核心素养下初中物理探究性实验教学研究

随着我国教育事业的快速发展，人们对教育的认识提升到了一个新的高度。只有促进学生全面发展，加强学生核心素养，才是当前教育工作的主要目标。在当前教学改革的大背景下，核心重点是培养我国学生学科核心素养，让学生能够具备知识的创造创新使用能力。促使学生在学习过程中积极反思进行合作探究，学生所学习的知识并不再是从课本上所得来的，而是让学生通过自主课题实践而获得相应的知识技巧。而探究性实验教学，则符合教学改革大背景，能够引导学生进行反思，分析得出物理规律，在教学过程中可以有效培养学生核心素养，让学生掌握知识的由来以及基本原理。1.核心素养教育体系下高中物理探究性实验教学的基本应用原则1.1从学生角度出发设计实验。在核心素养教育要求下，所有教学活动必须要遵循学生的实际发展需求，也就是说在教学实验设计时，需要从学生角度出发进行实验设计。核心素养对于学生的发展来说是一项相对抽象的教育内容，核心素养并不是教师通过短时间教学就可以帮助学生生成的，而是学生在逐渐解决问题以及探索问题过程中而发展出来的，在核心素养视域下物理探究性实验必须要能够吸引学生的注意力，让学生积极主动参与到教学活动中，才可通过学生逐渐解决实验问题，践行自主实验设计而发展学生核心素养。特别是在初中教学阶段，学生经历的小学阶段已经拥有了一定的自我学习思维，并且在学习过程中也具有一定自我解决问题的能力，那么教师需要为学生留出一定的自我探索空间，让学生去自主探索，即便在探索中遇到问题和麻烦，也能够让学生不断吸取教训总结经验，培养学生创新能力，而且从学生角度出发去设计实验，还能够让学生在初次掌握物理知识时能够进入更为轻松的学习氛围让学生在学习过程中拥有良好的学习体验，为学生未来的物理学习而奠定良好基础。同时，教师在问题设计时，还需要尊重学生的个体化差异，详细了解每一名学生的知识掌握情况，随后在教学活动中体现每一名学生的学习优势，而在教学互助中以互补性原则来引导学生进行讨论互动，这样不仅能够解决学生的学习问题，还能够让学生多关注物理知识的基本结构和逻辑思维情况，通过这样的方式增进学生核心素养。1.2教学过程遵循科学性，并与学生实际生活有机结合。物理探究性实验是让学生研究大自然的基本原则和物理属性，物理作为一门自然科学所以培养学生核心素养，就必须要让学生了解物理规律，在掌握物理规律的过程中不断提炼升华物理概念，这样才能够让学生从自然的角度去打破物理的抽象性认识，在脑海中建立较为抽象的物理模型，从而学会与物理知识有机结合进行推演互动，使学生在解决探究性实验问题时其科学的思想和方法能够得到有效的提升。例如，在有关与电阻测试的教学中，教师要引导学生注意养成谨慎的科学思维观念，部分学生在阅读电表时往往会阅读一个大概值，而这样就导致学生在计算时无法获得正确的公式，教师要严格要求学生准确阅读，让学生认识到科学是建立在谨慎准确的实验过程基础之上的，从而提升学生的科学态度和责任意识。同时教学设计还必须要与学生的实际生活进行关联，物理知识的探究本身源自于生活，而物理教学也自然需要接近生活，让学生可以通过物理知识案例和生活经验去研究，未知是不仅能够降低学生的学习难度，还能够让学生对物理知识产生浓厚的学习兴趣，让学生在生活中也可以具备物理思维和眼光来发现物理的存在，从而不断激发学生的好奇心和求知欲望，提高学生的探索思考能力，对知识的理解更为根深蒂固。1.3教学过程趣味化。