速地上升。從而得出水在4℃時(shí)，體積最小，密度最大。因此，寒冷的冬天，水面上已經(jīng)結(jié)冰了，而底層水由于水的反常膨脹現(xiàn)象，密度較大，不易結(jié)冰，魚兒還能在較深的水下自由游動。這有助于保護(hù)水下生物免受嚴(yán)寒的侵害。

四、結(jié)語

基于核心素養(yǎng)的初中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，要從根本上改變傳統(tǒng)的理論式實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，要讓學(xué)生學(xué)會在學(xué)習(xí)、生活中質(zhì)疑，能利用知識和經(jīng)驗(yàn)去解決疑問，以發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)為目標(biāo)開展教學(xué)。教師設(shè)計(jì)的教學(xué)活動應(yīng)當(dāng)圍繞核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)開展，通過創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境、提出探究問題、鼓勵創(chuàng)新設(shè)計(jì)以及拓展遷移等方法，鼓勵學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中展開合理探究，達(dá)到提高初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量、促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的目的。

注：本文系福建省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2022年度課題“基于核心素養(yǎng)的初中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究”（項(xiàng)目編號：FJJKZX22-584）研究成果之一。