物理核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受物理知識的過程中,逐漸形成的適應(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,是學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)內(nèi)化、帶有物理學(xué)科特性的品質(zhì),是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要構(gòu)成。學(xué)生物理科學(xué)素養(yǎng)主要包括四個(gè)方面的內(nèi)容:物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。物理觀念是從物理學(xué)視角形成的關(guān)于物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)、能量和相互作用的基本認(rèn)識;是物理概念和規(guī)律在頭腦中的提煉和升華;是運(yùn)用物理知識和方法解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問題的能力。主要包括物質(zhì)觀、運(yùn)動(dòng)觀、能量觀、相互作用觀及應(yīng)用等。科學(xué)思維是從物理學(xué)視角對客觀事物本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識方式;是基于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)建構(gòu)理想模型的抽象概括過程;是分析綜合、推理論證等科學(xué)思維方法的內(nèi)化;是基于事實(shí)證據(jù)和科學(xué)推理對不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出質(zhì)疑、批判,進(jìn)而提出創(chuàng)造性見解的能力與品質(zhì)。主要包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等。科學(xué)探究是指具有科學(xué)探究的意識,能在真實(shí)情景中提出物理問題,形成猜測和假設(shè),利用科學(xué)方法獲取信息和處理信息,形成結(jié)論,以及對探究過程和結(jié)果進(jìn)行交流、評估、反思的能力,主要包括問題、證據(jù)、解釋、交流等。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任包括科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、社會(huì)責(zé)任等。學(xué)生物理核心素養(yǎng)的要求有別于以前所提的三維目標(biāo),三維目標(biāo)與核心素養(yǎng)的關(guān)系不是等距的,也不是等值的。三維目標(biāo)視域下的物理教學(xué)是以學(xué)生為中心的教學(xué),核心素養(yǎng)視域下的物理教學(xué)是以學(xué)生活動(dòng)為中心的教學(xué)。

那么,如何落實(shí)教育行政部門提出的培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的要求,就成為擺在初中物理教師面前必須要面對和解決的問題。課堂是學(xué)習(xí)的主陣地,一節(jié)課40分鐘,既要保證教學(xué)質(zhì)量,又要培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng),對于年輕教師及生源質(zhì)量較差的學(xué)校來說,只要能保證一個(gè)都已經(jīng)很不容易了,當(dāng)學(xué)生成績沒有得到提升時(shí),教師就會(huì)著急上火,就會(huì)不管不顧。但在多年的教學(xué)實(shí)踐中,筆者越來越強(qiáng)烈地感受到兼顧學(xué)生知識、能力、素養(yǎng)培養(yǎng)的物理教學(xué)并非想象的那么困難。那么,在初中物理教學(xué)的主陣地——課堂上,教師怎樣通過活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)呢?仔細(xì)研究后,筆者發(fā)現(xiàn)初中物理課堂教學(xué)基本都是由生活現(xiàn)象導(dǎo)入的,通過實(shí)驗(yàn)得出或總結(jié)物理規(guī)律后再加以應(yīng)用的。這也充分詮釋了初中物理教學(xué)的理念:從生活走向物理,從物理走向社會(huì)。而實(shí)驗(yàn)又是探究物理規(guī)律、總結(jié)物理概念的重要手段,幾乎貫穿于每節(jié)課中,所以利用好物理課堂教學(xué)中的實(shí)驗(yàn),如現(xiàn)象明顯的小實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、教師演示實(shí)驗(yàn)等都可以很好地落實(shí)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的要求。

其中,小實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中占有很重要的位置,它與學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、教師演示實(shí)驗(yàn)同等重要。小實(shí)驗(yàn)因?yàn)樾。匀〔姆奖悖子诓僮鳌=處熆梢岳盟M(jìn)行課前導(dǎo)入,課中激趣設(shè)疑,幫助學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促使學(xué)生更好地理解和鞏固物理概念及物理規(guī)律。

下面,筆者就如何利用課堂小實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí),以及落實(shí)物理學(xué)科核心素養(yǎng),談一下自己粗淺的認(rèn)識。

