核心素养下初中物理探究性实验的教学探究

作者:欧阳海雁 来源:考试周刊 2019年75期
  摘 要:物理是一门实践性较强的学科,其教学内容包含较多实验。初中物理课程标准中明确指出实验教学的重要性,所以实验教学备受教师的重视和关注。而随着社会的不断发展,课程改革对初中物理提出了更高的要求,以培养学生的核心素养为目标,让学生在学习中不断地提升自身的学习品质和关键能力,为适应社会的发展而奠定基础。那么如何在核心素养背景下实施探究性实验有效教学呢?本文从实验教学原则和策略这两方面进行了探究,希望给一线教师提供一定的帮助。
  关键词:核心素养;初中物理;探究实验
  
  《全日制义务教育物理课程标准》中明确指出课堂教学要注重培养学生的科学探究精神,树立探究意识。而科学探究主要包括提出问题、分析问题、解决问题的能力,因此,教材中渗透了大量的探究实验,使学生通过实验提升自身的核心素养,在掌握基础知识的前提下,加强对物理观念、科学思维、科学态度与责任以及创新意识的培养,从而提升自身的综合素质,为今后的成长和发展创造了良好的条件和保障。
  一、 探究性实验的教学原则
  探究性实验在教学的过程中,首先要体现其探究的作用,并且还要培养学生的自主探究意识,所以在教学的过程中,教师要遵循以下三条原则。
  (一) 主体性
  学生是课堂教学的主角,一切教学活动都要围绕学生来展开,所以教师在设计探究性实验时,首先要体现主体性,为学生提供发言和创造的机会,使学生积极参与探究性实验,在探究实验中发现自身的不足,并加以完善。从而提升自我认知和自我发展,最终在探究性实验中形成良好的学习习惯,掌握一定的学习方法,以此为今后的学习做好铺垫。
  (二) 发展性
  探究性实验的主要设计目的是让学生通过探究未知世界而加强认知能力,并在探究中实现自我发展,所以在设计探究性实验时,教师要注意实验目标、实验任务、实验过程、实验结果这几方面的内容,使得整个实验具有发展性,让学生通过参与实验,提升学生的分析能力、创新能力和探索能力,保证学生在掌握基础知识的同时,提高自身的综合素养,实现初中物理的教学价值和意义。
  (三) 灵活性
  教师在设计探究式实验教学目标时要循序渐进,并且要根据学生的能力和学情进行设计。但是由于学生之间存在着一定的差异,所以在设计实验内容时,要重视这一点,让学生自由选择实验方法,使学生根据自身的能力和水平进行实验操作,体现实验的灵活性,从而使不同层次的学生通过实验操作而达到共同进步的目的。总之,教师在设计探究性实验时,要注意实验的灵活性和科学性,将其作用发挥到最大化,促进学生的成长和发展。
  二、 探究性实验的教学策略
  探究性实验是初中物理实验的重要组成部分,为了实现有效教学,发挥其作用,提升学生的物理技能,笔者从以下四个方面对有效教学策略进行了探讨。
  (一) 明确实验原理,培养物理观念
  树立物理观念是培养学生物理核心素养的基础,也是学生学习物理知识的前提,学生只有树立了物理观念,才能对物体知识的运动、相互作用以及能量等问题进行理解和掌握,从而为今后的物理学习打好基础。而在探究性实验教学中,让学生结合自身的现有水平对实验步骤进行设计,拓展物理思维,之后对问题进行分析,总结实验原理,从而进行内化,便于今后的应用。
  例如,在探究《杠杆的平衡条件》这一实验时,笔者让学生对杠杆的形成条件进行了探究,总结了省力杠杆的原理:动力臂如果大于阻力臂,那么可以省力,并且动力臂是阻力臂的多少倍,动力就是阻力的几分之一。相反,如果阻力臂大于动力臂,那么就费力,阻力臂是动力臂的多少倍,阻力就是动力的几分之一。如果动力臂和阻力臂相等时,那么既不省力也不费力。当明确了这一原理后,学生明确了物体之间的相互作用,并总结了其中的规律,培养了自身的物理观念。之后,笔者让学生对天平这一工作原理进行了探究,首先观察到天平中间部位有一个支点,两端各有一个称量用的盘子,并且两边的动力臂和阻力臂相等,所以动力和阻力也相等,因此左边和右边的质量相同,砝码就能够表示出物体的质量。可见,明白了原理之后,学生在探究物理实验和物理器材等内容时就相对容易,同时对发展学生的核心素养具有一定的帮助。
  (二) 设计实验过程,拓展科学思维
  科学思维是物理课堂教学的核心,学生通过分析物理知识的本质属性和内在规律,以此构建物理模型,并经过分析和推理对知识进行论证,从而形成一定的观点,在不断的质疑中提出见解。若想培养学生的科学思维,那么教师就可以让学生提出问题,进行质疑,之后打开思路,对实验过程进行设计,通过实验手段对问题进行验证,以此在整个过程中实现科学论证和科学推理。这样一来,在完成实验目的的基础上,培养学生的科学思维,发展学生的核心素养。
  例如,在学习《摩擦力》这一课时,笔者让学生研究影响摩擦力大小的因素,之后提出问题:摩擦力大小与哪些因素有关?让学生产生质疑并提出假设。学生一认为,摩擦力的大小与接触面的材料有关,比如,平时汽车在公路上就比山上开得快,且省油。学生二认为,摩擦力与物体的重量有关,比如,相同的汽车,满载后需要耗费更多的油才能跑起来,但是如果只有司机一人的话,很容易就能跑起来。学生三认为,摩擦力的大小与运动速度有关,物体运动得越快,那么它所受到的摩擦力就越小,相反运动越慢摩擦力越大。经过学生们的思考和交流,笔者带领学生对这些质疑进行了验证。首先设计实验过程,并安排了对比实验,教学器材是两辆相同的小车,在相同的时间内,用相同的力推动两辆小车,一个是在光滑水平面上运动,一个是在毛巾上运动,结果发现在毛巾上的小车没走多远就停止运动,而在光滑水平面的小车继续运动。之后验证学生二的想法,在第二个小车上加一个重物,并让两个小车在相同的地面上运动,发现有重物的小车走了很近的一段距离后停止运动,而没有重物的小车持续走了很远。经过分析发现,虽然表面上看是因为质量,但是体现在力的方面就是因为压力过大导致的摩擦力过大。最后又验证了学生三的假设,发现只要小车滑动起来摩擦力是恒定不变的。通过本次实验探究总结出摩擦力只与接触面的粗糙程度和压力有关,与快慢速度无关。可見,经过这一教学问题的探究拓展了学生的思维,让学生主动参与实验过程,锻炼了学生的动手操作能力。

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