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顺应时代要求，培养核心素养

发表时间：2020/10/20 来源：《教学与研究》2020年10月上作者：周子明

[导读] 物理学科是一门专业性、操作性较强的学科，在实际生活有着广泛的应用，专业性人才需求量大。

广东番禺中学附属学校周子明 511400

摘要：物理学科是一门专业性、操作性较强的学科，在实际生活有着广泛的应用，专业性人才需求量大。在这种社会环境下，教育部门建议学校培养人才的时候，注重学生的实操能力的锻炼，发挥物理学科的实用性特点，培养学生的核心素养。能够锻炼学生实操能力的就是物理实验了，因此在初中物理教学中，更需要物理教师在教学中以实际操作教学为根本，以理论教学为辅助，训练学生物理学科的专业性和实操性。
关键词：初中物理；核心素养；数字化实验；策略
        一、现阶段中物理实验教学情况以及存在的问题
        在中国现有的应试教育模式下，学生的学习压力普遍都来自于考试成绩，尤其是初三学生，面临的是升学考试。而重点高中招生的第一考核条件就是考试成绩，导致初三学生的学习重点也是以理论学习为主，以应付考试为主要方向。在这种环境下，学生学习物理学科，书面型的理论型的知识点占据了主要地位，而物理实验，只占据很少一部分内容，难以形成学生的核心素养。由于教育资源的限制，现阶段学生物理学习很少做实验，即便是做实验，也都是传统实验模式。这就导致学生有理论知识雄厚，动手能力欠缺的问题，这就和物理学科的开设初衷有了出入。初三学生接下来，将会进入更加专业的学习阶段，物理学习也将更加深入，也正是这个原因，初三物理除了要求学生掌握基础理论知识之外，更需要培养出学生较强的动手操作能力，来达成学以致用的效果。这就要求学生多做实验,好实验。
        现阶段的物理实验大都属于传统实验，由于设备和人数的限制，所以实验效果不佳。就电流实验来说，最常用的实验就是把电池和灯泡通过电线连接起来，再加上开关，然后通过开关的闭合和断开来观察灯泡的反映。开关断开，电流被切断，灯泡灭掉。开关闭合电流接通，灯泡亮起，而电流的强度是多少，只能通过连接电流表来检测，普通的指针型电流表会出现数据偏差，学生记录下不准确的数据，计算结果也会出现误差。而通过电流的强度，也是可通过灯泡的亮度来体现。随着信息时代的到来，教育也逐渐实现了信息化，物理实验也在不断革新。目前大部分校园引进的物理数字化实验，给物理实验教学带来了质的飞跃，让物理实验数据更加准确,验过程对理论的依赖性逐渐降低，更有利于学生看懂实验过程，理解实验结果，从而从本质上了解物理学科，提高素养。
        二、数字化实验在物理教学中的应用策略
        （一）通过准确的实验数据验证权威概念，促进核心素养的养成
