楊成武

(肥西縣桃花初級(jí)中學(xué) 安徽合肥 231200)

培養(yǎng)初中學(xué)生物理核心素養(yǎng)是初中物理教師開(kāi)展教育教學(xué)活動(dòng)的目標(biāo)。作為新時(shí)代的初中物理教師,我們有必要、有義務(wù)深入研究如何更好地培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng),實(shí)現(xiàn)立德樹(shù)人的根本任務(wù)。我們要明確,教學(xué)地點(diǎn)、教學(xué)方法、教學(xué)手段并不是固定不變的,這也是《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)。初中物理學(xué)科的性質(zhì),決定了實(shí)驗(yàn)探究在課程中的重要作用,因此,課標(biāo)將“實(shí)驗(yàn)探究”作為五個(gè)一級(jí)主題之一。但筆者通過(guò)多年的教學(xué)研究發(fā)現(xiàn),僅僅靠課標(biāo)規(guī)定的21個(gè)學(xué)生必做實(shí)驗(yàn),很難完全實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。原因有多種:課堂時(shí)間短,學(xué)生的探究不夠充分,不夠深入;課堂空間有限,實(shí)驗(yàn)器材不豐富,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究脫離現(xiàn)實(shí),缺少生活經(jīng)驗(yàn)的支撐與驗(yàn)證,缺少體驗(yàn)和對(duì)物理核心素養(yǎng)要素的感悟;課堂由教師主導(dǎo),學(xué)生需要按照教師設(shè)計(jì)的思路和步驟開(kāi)展實(shí)驗(yàn),學(xué)生的探究自主性、科學(xué)思維、創(chuàng)新能力受到限制……而課外實(shí)驗(yàn)卻沒(méi)有以上限制和不足。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐,筆者發(fā)現(xiàn),精心開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)課外實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生深入開(kāi)展課外實(shí)驗(yàn)探究,是培養(yǎng)初中學(xué)生物理核心素養(yǎng)的重要途徑。以下從物理核心素養(yǎng)的四大要素入手談?wù)務(wù)n外實(shí)驗(yàn)的作用。

一、課外實(shí)驗(yàn)?zāi)芨玫卮龠M(jìn)學(xué)生形成物理觀念

物理觀念不是記住一個(gè)名詞,也不是理解一個(gè)概念就可以形成的。學(xué)生需要將物理知識(shí)與其他知識(shí)進(jìn)行綜合,反復(fù)提煉,形成一個(gè)層次更高、更全面的認(rèn)識(shí)。

而很多學(xué)生由于缺乏感性認(rèn)識(shí),或知識(shí)面狹窄,或思考膚淺,不能在一兩節(jié)課內(nèi)就能形成某一物理觀念。學(xué)生需要進(jìn)行更多的動(dòng)手操作和感性認(rèn)識(shí),需要進(jìn)行更多、更全面的深度思考,需要經(jīng)歷完整的探究過(guò)程,需要更長(zhǎng)時(shí)間的沉淀,如此才能形成物理觀念。而這些都是課堂教學(xué)很難給予學(xué)生的。

在這種情況下,課外實(shí)驗(yàn)就是一個(gè)很好的選擇。學(xué)生在課外實(shí)驗(yàn)中會(huì)經(jīng)歷方案設(shè)計(jì)、尋找器材、動(dòng)手操作、方案改進(jìn)、分析歸納、評(píng)估判斷等過(guò)程。通過(guò)親身實(shí)踐對(duì)某一物理概念有了感觸,不僅能理解,而且能掌握,物理觀念自然而然就形成了。

例如,學(xué)生在生活中很少看到聲波,因此,學(xué)生在課堂教學(xué)中很難形成對(duì)聲波的感性認(rèn)識(shí)。為了解決這個(gè)問(wèn)題,我建議同學(xué)們用手機(jī)下載檢測(cè)聲音的App,通過(guò)觀察不同聲音的波形,了解聲音的特征,形成相應(yīng)的物理觀念。