学习者的学习动机一般来自于对学习内容的好奇心，而初中生刚刚接触物理知识，所以如果单纯为学生讲解较为抽象的物理知识，将很难引发学生的学习积极性，此时教师就应当改变教学内容，将更加具有趣味性的物理实验融入到教学活动中，让学生在学习的过程中能够保持良好的心态，拥有较强的学习娱乐精神，这样学生的探究过程将会变得更加丰富有趣，学生也会以更为积极的态度去面对未来的物理学习，如果教师的教学内容过于抽象，没有趣味性，那么也就很容易打击学生的学习信心，学生很难完成物理实验的独自设计和探究，所以教师的教学设计应当本身符合学生的学习趣味性，让学生主动参与到教学活动中。1.4教学内容具有灵活性。探究性实验包含的要素相对较多，但是教师如果每一次只是为课本中的内容来进行教学，那么学生的学习相对简单单调，学生会认为只需要掌握课本中的知识，就已经学会了所有知识，学生的学习并未得到有效的拓展那么本身相对灵活的物理知识，如果为学生换一个使用场景，那么学生将会无法进行自主探究，这样就导致学生的学习成为了读死书的状态。例如，教师在设计物理实验时，一般来说需要设计多个教学环节，首先让学生以课本为中心来进行实验分析，随后为学生撤走1～2个物理条件，随后再让学生进行自主实验设计，让学生全面理解实验的原理和相关影响因素，才能够激发学生的探究精神，让学生独立完成教学活动。1.5教学内容符合循序渐进的教学原则。初中生刚刚接触物理知识是虽然学生具有一定的自主学习和自主分析能力，但是对于抽象的物理知识来说，直接让学生理解仍然难度较大，所以教师应当根据学生的学习特点为学生长与他循序渐进的教学模式，让学生不断积累经验，完成独立思考，对教学内容进行有效的分析与探究，这些都可以对探究性教学的展开，建立良好的基础。以前大部分初中生已经习惯了传统的传输式教学，很少学生能够有效接触探究性实验的训练，并且探究性实验，对于学生的学习思维和灵活的思维模式也具有较高的要求，如果单纯展开探究性活动，学生的学习过程较为吃力，针对于此教师应当将实验过程进行分层化设计，让学生可以在不同的时间节点完成基础性练习、探究性练习、拓展性练习三个方面的练习过程，让学生在个人基础之上获得不断的提高，并且让学生自主寻找出问题的解决方法与路径，在探究的过程中要由浅入深，由简单到复杂的教学。真正满足不同学生不同需求的学习发展与进步。以此来提升探究性实验的教学有效性。2.初中物理探究实验的教学应用策略探究性实验是初中物理实验的重要组成元素，为了培养学生的核心素养，必须要合理应用探究性实验，笔者将从以下几方面对探究性实验教学进行讨论。2.1明确实验原理，培养学生物理知识结构。物理知识与知识之间存在紧密的联系，所以在教学活动中帮助学生树立物理观念是培养学生核心素养的重要内容，也是引导学生学习物理知识的基本前提，学生必须要树立良好的物理观念，才能够对物体所包含的运动相互作用进行合理的分析与掌握，随后在学生的学习中，无论遇到什么样的物理模型，也可以运用物理实验原理来进行自主探究。而在探究性实验教学过程中，要让学生根据个人所学习到的基础与知识来进行实验步骤的设计与此来拓展学生的物理思维，让学生能够对物理问题进行综合分析，总结实验原理，从而对知识进行内化，帮助学生加强知识的运用。以杠杆原理的教学为例，杠杆原理的核心教学内容是让学生了解动力臂如果大于阻力臂，那么则可以省力如若阻力臂大于动力臂，那么将会费力。让学生通过杠杆知识了解上述物理原理再明确这一教学目标后，教师则可以让学生对这一原理进行自主探究，但需要注意的是教师不要事先直接为学生讲解知识再让学生去进行实验，而是需要让学生去探究实验原理找的实验基础。所以教师需要必为学生讲解原理，而是首先提出问题：“同学们，我们在日常生活中经常能够看到运用杠杆原理的工具，例如扳手、推车、铁锨等。同学们能不能通过老师所提供的杠杆工具去探究一下杠杆长短与其受力的相关影响。”