一、教師演示,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

由于部分學(xué)校小學(xué)科落實(shí)不太到位,學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)比較薄弱,所以教師的示范引領(lǐng)對培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力有著非常重要的作用。講授大氣壓強(qiáng)時(shí),能證明大氣壓存在的實(shí)驗(yàn)有很多,但作為一名教師,筆者需要選取取材方便、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行演示,這就要求筆者必須進(jìn)行大量的學(xué)習(xí)。例如,翻閱《中學(xué)物理》等雜志,觀看抖音中的實(shí)驗(yàn)視頻或他人的課堂實(shí)錄等。只有經(jīng)過比對、積累,才能選擇自己認(rèn)為不錯(cuò)的實(shí)驗(yàn)。像油桶變扁實(shí)驗(yàn),因?yàn)橛屯拜^大,實(shí)驗(yàn)的可視性較好;易拉罐變扁,因?yàn)橐桌奘墙饘伲儽鈺r(shí)會(huì)發(fā)生巨響,能夠吸引學(xué)生的注意力;手掌提飲料,因?yàn)轱嬃虾苤兀狡降氖终凭谷荒軐嬃咸崞饋恚瑢W(xué)生很好奇,他們學(xué)習(xí)的積極性十分高漲;拔火罐是理論與實(shí)際聯(lián)系的具體體現(xiàn),學(xué)生就會(huì)發(fā)覺物理就在自己的身邊。在物理教學(xué)過程中,教師通過分析這幾個(gè)實(shí)驗(yàn),使學(xué)生對大氣壓的存在有了深刻的理解。

在講授流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系時(shí),筆者用一次性杯子為學(xué)生進(jìn)行演示:將杯子一個(gè)一個(gè)壘起來在杯口吹氣,杯子就會(huì)一個(gè)一個(gè)跳出來,實(shí)驗(yàn)簡單易操作,學(xué)生興趣十分濃厚。在講授慣性時(shí),筆者用一次性杯子進(jìn)行了演示:將兩個(gè)一次性杯子豎著扣在一起并倒扣在桌面上,兩個(gè)杯子之間用一張撲克牌隔開,當(dāng)我們抽走撲克牌時(shí),上面的杯子并沒有隨撲克牌一起移動(dòng),而是落回了原地;還可以用一個(gè)大的透明玻璃杯裝上水,蓋上撲克牌,將一枚生雞蛋放在撲克牌上,抽走撲克牌時(shí)雞蛋則會(huì)掉入玻璃杯中。在講授摩擦力時(shí),筆者讓學(xué)生取兩本書,將書一頁一頁地重疊在一起用力拉,學(xué)生發(fā)現(xiàn)怎么也拉不開;還可以利用筷子提米:在玻璃瓶中裝滿米,將一根筷子插入米中,利用筷子就可以輕易地將米和瓶子一起提起,學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)對摩擦力的存在有了充分的了解。在講授杠桿平衡條件后,筆者利用蠟燭做了一個(gè)蹺蹺板,點(diǎn)燃蠟燭的兩端讓學(xué)生觀察。過一會(huì)兒,學(xué)生發(fā)現(xiàn)蠟燭會(huì)上下跳動(dòng)。此時(shí),讓學(xué)生用杠桿平衡條件解釋這種現(xiàn)象,就能夠加深學(xué)生對杠桿平衡條件的理解。在講授浮力時(shí),為了顯示浮力的方向,筆者用細(xì)線將乒乓球固定在大的礦泉水瓶或玻璃容器里,給容器中加水就會(huì)看到乒乓球浮在水中,無論怎樣傾斜容器,乒乓球的連線總是垂直于水平面,通過實(shí)驗(yàn)學(xué)生就會(huì)得出浮力的方向總是豎直向上的結(jié)論。在講授測量浮力大小時(shí),筆者給塑料瓶中裝入沙子,讓學(xué)生利用稱重法測浮力,這種實(shí)驗(yàn)裝備制作起來非常方便,學(xué)生可以一人做一個(gè),因?yàn)槭怯米约褐谱鞯膬x器進(jìn)行實(shí)驗(yàn),學(xué)生很開心,但不同學(xué)生制作的儀器測量的效果不同,這就激發(fā)了他們的探究興趣,他們就會(huì)思考與浮力大小有關(guān)的因素有哪些?在講授浮沉條件時(shí),筆者利用玻璃瓶、鹽水和雞蛋,為學(xué)生演示了雞蛋在鹽水中的三種狀態(tài):下沉、懸浮和漂浮,通過實(shí)驗(yàn)學(xué)生就能正確判斷浮沉發(fā)生的條件,實(shí)驗(yàn)效果非常好。

