摘 要:本文以《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》為依托,在分析中考實驗試題命制特點的基礎(chǔ)上,通過案例的形式提出實驗復(fù)習(xí)建議,為一線教師后期實驗復(fù)習(xí)教學(xué)提供參考。
關(guān)鍵詞:初中物理;課程標(biāo)準(zhǔn);實驗教學(xué)
1 引言
物理課程是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)課程。《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》(以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》)的一大變化是在課程內(nèi)容中增加了“實驗探究”主題,凸顯了物理實驗的育人功能,體現(xiàn)了物理課程的實踐性。[1]實驗是落實《課程標(biāo)準(zhǔn)》修訂理念的重要抓手,也是中考考查的重點內(nèi)容和題型。在中考復(fù)習(xí)教學(xué)過程中,一線教師要在充分理解和掌握《課程標(biāo)準(zhǔn)》的基礎(chǔ)上,準(zhǔn)確分析中考實驗試題命題的理念和特點,認(rèn)真研判學(xué)生在解答實驗題時可能出現(xiàn)的問題及障礙,并據(jù)此優(yōu)化實驗復(fù)習(xí)策略,提升學(xué)生的科學(xué)探究能力和實驗素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。
2 研讀《課程標(biāo)準(zhǔn)》為主線,夯實實驗技能為“本手”
近年來,各地中考實驗試題注重還原實驗的真實情境,并關(guān)注實驗細(xì)節(jié),這較好地考查學(xué)生的實驗操作能力。例如,“用托盤天平測量物體的質(zhì)量”是《課程標(biāo)準(zhǔn)》中9個測量類學(xué)生必做實驗之一,《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求會測量固體和液體的質(zhì)量。[2]為了考查學(xué)生對該實驗的掌握程度,以往多數(shù)中考試題會考查“調(diào)節(jié)過程”和“稱量過程”中的操作細(xì)節(jié),然而,很多試題的設(shè)問僅僅是實驗步驟的再現(xiàn)。常見的提問如下。
例1 為了調(diào)節(jié)天平橫梁平衡,正確的操作步驟是""""""""""""" ;根據(jù)右盤中的砝碼情況和游碼在標(biāo)尺上的位置,可得小石塊的質(zhì)量為""" g。
對于這類問題,學(xué)生只需要熟記實驗步驟,即可靠記憶輕松拿分。但這種考查方式難以評判學(xué)生是否做了相關(guān)實驗以及他們的實驗?zāi)芰θ绾巍J聦嵣?,“必做實驗”蘊含著豐富的學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的資源和素材。2022年江西省中考物理試題在考查“用托盤天平測量物體的質(zhì)量”時,就還原了“測量圓柱體質(zhì)量”的真實實驗場景,充分展現(xiàn)了實踐性特征,能較好地考查學(xué)生觀察能力和實際操作能力。
例2 (2022年江西省中考第18題節(jié)選)如圖1所示,是測量過程中的某一場景,接下來的操作是:取下10g砝碼,""" ,直至天平平衡,讀出物體的質(zhì)量。
本題情境源自學(xué)生“測量圓柱體質(zhì)量”的真實實驗場景。由圖1可知,物體質(zhì)量不到但接近80g,由于與之配套的砝碼盒內(nèi)最小砝碼的質(zhì)量為5g,因此下一步操作為“取下10g砝碼,添加5g砝碼”。
又因為物體質(zhì)量接近80g,即大于75g,添加5g砝碼后,指針一定是向左偏。
因此還需要的操作是“向右移動游碼”,直到天平平衡。試題通過情境創(chuàng)設(shè),將學(xué)生帶回“稱量過程”中的每一個細(xì)節(jié)場景,有效甄別“做過實驗”與“未做實驗”的學(xué)生。這有利于糾正教學(xué)中僅通過“解答實驗題”來替代“實際操作實驗”的錯誤傾向,對培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)有著良好的正向引導(dǎo)作用。
怎么考就怎么教、怎么學(xué)。中考的重要功能之一是引導(dǎo)教學(xué)方向、改進教學(xué)方法、促進教學(xué)改革。在《課程標(biāo)準(zhǔn)》的引領(lǐng)下,中考命題不僅會注重對實驗結(jié)論的考查,更會重視結(jié)論產(chǎn)生的過程,強調(diào)實驗中科學(xué)探究的一般方法。因此,一線教師要對《課程標(biāo)準(zhǔn)》的“實驗探究”部分進行主題分析,厘清其對測量類和探究類實驗的具體要求,即“教到什么程度”。在此基礎(chǔ)上,教師應(yīng)積極探討如何在實驗教學(xué)中體現(xiàn)《課程標(biāo)準(zhǔn)》的理念,并研究“怎么教”的范式和案例。