        所谓物理，就是研究物质最一般的运动规律和物质基本结构的学科。人类通过研究不同物质的原理，从而创造出促进人类文明，推动社会发展的东西。这是物理学科的核心，也是学生需要掌握的核心素养之一。通过物理学原理，解释现在生活中存在的特殊现象,把学科知识落实到实践中。物理学科是在数位物理学家的不断摸索和实验中总结出来的。所以学生学习物理，除了理解物理学的一些已经被验证的理论和概念之外，应该具备的一个基础素养的就是抱着怀疑和探索的心态，不断去证明，去发现物理理论。物理实验，就是证明理论的最佳方式，也是校园物理教学中常用到的教学方式之一。通过实验教学，学生能够更加信服物理学理论，了解理论得出的过程和验证方法，引导学生的物理专业探索欲可求知欲，也是物理学科核心素养的养成。
        尤其是初三阶段学生的物理教育中，由于初三学生未来面临的是升学考试和更加深入更加专业的物理学科学习，所以必须保证物理学科的基础知识储备，基础技能的具备，因此更需要精确化的物理实验的辅助教学。尤其是在《欧姆定律》这单元课程的学习时，通过精细准确的物理实验，不但能够给学生证明欧姆定律，更能够让学生清楚的看到实验数据的改变，从而达成物理实验教学。物理教师可以根据把不同的导体连在设备上，比如常用的导电材料铁丝，铝丝和铜丝。线连接铁丝通电，这时候数字设备上就会出现准确的电流、电压和电阻的数据，由学生记录下该数据，再切换电流强度，学生再记录下这组数据，同一个导体的电流，电压，电阻的数据，同时在记录下在同一电流下，切换不同的导体再记录下电流，电压，电阻的准确数据，然后把这些数据代入到欧姆定律公式（ = ;U= R;R= ）中进行验证，通过不同材料、不同数据的验证，更能够让学生相信欧姆定律的权威性。通过数字化实验，是可以将一些抽象的概念性的东西，通过实验数据的形式表现出来的，杜绝了传统实验电流电压表带来的数据误差，让实验结果更准确。
        （二）转化教学思路突出物理学科的实用性，培养核心素养
        物理学科是一门实际操作要求比较高的学科，对操作者的操作技巧操作方法都有严格的规定。中学物理学习，注重理论教学，在实际操作能力上，稍有欠缺。这也是目前国家教育的中的普遍问题，针对这个问题，就需要从基层开始改变。要求物理教师在物理教学中，注重物理学科的实际应用性，在无条件做实验的时候，创造实验条件。在条件允许的前提下，向校方提出物理学科教学革新方面的需求，向校方、社会乃至国家寻求帮助，解决学物理教学问题，培养出学生的物理操作技能和学生基础素养。
        物理学科的研究中，除了探索发现之外，更重要是各位物理学家的创造发明，以及他们对人类文明的推进作用，像《内能的利用》就是很好的例子，像物理学中提到的能量不会消失，只能转移或者转换，这也是内能能够被利用的关键，能量利用的例子，现实生活中很常见，像著名的“蒸汽机”就是内能利用的产物，也是物理学家探索发现，创造革新的结果。所以物理教师在教学中更需要注重物理实验。