再如,在摩擦力的學(xué)習(xí)中,學(xué)生對(duì)于“靜摩擦”和“摩擦力方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反”的認(rèn)識(shí)和理解有所不足。由于時(shí)間的限制,在課堂中很難幫助學(xué)生解決這個(gè)問(wèn)題。于是我建議學(xué)生課下在桌面上拉動(dòng)牙刷或毛刷,研究摩擦力的方向。該方法效果很好,就連靜摩擦力的方向都能很好地觀察到。

二、課外實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚋玫嘏囵B(yǎng)學(xué)生的分析歸納能力和科學(xué)思維

課內(nèi)實(shí)驗(yàn)都在教師的掌控之下,數(shù)據(jù)的分析要按照教師的要求和思路進(jìn)行,歸納總結(jié)要遵循教師確定的目標(biāo),實(shí)驗(yàn)好在什么地方、錯(cuò)在什么地方,完全由教師評(píng)估、解釋。長(zhǎng)此以往,學(xué)生就喪失了思考能力、判斷能力,不會(huì)分析,不會(huì)歸納,學(xué)生的科學(xué)思維發(fā)展受到很大限制。而課外實(shí)驗(yàn)由學(xué)生獨(dú)立完成,學(xué)生必須學(xué)會(huì)分析判斷實(shí)驗(yàn)是成功還是失敗,必須學(xué)會(huì)思考如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)思路、如何改進(jìn)操作方法、如何分析數(shù)據(jù)、應(yīng)該得出什么樣的結(jié)論,等等。這樣,學(xué)生的分析歸納能力和科學(xué)思維才能得到很好的發(fā)展。

例如,八年級(jí)學(xué)生初次接觸控制變量法,對(duì)實(shí)驗(yàn)中使用控制變量法的原因和意義不是很了解,尤其是在實(shí)驗(yàn)探究中使用控制變量法完成探究活動(dòng)并順利得出結(jié)論有很大的困難。因此,我引導(dǎo)學(xué)生在家自制弦樂(lè)器,探究影響弦樂(lè)器音調(diào)的因素。學(xué)生通過(guò)參考吉他等實(shí)物,利用身邊的器材,制作弦樂(lè)器,領(lǐng)悟影響弦樂(lè)器音調(diào)的因素,體驗(yàn)控制變量法在探究過(guò)程中的應(yīng)用價(jià)值,順利得出了正確的結(jié)論。

三、課外實(shí)驗(yàn)?zāi)芨玫嘏囵B(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)

(一)課外實(shí)驗(yàn)?zāi)芨玫嘏囵B(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和探究習(xí)慣

課內(nèi)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中,學(xué)生常表現(xiàn)得機(jī)械、麻木,不知道為何要開(kāi)展此項(xiàng)科學(xué)探究,常常是在教師的要求和引導(dǎo)下進(jìn)行。長(zhǎng)此以往,學(xué)生就形成了死記硬背的習(xí)慣,有了不愿探究的惰性。而課外實(shí)驗(yàn)由學(xué)生獨(dú)立開(kāi)展,不能再依靠教師手把手地幫助,必須主動(dòng)探究才能完成任務(wù),達(dá)成既定目標(biāo),因而能更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神,培養(yǎng)學(xué)生“遇事喜歡一探究竟”的好習(xí)慣。

例如,學(xué)習(xí)光學(xué)的時(shí)候,我要求學(xué)生回家探究小孔成像的性質(zhì)。學(xué)生興致很高。通過(guò)探究,他們不僅成功看見(jiàn)了燭焰的像,還明確了成的是實(shí)像,也知道了像的大小與物距和像距的關(guān)系,收到了良好的效果。

(二)課外實(shí)驗(yàn)?zāi)芨玫嘏囵B(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力

