当前教育背景下,传统的教学模式已经无法满足学生的发展需要。教师应当在把握核心素养要求的基础上结合学生的身心发展特征,优化物理教学方法,帮助学生在深刻理解物理知识的基础上,得到全面发展。实验作为物理教学的重要组成部分之一,在推动学生核心素养发展方面发挥着重要的作用。实验是在基于学生当下认知的基础上,以培养学生动手操作能力、发散学生思维、激活学生探究欲望为目标的一项教学活动,能够为学生深入理解知识,步入更高阶段开展科学研究打下坚实的基础。
一、初中物理核心素养概述
课程育人价值由核心素养集中体现,包括学生通过课程学习逐渐形成的正确价值观、必备品格和关键能力。核心素养应与个人发展需要、社会发展需要相符,尤其强调个人修养、社会关爱与爱国情怀。物理学科的核心素养包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。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。科学思维主要包括模型构建、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。科学探究主要包括问题、证据、解释、交流等要素。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、初中物理实验教学的价值
(一)有利于激发学生学习积极性
初中物理知识较为抽象且难以理解,会影响学生的学习兴趣,而物理实验教学注重实践,趣味性强,学生参与教学活动意愿高。在实验过程中,学生的思维始终处于活跃状态,便于学生理解物理知识,有助于其形成物理观念。此外,实验教学可以强化各类物理知识的联系。为顺利完成物理实验,学生会在实验过程中回忆以往学过的物理知识,在这一过程中,学生会构建完整的物理知识体系。
(二)有利于凸显学生主体地位
在初中物理实验教学中,教师在教学中发挥引导作用,学生作为实验教学的课堂主体,由学生自主完成实验,观察并分析实验中出现的实验现象,思考解决策略,探索物理知识的创新运用方式。
(三)有利于增强物理教学的趣味性
相较于理论教学,实验教学的趣味性更强,能够激发学生的学习热情,在教学中保持良好的学习状态,通过实验验证所学的物理知识,既可以训练学生的科学探究能力,又能增添物理实验的趣味性。初中生好奇心强,而物理实验教学坚持启发式教学理念,保护学生的探索精神,鼓励学生勇敢探究物理世界,学生学习物理的兴趣高涨,在实验活动中表现优异,探究能力得到培养,进而提高学生物理学习效果。
三、初中物理实验教学中培养学生核心素养的策略
(一)创新教学理念
初中物理实验教学工作的开展以教学理念为指导,为实现培养学生核心素养的目标,教师在开展物理实验教学前,应根据初中阶段人才培养需要,创新教学理念,调整教学目标,以便制订更科学的实验教学方案。首先,教师要认识到实验教学在初中物理教学中的重要性,分析实验教学与核心素养培养的关系,将实验教学纳入初中物理教学体系中,规范物理实验教学的开展方法,保证物理实验教学课时充足。其次,教师要坚持“以生为本”的教学理念,将学生看作课堂主体,转变教师在实验教学中的身份,鼓励学生自主完成实验任务,借此培养学生的探究能力,提高学生的核心素养。最后,教师要根据学生的实际学习情况,灵活调整实验教学设计,将新的教育理念付诸实验教学实践,比如设计先导课,在实验教学正式开始前,使学生对实验中运用的知识有初步的认知。
(二)创设实验情境
初中生认知水平有限,而物理知识抽象复杂,直接开展实验教学难以激发学生的学习兴趣。为此,教师可在实验前创设实验情境,活跃物理实验课堂的氛围,吸引学生的注意力,帮助学生尽快进入学习状态,积极参与物理实验教学活动。教学中强调物理与生活的关系,可以列举生活中与物理知识有关的现象,由此引入实验运用的物理知识,有助于激发学生学习兴趣,加深学生的印象。而且引入生活元素创设的实验情境,与学生生活息息相关,更容易被学生接受,能够调动学生的学习兴趣,同时引发学生的思考,使其认识到物理与生活密不可分的关系。
以“机械能、内能及其转化”为例,热机相关实验的目的旨在帮助学生理解热机的概念,并培养学生的环保意识。因此,在实验开始前,教师可以借助多媒体技术播放视频完成情境的创设,展现各种燃料燃烧的状态,并引导学生思考热机的应用优势与不良影响。学生通过视频直观感受热机给生活带来的变化,同时明确热机造成的环境污染。随后,教师可以鼓励学生通过实验,探索消除环境污染的措施,学生在完成实验的过程中,既能理解学习的物理知识,又可以培养环保意识,使其重视环境保护,在日常生活中践行低碳环保理念。