二、學(xué)生課外探究實(shí)驗(yàn),體驗(yàn)悟理

在物理探究實(shí)驗(yàn)中,教師示范后可以對學(xué)生提出更高的要求,讓學(xué)生結(jié)合教材內(nèi)容完成課后小實(shí)驗(yàn)或自己設(shè)計(jì)一些小實(shí)驗(yàn)。例如,利用紙鍋燒水,水燒開了而紙鍋并沒有燃燒,這是因?yàn)樗诜序v前后一直在吸熱,紙鍋的溫度就會(huì)低于它的燃燒點(diǎn),所以紙鍋不會(huì)燃燒。利用空易拉罐、冰和鹽做凝華實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生將冰放入空易拉罐中,再給冰中加鹽,冰的熔點(diǎn)就會(huì)降低,冰在融化的過程中就會(huì)吸熱,當(dāng)易拉罐的溫度低于0℃時(shí),易拉罐外側(cè)的水蒸氣遇冷就會(huì)形成霜,這就是凝華現(xiàn)象。

講授大氣壓強(qiáng)之后,筆者讓學(xué)生嘗試用手掌提易拉罐,用空易拉罐做不倒翁等。講授重力后,筆者讓學(xué)生用直角三角板、細(xì)線、鐵錘制作一個(gè)水平儀。講授連通器時(shí),學(xué)生發(fā)現(xiàn)在連通器的一端吹氣,連通器各管口處的液面都會(huì)上升。學(xué)生學(xué)完電壓一章后,筆者引導(dǎo)學(xué)生嘗試制作各種水果電池、飲料電池,甚至制作人體電池。學(xué)生發(fā)現(xiàn),將幾個(gè)同學(xué)用導(dǎo)線連接在一起構(gòu)成閉合回路,竟可以使二極管發(fā)光,學(xué)生還利用電壓表測量了各種電池的電壓,探究了影響水果電池電壓大小的因素。通過這些探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng),學(xué)生對電壓有了更深刻的了解。

三、進(jìn)行課外探究活動(dòng),學(xué)以致用

相信種子,相信歲月。這也是筆者的導(dǎo)師郝曉東老師一直給筆者所說的話。在慢慢的探究和實(shí)踐過程中,有了教師的引領(lǐng),學(xué)生的探究能力就會(huì)大大增強(qiáng)。在探究活動(dòng)中,筆者也給學(xué)生提出了更高的要求,要求學(xué)生會(huì)用物理知識和物理方法解決實(shí)際問題。例如,買金銀飾品時(shí),我們經(jīng)常擔(dān)心會(huì)買到假貨,特別是銀制的筷子、勺子、杯子如果有假,將會(huì)直接危害我們的身體健康。所以,講授密度的測量后,筆者給學(xué)生提出了一個(gè)問題,讓他們鑒別筆者的銀手鐲的真?zhèn)巍W(xué)生互相討論后提出了可行方案。在實(shí)驗(yàn)室里,師生共同鑒別了銀手鐲的真?zhèn)危€有學(xué)生將自己媽媽的金項(xiàng)鏈拿到學(xué)校進(jìn)行鑒別。類似的實(shí)驗(yàn)還有很多,如測量氣球下落的平均速度,探究自行車前后輪所受摩擦力的方向等。以下是測量銀手鐲密度的具體方法。

1.實(shí)驗(yàn)原理:ρ=m/v。

2.實(shí)驗(yàn)器材:天平、兩個(gè)燒杯、水、銀手鐲。

3.實(shí)驗(yàn)步驟:(1)利用天平測出銀手鐲的質(zhì)量;(2)利用天平測量一個(gè)空燒杯的質(zhì)量;(3)將燒杯傾斜裝滿水;(4)將銀手鐲完全浸沒在燒杯的水中,用另一個(gè)燒杯接溢出的水;(5)利用ρ=m/v,求出銀手鐲的密度。

若是心中充滿愛,便可抵擋歲月漫長。在“做中學(xué),學(xué)中做”的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中,助力學(xué)生建立物理觀念、強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)探究能力、鍛煉科學(xué)思維能力、展現(xiàn)科學(xué)的態(tài)度與責(zé)任,這是一名物理人應(yīng)肩負(fù)的教育責(zé)任。就是因?yàn)檫@份熱愛,筆者一直努力堅(jiān)守著物理實(shí)驗(yàn)這塊陣地。筆者相信,只要在物理教學(xué)這條道路上不斷學(xué)習(xí)和超越自己,在未來的日子里師生都能遇到更好的自己!

作者單位 陜西省西安惠安中學(xué)

責(zé)任編輯:張 言