随后学生很快就会发现在杠杆原理的作用下，不同位置的受力将会产生不同的变化，随后教师可以让学生去测量不同位置的具体受益情况，随后总结归纳，杠杆受力位置的公式特点，从而让学生自主去总结杠杆原理的数据从而通过数据去获得公式，这样学生所学习到的内容就不再是直接从课本中提炼出来的，学生的学习过程将会以个人主观思维为基础，提高了学生的综合学习质量。2.2注重实验过程的设计，帮助学生拓展科学思维。在核心素养教学体系下培养学生的科学思维，是物理教学的核心组成部分，让学生可以通过对物理知识的分析，认识物理本质和内在规律，让学生在脑海中构建物理模型，并且经过分析对推理知识进行总结验证，从而形成一定的观点，在不断的质疑中提出自我的见解，这样学生在看待物理知识时，将会生成一套自主的研究体系。教师就可以让学生根据自己在学习过程中所遇到的问题进行质疑，帮助学生解决思维过程中所存在的瓶颈，随后再让学生利用物理探究性实验对自己的疑问进行验证，在此过程中学生的所有知识来源都来自于个人的推理，这样学生不仅达到知识探究的目标，还让学生的科学思维得到了有效的发展，有利于学生核心素养的提升。例如，在有关于摩擦力这一节课的教学中，教师需要让学生掌握摩擦力大小的相关影响因素，让学生总结分析哪些物理环境会对摩擦力大小产生影响，教师可以根据教学内容为学生设置以下问题：“同学们通过个人日常生活经验认为摩擦力都存在哪些地方？摩擦力和物质的哪些性质将会产生关系。”此时，部分学生会认为摩擦力与接触材料有着直接的关系，例如在沙子上容易打滑，而在混凝土地面则不容易打滑，其次也有部分学生认为摩擦力与物体的重量有关，如在同样一块地面上去推动不同质量的相同物品会发现越重的物体其摩擦力越大。随后教师就可以为学生安排特定的实验过程，让学生结合自己的设想来进行自主实验，为学生设计接触材料质量不同质量相同和不同质量相同接触材料的对比性实验。教师可以为学生准备毛巾玻璃以及两块大小相同但质量不同的小铁块，随后让学生去进行自主探究性实验，让学生依次来验证自己的假设和所提出的问题，通过本次实验总结就可以让学生很快意识到摩擦力，只与接触面粗糙程度和相关压力有关，并且其摩擦力大小会受到不同摩擦力系数的影响。这样就可以让学生排除一系列自己所联想到的困难和其他实验情况，拓展了学生的学习思维，又让学生主动参与到实验过程中提高了学生自主动手能力。2.3加强小组合作探究实验的建设，培养学生团队合作意识。在探究性实验教学过程中，不能单纯依靠学生个人的实验能力，教师为了提高学生的实验技巧和知识的掌握深度，还可以在教学活动中为学生组建自主探究合作学习小组，让学生在小组内部进行合作性实验，学生之间可以进行相互合作，相互影响。每一名学生都需要结合个人思维认识和物理学习经验来进行实验合作探究，每一个小组成为了一个学习集体，这样要比单一学生进行实验要更加高效，同时学生之间还能够相互分享实验方法和物理学习经验，让班级所有学生都可以得到提升与发展。例如，在有关于液体压强的教学中，教师可以首先将问题布置给学习小组：“同学们大家需要自己制作验证液体压强的实验，大家自己去搜集实验素材，看哪一个小组的实验最为科学。”教师不再给学生具体的实验案例，而是让学生进行小组讨论，自主总结实验方法，有的同学会用矿泉水瓶扎上小眼来观察水从孔中的流出情况，学生会发现矿泉水瓶上的小孔越大，那么水流越快。所以压强和矿泉水的小孔大小有着直接的关系，而有的学生也会设计如下实验，将手上套上一个保鲜袋，随后将手伸入水中，就可以感受到来自于水的压力。也有的学生会将矿泉水瓶盖上扎一个小孔，随后将矿泉水头朝下压入水中，很快会发现水从小孔中迅速冒出以此来验证液体压强。学生在小组内部设计了多种实验探究方法，让学生的思维得到了有效的开拓让学生可以以创新的理念去对物理知识进行探究和验证，培养学生的实验探究能力和开放性思