(三)调整教学模式
在信息技术不断发展的背景下,在初中物理实验教学中,教师也可引入信息技术完成教学任务,丰富物理实验教学中的可用资源,拓展教师的教学思路,增添物理实验教学的趣味性,调动学生学习物理知识的兴趣,达到培养学生核心素养的目标。初中物理实验教学可用场地与材料有限,部分实验难以开展,教师将信息技术引入教学,借助信息技术为学生模拟实验过程,能够解决实验难以开展的问题,虽真实性欠佳,但趣味性较高,学生学习热情高涨,有利于培养初中生的物理思维。教师也可将微课教学法用于物理实验教学,教学开始前制作视频课件,展示物理实验的流程。学生观看微课视频后,明确该物理实验的操作要点,在实际实验中注意纠正自身操作方式,减少实验过程中出现问题的可能性,学生探究物理知识的意愿更为强烈。以教材中电路有关知识为例,实验中要求学生自主完成电路的组装,某教师考虑实验室中器材有限,且电路组装实验危险性较高,改变实验教学的方式,选择合适的软件模拟电路组装实验,学生可以通过操作计算机完成实验,实验中不会出现器材不足的问题,且学生的安全性得到保证。软件还可检验学生设计电路的合理性,如电路连接存在问题,会向学生发送警报信息,快速发现学生组装电路中存在的问题,减轻教师的教学压力,学生在物理实验中更为自由。
(四)规范实验流程
在初中物理实验教学中,学生主要通过教师了解实验内容与原理,并模仿教师的行为完成实验。因此,教师需规范物理实验流程,明确完成各类物理实验的注意事项,以身作则改变学生的实验态度,使学生在实验期间始终秉持严谨的实验态度,高质量完成教师布置的实验任务。教师要编制实验室规范,引起学生的重视,避免学生将物理实验看作游戏,约束学生的操作行为,督促学生正确看待物理实验,按照规范完成物理实验任务,维护物理实验教学的课堂秩序,避免实验期间实验器材被损坏。规范的实验流程可增强学生的敬畏心,实验中保持严谨的实验态度,认真学习实验的注意事项,尽量避免实验期间出现突发事故。教师要依据初中生的特点,识别实验中可能发生的情况,提前制订突发事件的处理措施,一旦发生突发事件,应快速采取措施处理,将事件的不良影响降至最低。
具体而言,为保证实验教学质量,初中物理教师可以制订实验室管理规范,印发管理手册,其中包含使用实验室的基本常识,实验中可能发生事件的处理方式,并在实验室内张贴宣传海报,潜移默化地影响学生的思想观念。规范物理实验流程后,学生完成物理实验更为顺畅,学习效率明显提高,且敬畏科学,实验中不会出现嬉戏打闹的现象,有助于促进核心素养培养目标的顺利实现。
(五)小组合作学习
强化学生的合作意识也是提升核心素养的关键。创新初中物理实验教学策略时,也需重视合作意识的增强。初中生交流欲望强,教师可利用初中生这一特点,将小组学习法用于物理实验教学,按照学生的物理水平与性格特征,将学生划分为多个小组,共同探讨完成实验任务的方法,避免小组成员之间出现矛盾。科学划分小组后,要综合考虑不同学生的特点,确定各小组的组长,帮助教师管理学生,协调组内关系,合理分工顺利完成物理实验。小组合作学习增加了学生间的交流机会,学生之间相互分享物理学习经验,共同进步,不仅熟练掌握物理知识,还能增强学生的合作意识。例如,教师在“内能”有关实验教学中,采用小组教学法,将班级学生依据物理水平与性格划分为多个小组,所有小组成员都可在实验中发挥自身优势,与其他成员相互配合,共同完成物理实验任务。实验评价中发现,小组合作完成物理实验效果良好,帮助学生有效巩固物理基础知识,且形成团队合作意识,与核心素养培养目标相符,而且学生的学习效率大幅度提升,并提高在生活中灵活运用物理知识的能力。
要想达到最佳的物理实验教学效果,教师必须以核心素养为指导,采取合理的措施将其落实到实验教学的每一个环节,以此充分发挥实验对学生的引导作用,并促使学生在这一过程中树立物理观念,形成科学的探究精神,为学生物理核心素养的发展夯实基础。因此,在日后的实验教学过程中,教师需要积极革新自身理念,努力优化实验教学,进而从根本上提升初中物理实验的教学价值。
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