在物理实验教学中培养学生的核心素养
摘要
关键词
初中物理 实验教学 核心素养 教学策略
正文
前言: 物理是一门基于实验的学科,在物理课程中,实验教学起着举足轻重的作用,在物理考试的评价体系中,实验考核起着举足轻重的作用。物理教育的基本素质包括:物理观念,科学思维,科学探究,科学态度和责任感。在物理实验中,运用分析和推理等方法,培养学生科学思维和物理概念;在实验过程中,通过猜想假设、设计实验、操作反思、分析论证等方式,对学生的科学探究能力、科学态度和责任感进行培养。
一、基于核心素养的初中物理教学目标
在初中物理教学中,要想将核心素养教育目标贯彻到实践当中,就需要与综合性及整体性教学相结合,来诠释课程教学目标。初中物理教材中的知识比较分散,每一个单元都是各自独立的知识内容。所以,在初中物理教学中,应该把核心素养融入整个学科之中,对初中物理教学起到引导的作用。在具体的教学层面上,要从物理知识层面的特点、学段特点等方面来对核心素养进行明确、具体化,这些都是培养学生核心素养的关键组成部分。当初中生接受物理知识的时候,他们会在老师的指导下,建立起一种科学的态度和意识,他们所学到的知识可以让他们更好地了解生活,从而有助于他们的终身发展。初中物理核心素养培养可以分为以下几个方面:
1.物理观念
物理观念是从物理学视角形成的关于物质、运动和相互作用、能量等内容的总体认识,是物理概念和规律等在头脑中的提炼与升华,是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础。
物理观念主要包括物质观念、运动和相互作用观念、能量观念等要素。
2.科学思维
科学思维是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式;是建构物理模型的抽象概括过程;是分析综合、推理论证等方法在科学领域的具体运用;是基于事实证据和科学推理对不同信息、观点和结论进行质疑和批判,予以检验和修正,进而提出创造性见解的品格与能力。
科学思维主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。
3.科学探究
科学探究是指基于观察和实验提出物理问题、形成猜想与假设、设计实验与制订方案、获取与处理信息、基于证据得出结论并作出解释,以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。
科学探究主要包括问题、证据、解释、交流等要素。
4.科学态度与责任
科学态度与责任是指,在认识科学本质和了解科学、技术、社会、环境之间关系的基础上形成的,探索自然的内在动力,严谨认真、实事求是、持之以恒的品质,热爱自然、保护环境、遵守科学伦 理的自觉行为,以及推动可持续发展和实现中华民族伟大复兴的使命担当。
科学态度与责任主要包括科学本质观、科学态度、社会责任等要素。
二. 初中物理核心素养培养的基本要求
初中物理是一门自然学科,作为自然学科,其教学目标就应该是培养学生的科学思维能力。因此,初中物理教学过程中,应该对学生的科学思维能力进行培养,且需要实验为基础,促进学生思维能力的提升。针对初中生的特点,学生在学习物理知识时,应该具备一定的学科品质与思维能力,物理学科在学习的过程中,对数据和结果的要求比较高,这就需要学生在学习的过程中,需要有着实事求是的学习态度,并敢于发出质疑,努力进行创新。同时,对物理学科素养进行培养,还要求学生能够在掌握好良好的学科知识的基础上,不断养成自己独特的思维方式,进而有效提高学生解决实际问题的能力。
三、当前初中物理实验教学中存在的问题
(一)书本知识与实际生活之间缺乏有效衔接
在传统的初中物理教学中,教学方式只限于课堂上,只将物理知识用于解决物理问题,没有将课本上的知识和现实生活中的直接联系起来,从而限制了学生的发展。在离开了现实生活的联系之后,物理知识就变成了死记硬背的文字和枯燥的运算。在物理定义、概念和定理的形成过程中,缺少切实准确的有效记忆,对于生活中的常见现象和生活常识,缺少对它们进行科学的解释。因此,强化书本知识与现实生活之间的密切联系,有助于物理知识进行有效地运用,从而提高了物理知识的趣味性和课堂教学的活跃性。
(二)授课难易程度失衡,过于注重学习成果
老师们在教学的时候,会根据学生的喜好,将注意力放在优秀的学生身上,而忽视了中等偏下的学生和差生,对简单的知识一笔带过,甚至是省略掉,而对复杂的知识却要花很多的时间去解释,这会让一些差生云里雾里,不知道该怎么做,渐渐地,他们对物理课程感到厌倦。而在物理教师的带动和影响之下,有些学生将所有的精力都投入到了应对考试中,对平时的日积月累不够重视,因此在考试之前,出现了一种临时死记硬背的现象,这已经变成了一种常态。
(三)注重理论,忽视实践
物理是一门实用性很强的科目,又与我们的生活密切相关,在教科书上,仅仅是对理论知识的解释,对物理知识进行分层的解释,学生们还需要与自己的实际操作相结合,在教学过程中,常常会被忽视,而物理课堂上,学生们也会越来越觉得无聊。仅仅依靠教科书上的死记硬背,并不能让学生们真正理解物理,同时,老师们也不能达到他们想要的效果。当前的物理教学现状是,老师们只重视理论性的教授,而忽略了实践方面的指导,这也是受到了传统的教学方式的影响。过去,我们的教育主要是用来应对考试的,所以我们的教学方式不一样,而现在,我们的教育更多地是看学生们能学到什么。
四、物理实验教学中培养学生的核心素养策略研究
(一)核心素养理念下对实验过程进行创新