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像内能的转换方面，同样可以通过白炽灯的例子来进行分析，给数字化实验机器上接上白炽灯，然后通上不同强度的电流、电压，观察不同电流电压的强度和灯丝的温度，通过灯丝温度的变化，观察灯丝的变化，并记录下数据。通过数据可以看出，随着温度的提升,炽灯才会慢慢发光。在灯丝温度较低时，灯光偏暗，灯丝温度高时，灯光明亮，然后随着灯丝温度的变化，灯光的强度也在不断变化，这就是能量转化的实验体现。只有当能量积累到一定程度上，通过相应的载体，是可以实现能量转换应用的。这也是能量的转化和能量守恒定律的实际应用和体现。能量守恒定律也是物理学科的教学核心，在实验过程中通过精细化的操作来培养出学生的物理专业素养。所以安排学生参与实验，教师讲解实验注意事项，才是提升学生动手能力的关键。
        （三）数字化实验激发学生的探索发现欲，加强核心素养的培养
        初中开设物理学科的目的就是为了培养全能型人才，在九年义务教育中，多学科同时学习的关键在于帮助学生找到自己擅长的领域，培养领域核心素养。并达成可持续发展。所以在物理教学中，就应该注重学生的探索发现欲这些基础素养素养的培养，注重学生创造力的挖掘。通过挖掘学生的潜力,国家培养高级专业型人才做好基础人才储备。数字化实验是最直观的实验教学模式，也是能够测试学生学习能力和实际操作能力的综合体，通过数字实验，培养出学生的探索欲望，引导学生去发现，去创造。
        一个优秀的青少年，除了具备较强的学习能力之外，探索创新能力是关键，这就需要老师的正确引导了。尤其是物理学科这样的可验证，支持创新发展的专业性学科，更具探索性。例如初三课程中的《能源的可持续发展》这单元课程，每一次人类主流能源的转变都会改变社会格局。从热能到电能到现在的环保能源风能和太阳能，都是人类科技进步的产物，在这里，物理教师就可以做能源转变的相关实验。比如太阳能的转变方面的实验，带学生进行一堂别开生趣的室外课程，准备太阳能接收设备，放在室外接收太阳能，然后将设备接入到数字化实验设备中，在给数字化设备商加上电阻，电阻上放上一个可灼烧的容器，容器中呈上少量的水，学生会发现，经过一段时间后，水会变热，最终沸腾，产生蒸汽。通过数字化实验设备展示太阳能的转化过程，从太阳能的展现将会在数据设备上已基础数据和变化曲线的方式展现出来，从能量接受，到设备中数据的转化，到最终结果展示三个步骤，数字化设备上都是以曲线加数据的方式呈现。虽然学生看不到能量的转变，但是数据和曲线把太阳能现象化。这样就可以让学生直观的观察到能量的积累到转化的过程，完成基础教学。通过这些实例的转化，是可以帮助学生快速的了解能量转化的原理，同时也能培养学生的探索性，教师可以安排课后作业，比如自己制作一个能量转化机之类的，通过这样的方式，达成学生物理学科的探索发现能力、创造能力等核心素养。
        （四）以学生为根本保护学生个性化特点，促进核心素养的推进
        物理学科是专业学科，虽然在九年义务教育中，属于必修学科，但是不排除学生个人喜好以及个体差异性，这就要求教师在无论是在物理课堂上还是在物理实验中，注重学生个性化特点的保护。毕竟教育是需要培养出建设社会的人才，也是素质教育的核心素养的体现。尤其是物理学教育，往往专业的创造发明人才,是具有鲜明个性的“特殊”学生。这也是要求教师在教育中，注重求同存异的道理。
        往往个性较强、喜欢思考、善于动手的能力，才是未来创造发明的主力军。所以，在物理教学中，关注，并保护学生的个体化差异，就是在保护学生的妆造发明能力，在初三物理中，会涉及到《电与磁》的相关内容。像磁现象，磁场等平常生活中真是存在，但是看不见摸不着的东西，我们是可以通过实验来发现的，利用数字化实验，把电磁反映展现出来，像磁铁的南北极的吸引和排斥的跟磁场的强度，距离之间的关系，都是可以通过数字化实验设备展示出来的。当磁铁的南极北极相遇，达到什么距离时，会出现引力，到什么距离时，会出现斥力。让学生自己动手操作，那这两个磁体慢慢靠近，智能设备随时监测距离，然后学生自己感受，在什么距离下，会出现斥力，什么时间段开始出现引力。然后要求学生把这些数据记录下来，推算不同强度的磁铁，他们的向西相斥距离分别是多少，然后再进行验证。进而引导学生推算地球的南极北极对地心引力的影响。针对这些专业性话题，定然会有学生存在不同的想法，有着不同的思路和验证方法。这时候，老师要做的就是引导学生自己去通过实验，验证自己的理论.过这样的方法，不但保护了学生的个性化特征，还激发了学生的创造发现欲，为未来国家培养专业性人才做好储备，这也是培养学生物理学科核心素养的关键。
        三、结束语
        总之，物理学在人类社会文明发展中起着重要的作用，无论是从物理学的实用性还是物理学的理论性来说，都是具有时代意义的。所以教师在物理教学中，需要把教学思路从理论教学转向实践教学，通过物理实验来验证物理学理论，通过提供精细化的数据，来引导学生去探索学科奥秘，培养学生的探索发现创新能力，做好学生物理学科核心素养的渗透和祖国下一代专业型人才的基础培养。
参考文献
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