為提升實驗復(fù)習(xí)效果,在中考復(fù)習(xí)期間,學(xué)校應(yīng)遵循“立足課標(biāo)、源于教材”的原則,選取21個學(xué)生“必做實驗”中的重點實驗,展開二次實驗。在實施過程中,教師可制定“實驗自我評價”表(見表1),引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷真實的實驗過程,提高實驗技能,同時注重操作步驟的細(xì)節(jié)和實驗過程。通過結(jié)合中考真題與模擬試題,在實驗中精準(zhǔn)定位考點,這能夠幫助學(xué)生牢固掌握實驗知識,從而有效提高物理實驗復(fù)習(xí)的效率。
3 歸類總結(jié)重對比,內(nèi)化實驗素養(yǎng)成“高手”
《課程標(biāo)準(zhǔn)》確定了以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的課程目標(biāo)。[3]核心素養(yǎng)不僅包括知識與技能,還包括學(xué)生在面對各種復(fù)雜和不確定的情境、任務(wù)或挑戰(zhàn)時,能夠靈活、綜合地運用學(xué)科的知識、方法與工具去
提出問題、解決問題的能力。
“探究光的反射定律”“探究平面鏡成像的特點”和“探究凸透鏡成像的規(guī)律”是《課程標(biāo)準(zhǔn)》中的3個探究類學(xué)生必做實驗。[4]以往的中考試題在考查光學(xué)實驗時,大多數(shù)情況下考查單一知識點,涉及“主要器材的選取及作用”“觀察實像、虛像的方法”和“實驗結(jié)論的復(fù)述”等內(nèi)容,并未對教材的表述進行改變。這些題目屬于直截了當(dāng)?shù)挠洃涱愒囶},容易導(dǎo)致教學(xué)陷入“考記憶性試題→試題降低難度→教學(xué)上采用題海戰(zhàn)術(shù)和學(xué)習(xí)上死記硬背→加重學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)→學(xué)生應(yīng)變能力變低→用考記憶的題目‘送分’以降低難度”的怪圈。
2023年安徽省中考物理試題第19題在“像”這一大概念統(tǒng)領(lǐng)下,將“凸透鏡成像”和“平面鏡成像”的特點綜合到一起分析比較,立意新穎,讓人耳目一新。
例3 (2023年安徽省中考第19題節(jié)選)某小組探究平面鏡和凸透鏡成像的特點,將光源和光屏分別豎直放置在水平光具座上的A、C位置,B是AC的中點,如圖2所示。在AB之間朝向A觀察,看到的光源形狀如圖3中的甲所示。
(1)在B處豎直放置一塊平面鏡,鏡面朝向光源,小麗在AB之間觀察平面鏡中的像,小明在BC之間觀察光屏。此后,小亮將平面鏡更換為一個凸透鏡,恰能在光屏上成等大的像,他在BC之間觀察光屏上的像。上述實驗過程中,小麗、小明和小亮觀察到的分別是圖3中的""" (填“①”“②”“③”或“④”)。
①甲、丙、戊" ②乙、丙、丁
③乙、乙、丁" ④乙、乙、戊
本題對教材中實驗現(xiàn)象和結(jié)論的回憶式提問,充分體現(xiàn)了試題的創(chuàng)新性和綜合性。平面鏡成像的原理是光的反射;它形成的是等大的虛像,且像與物關(guān)于平面鏡對稱。小麗在AB之間觀察平面鏡中的像,發(fā)現(xiàn)平面鏡中的像與光源左右相反、大小相等,因此小麗看到的是圖3中的乙。由于虛像不能用光屏承接,小明在BC之間觀察光屏,在光屏上看不到像,所以看到圖3中的丙。在B點放置凸透鏡,恰好能成等大的像,說明此時物距等于像距,光屏上呈現(xiàn)倒立、等大的實像,在BC之間觀察光屏?xí)r像與物上下顛倒、左右相反,因此小亮觀察到的像是圖3中的丁。故②符合題意。
復(fù)習(xí)課教學(xué)要求學(xué)生將所學(xué)知識進行前后聯(lián)系,重新整合,形成“板塊知識鏈”,以克服新課教學(xué)中教學(xué)內(nèi)容碎片化的弊端。例如,在復(fù)習(xí)光的反射和折射時,教師可設(shè)置如圖4、圖5、圖6、圖7、圖8所示情境,讓學(xué)生從中篩選出能承接到反射光、折射光的情況,在強化“三線共面”理解的同時提升學(xué)生的空間抽象思維能力。