关于物理的学习理念,属于物理核心素养的一个重要部分,所以,如果要想让学生的物理核心素养得到更好的提高,那么,老师就应该从对学生的物理学习理念着手,展开指导。老师们应该转变他们的观念,即,他们只要在课本上就可以了,他们也不会去做任何的实验,只要把课本上现有的物理实验过程和现象记下来就可以了。虽然这样也能在物理考试时获得更好的分数,但是这仅仅是一种表演,使用这样的方法所获得的物理知识与真正从实验中获得的物理知识还是有一定的区别。首先,这样的学习方法不适合学生的探索精神和创新精神,这样的学习方法只会让他们死记硬背,而不会让他们将这些知识运用到实际中去。而且,机械的教学方式不利于培养学生在实验操作中的创造性。为此,要切实转变传统的课堂教学模式,尽可能地为学生创造更多的物理实验环境,从而提高他们在实验过程中的创造性。以《声音的产生与传播》一节课为实例,指出了在本节课程中,要根据实际情况,为学生创造一个良好的学习情境,让他们清楚地认识到这个知识。所有的声音,都是由物体的振动而产生的,振动停止,发声停止,声波的传输介质是多种多样的,包括固体,液体,气体等。所以,在教学过程中,老师可以指导学生使用这3类介质来做一些传声快慢实验。此外,老师们还可以指导学生们在实验中进行一些创新性的尝试,比如,在一些比较普通的固体和液体物质,比如铁块、水、空气中,可以对它们进行声音实验,除此之外,老师们还可以对那些比较不常用的固体和液体气体方面的物质进行声音实验。并且要指导学生去研究不同媒介所传输声音的速度有何差异,从而激发他们的探究意识,提高他们的物理核心素养。
(二)创设真实问题情境,紧扣核心内容实施教学
问题往往来自现实生活,来自具体情境,在初中物理课堂上,可以创设一个真实的课堂情境,引导学生提问,引导他们进行深度地思考,并在此过程中,引导他们自己提问,从而达到提高他们的认识和理解的目的,逐步提高他们的学习积极性,让他们从一个消极的知识者变成一个积极的探索者,从而在“想象-经验-实践-反思”的循环中,运用他们所学到的物理知识和他们的思维技能,进行各种各样的物理活动。“真问题情景”的创建要与课堂教学内容密切相关。比如,初中“电与磁”一章的学习,首先要解决的问题是怎样让学生体会到现实世界中有磁场,电流与磁性是怎样在磁场中产生互动的。如果老师只是在语言层次上对其进行讲解,那么就不能对其进行有效地指导。这个时候,老师可以利用一系列的“电生磁、磁生电”的实验,让学生亲眼看到磁场的真正存在和意义,从而激发学生的好奇心,并对他们的学习状况进行转变。
(三)理论与实际相结合,关注生活物理知识
科学来自生活,特别是物理学,与生活有着密切的联系,就好像物理学中的声波和电流一样。因此,物理老师在授课时,应该贴近学生的实际生活,讲解一些晦涩难懂的理论,并在物理实验中加入一些有趣的、生活化的要素,来激发学生的学习热情。老师们可以用一张没用的卡片和一辆小自行车,把它放在上面,一手把它放在轮子上,一手把它放在轮子上,然后发出滋滋地响声,随着轮子的旋转,它的音量也会越来越大,当它的速度超过一定程度时,它就会发出尖叫声。从这个生活小实验中,我们可以得到以下的原理:振动的物体在一秒内完成全振动的数目被称为频率,自行车辐条与卡片之间的接触,所产生的频率恰好在27赫兹和4000赫兹之间,由于含有的频率范围较宽,所以也能发出不同音调的声音。在此基础上,提出了一种提高学习效果的有效途径。
(四)通过实验操作来培养学生自身的科学素养
在物理科学的研究中,实验操作是最基本的,而且,对物理理论知识的提出、检验和运用,都离不开对其进行的探索和检验。因此,在初中物理实验操作教学中,物理教师要把科学本质、科学伦理、科学精神等众多方面地培养,逐步在实验操作教学中培养学生的责任意识和科学态度。
比如,在做一个“力的作用是相互”的实验过程中,老师可以提前做一个示范。准备两个一模一样的气囊,将两个气囊重叠在一起,对气囊展开挤压操作,向学生提出问题:“如果这两个气囊发生变形,是否可以证明力的作用是相互的?”,如果学生的答案是:证实次数很少,所以不能做出证实。老师还可以列举更多的实例,如用手敲桌子,手要觉得痛,要使船向前进,要把浆往后推等等。
(五)实验与初中物理教学相结合
由于物理学在某种程度上是一门实用的课程,因此只有通过实验才能真正理解物理学的本质。在物理教学中进行物理实验,既可以训练学生的动手、动脑能力,又可以让学生在学习物理的过程中感受到科研的方法,提高他们的逻辑思维能力。由此可以看出,在进行初中物理教学时,为了能够体现出物理核心素养中“科学态度与责任”的内容,那么,物理实验在教师的物理教学工作中更是必不可少的。比如,在讲授“内能”这一章的时候,教师可以让学生观看教师示范的气体压力点火装置,使其内能增加,也可以让学生和教师合作,进行气体推进堵塞物的试验。既要使学生能够对内能的大小进行分析,又要使学生能够观察到真实的实验现象,从而对学生的核心素养进行培养。当然,在进行实验的时候,一定要随时关注实验的安全性,以免出现无谓的损伤,这也是核心素养中对科学的态度和责任感的一种表现。
结语:核心素养的培养是一个漫长而又比较艰巨的过程,对于每一位教育者来说,我们要关注每一位学生,培养学生的各种能力,在教学中既要充分发挥教师的主导作用,但更要发挥学生的主体作用,精心准备好每一节课,教学中会涉及什么样的能力,培养学生哪方面的能力,要求学生掌握哪些定理、公理及推理,老师在备课时做到心中有数,老师在教学中具备研究经验的积累,学生在学习中具备各种能力积累的培养,更好的培养学生的核心素养。
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