課內(nèi)實(shí)驗(yàn)都是教師設(shè)計(jì)好的,給定了器材,甚至表格都給了,學(xué)生只要跟隨教師的步驟操作就行了,沒(méi)有了創(chuàng)新的動(dòng)力,也沒(méi)有了創(chuàng)新的空間,導(dǎo)致科學(xué)探究就是執(zhí)行既定程序的機(jī)械操作,學(xué)生不需要知道為什么這樣操作而不那樣操作。時(shí)間一長(zhǎng),學(xué)生離開(kāi)教師就不會(huì)操作了,學(xué)生離開(kāi)學(xué)校就不會(huì)動(dòng)手了。而課外實(shí)驗(yàn)是由學(xué)生在脫離學(xué)校、脫離教師的情況下進(jìn)行的,需要學(xué)生根據(jù)探究的問(wèn)題,自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),尋找器材,獨(dú)立完成,甚至需要不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的思路、操作方法,自制器材等,而這正是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、動(dòng)手操作和創(chuàng)新能力的過(guò)程。

例如,在探究速度變化時(shí),我要求學(xué)生自己在家探究跑步時(shí)的速度變化。學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,在家長(zhǎng)的協(xié)助下,自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),完成探究,獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告,取得了良好的效果。

(三)課外實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚋玫嘏囵B(yǎng)學(xué)生的觀察能力

課內(nèi)實(shí)驗(yàn)都是在教師的指導(dǎo)下甚至操縱下完成的,從操作到觀察,學(xué)生都無(wú)須費(fèi)神,學(xué)生沒(méi)有了觀察的動(dòng)機(jī)和興趣,甚至都不知道要觀察什么、如何觀察,時(shí)間一到實(shí)驗(yàn)就結(jié)束了。而課外實(shí)驗(yàn)沒(méi)有人幫助,學(xué)生必須明確自己的目的,必須集中注意力,必須敏銳地捕捉每一瞬間,才能完整記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這樣學(xué)生就會(huì)形成善于觀察的好習(xí)慣,觀察能力就會(huì)大大提高。

例如,在學(xué)習(xí)聲音共振的時(shí)候,我要求學(xué)生在課前自己設(shè)計(jì)一個(gè)共振實(shí)驗(yàn),事先沒(méi)有給出任何關(guān)于共振的信息,完全由學(xué)生自主探究、細(xì)心觀察、認(rèn)真記錄、分析歸納、得出結(jié)論。

四、課外實(shí)驗(yàn)?zāi)芨玫嘏囵B(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的形成僅僅靠課堂教學(xué)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。這一核心素養(yǎng)的社會(huì)屬性極強(qiáng),必須走到社會(huì)中,必須在學(xué)生自己的實(shí)踐中才能培養(yǎng)。學(xué)生能夠在課外實(shí)驗(yàn)中與社會(huì)進(jìn)行充分交流,對(duì)科學(xué)的社會(huì)價(jià)值和社會(huì)危害產(chǎn)生深刻的感悟和認(rèn)識(shí),更好地培養(yǎng)自身的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任,對(duì)生命、對(duì)自然、對(duì)宇宙的理解也會(huì)更深刻。

例如,在學(xué)習(xí)噪聲的危害和防控時(shí),我要求學(xué)生用手機(jī)App測(cè)量小區(qū)內(nèi)的個(gè)點(diǎn)噪聲響度,找出噪聲產(chǎn)生的原因,并向物業(yè)和社區(qū)提出合理的建議。如此做維護(hù)良好的生活環(huán)境,培養(yǎng)了學(xué)生社會(huì)責(zé)任感。

總之,以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的物理學(xué)科具有很強(qiáng)的實(shí)踐性,課外實(shí)驗(yàn)是課堂教學(xué)的必要補(bǔ)充、延伸和拓展,是學(xué)生形成物理核心素養(yǎng)必要而關(guān)鍵的一步。課內(nèi)實(shí)驗(yàn)是主體,課外實(shí)驗(yàn)是補(bǔ)充;課內(nèi)實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ),課外實(shí)驗(yàn)是提高;課內(nèi)實(shí)驗(yàn)是軀體,課外實(shí)驗(yàn)是靈魂。一個(gè)有靈性的人不僅要有血肉之軀,更要有偉大的靈魂。因此精心開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)課外實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生深入開(kāi)展課外實(shí)驗(yàn)探究,在初中物理教學(xué)中具有重要的實(shí)踐價(jià)值和意義。