復(fù)習(xí)課教學(xué)要從真實的問題情境出發(fā),以問題解決為線索,進行歸類總結(jié)和對比。學(xué)生在解決問題的過程中完成知識的再建構(gòu),實現(xiàn)深度復(fù)習(xí)。例如,當(dāng)凸透鏡對著遠(yuǎn)處的物體時,人眼可以直接觀察到一個倒立、縮小的實像。針對這一情境,教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用凸透鏡成像的光路圖進行分析,從而得出結(jié)論:當(dāng)人眼處于實像之后折射光線傳播路徑上時,即可觀察到實像。在實驗中,光屏的作用是多方面的。一方面是為了確定像的位置;在平面鏡成像實驗中,選擇玻璃板和兩根相同的蠟燭也是為了確定像的位置。另一方面是由于光在光屏表面發(fā)生漫反射,從不同方向均可觀察到光屏承接的實像;在光的反射和折射實驗中,光屏的作用之一就是顯示光的傳播路徑。
4 課堂重構(gòu)求實效,合理運用信息技術(shù)成“妙手”
復(fù)習(xí)課是初中物理教學(xué)中的一類重要課型。厘清復(fù)習(xí)課的課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)、準(zhǔn)確定位教學(xué)目標(biāo)是提升教學(xué)效果的關(guān)鍵?!墩n程標(biāo)準(zhǔn)》在教學(xué)建議部分提出要合理運用信息技術(shù)。在實驗探究教學(xué)中,信息技術(shù)的應(yīng)用可以在實驗現(xiàn)象的呈現(xiàn)、實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析和處理、實驗方案的改進等方面優(yōu)化實驗教學(xué),擴展物理實驗的教學(xué)功能。[5]因此,在中考實驗復(fù)習(xí)的過程中,教師可以借助仿真實驗,在課堂重構(gòu)中提高物理實驗的復(fù)習(xí)效率。
例如,初中電學(xué)實驗既有共性又有差異性;復(fù)習(xí)教學(xué)時教師可以運用翻轉(zhuǎn)課堂來進行知識遷移和整合,具體操作按以下三步進行。
第一步,課前自學(xué)翻轉(zhuǎn)。教師讓學(xué)生在家中自主復(fù)習(xí)電學(xué)實驗的基礎(chǔ)內(nèi)容,為課上的復(fù)習(xí)和提升奠定操作基礎(chǔ)。
第二步,課堂翻轉(zhuǎn)內(nèi)化。教師展示如圖9所示電路。在“M、N之間接入何種器材可完成什么實驗”的問題導(dǎo)引下,學(xué)生利用NOBOOK虛擬實驗室通過仿真實驗操作來檢測、展示和鞏固課前自學(xué)內(nèi)容。
第三步,專題復(fù)習(xí)提升。教師范例復(fù)習(xí)《課程標(biāo)準(zhǔn)》新增加實驗:“用電流表和電壓表測量電阻”(見圖10、圖11)。教師引導(dǎo)學(xué)生從“實驗數(shù)據(jù)相差大還是小,是否有規(guī)律可循”等角度進行分析,歸納總結(jié)多次實驗的目的和滑動變阻器的作用。接下來,教師引導(dǎo)學(xué)生對圖9所示電路中M、N之間的器材進行多次替代,并讓小組展示并匯報各組合作學(xué)習(xí)的實驗成果,同時引導(dǎo)學(xué)生運用“舉一反三”的探究模式復(fù)習(xí)其他電學(xué)實驗。
5 結(jié)語
研究表明,近年來,各地在“依標(biāo)命題、以考促改”方面已進入良性循環(huán),為推動《課程標(biāo)準(zhǔn)》落地和學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),且其效果已初步顯現(xiàn)。實驗不僅是落實《課程標(biāo)準(zhǔn)》修訂理念的重要抓手,也是中考重點考查的內(nèi)容和題型。因此,一線教師應(yīng)當(dāng)認(rèn)真研讀《課程標(biāo)準(zhǔn)》,分析核心素養(yǎng)統(tǒng)領(lǐng)的學(xué)業(yè)要求,加強對學(xué)生實驗技能的培養(yǎng),系統(tǒng)梳理實驗方法,幫助學(xué)生建構(gòu)知識結(jié)構(gòu)體系,從而優(yōu)化中考實驗復(fù)習(xí)教學(xué)。
參考文獻(xiàn)
[1]李春密.基于2022年版新課標(biāo)探析物理實驗教學(xué)的新要求[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2022(18):3-6.
[2][4]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2022:28-29,29-30.
[3]李春密.《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》課程內(nèi)容與教學(xué)實施的思考[J].物理教學(xué)探討,2022,40(12):1-6,12.
[5]李春密,潘懷宇.借助信息技術(shù)促進學(xué)生物理觀念發(fā)展[J].中小學(xué)數(shù)字化教學(xué),2020(11):5-9.