“后考綱”時代基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的實驗教學啟示
——以2020年浙江省中考物理試題為例

李駿

(寧波市第十五中學 浙江 寧波 315000)

2019年6月由中共中央國務院發(fā)布的《關于深化教育教學改革全面提高義務教育質(zhì)量的意見》指出：堅持以課程標準為命題依據(jù)，不得制定考試大綱(以下簡稱考綱)，不斷提高命題水平.為貫徹意見要求，浙江省在同年9月廢止中考考綱.考綱的取消，引起不少師生憂慮，他們擔心備考無所適從.眾所周知，考綱的編寫初衷是為限定考試范圍和難度，目的是給考生減負.但在教學中，用考綱替代課程標準現(xiàn)象屢見不鮮，考綱規(guī)定的內(nèi)容成為教學重點，考綱不涉及的往往忽略不教.

這種功利化教學現(xiàn)象在實驗教學中表現(xiàn)得尤為突出，教師重視的只是如何利用實驗作為建立概念和規(guī)律的手段，實質(zhì)是為“得”而“用”，忽略了實驗本身乃是物理學研究問題的一種最基本方法的培養(yǎng)[1].

本文立足《初中科學課程標準(2011年版)》，基于浙江省部分地區(qū)2020年學業(yè)考試物理實驗題，對如何在日常實驗教學中培養(yǎng)學生物理核心素養(yǎng)進行了思考和分析.

1 培養(yǎng)質(zhì)疑精神 促進概念建構

質(zhì)疑精神是科學發(fā)展的原始動力，沒有質(zhì)疑精神的物理課堂，既不能深化對學科本質(zhì)的認識，也不能讓學生的創(chuàng)造性思維得到培養(yǎng).實驗探究作為物理學習的基本方式，需要教師積極培養(yǎng)學生的科學質(zhì)疑能力，逐步養(yǎng)成質(zhì)疑反思的思維習慣.

【例1】如圖1所示是一位小朋友在照鏡子(平面鏡).小朋友通過鏡面所成的像在______(填“鏡面前”“鏡面上”或“鏡面后”).

圖1 平面鏡成像

本題屬于簡單題，但不足50%的得分率值得我們反思.命題素材源于某次公開課，教師設計了大量活動引導學生“共同”得到平面鏡成像規(guī)律.但課后學生在相互交流中，依然有人嘀咕“明明看到像成在平面鏡“上”，為什么說成在平面鏡“后”？當物體靠近鏡面時像變大，為什么說成的是“等大”像？”由此看來，教師設計的實驗并沒有讓學生分清“所成的像”和“看到的像”.必須承認，目前課堂實驗探究存在形式化問題，受限于時間和對學生前概念缺乏研究等原因，教師并沒有留給學生足夠的“質(zhì)疑”空間.

啟示1：實驗教學前應該充分了解學生前概念，給學生足夠的時間和空間暴露存在的問題，在平等的課堂氛圍下，激發(fā)學生質(zhì)疑精神，用強有力的實驗結(jié)果動搖并推翻學生錯誤前概念，為構建正確的物理觀念奠定堅實基礎[2].

2 注重證據(jù)收集 培養(yǎng)科學態(tài)度

有的教師認為中學物理實驗多為驗證性，目的是幫助學生更好地構建物理觀念.所以做不做差不多，有的實驗準備繁瑣，但效果一般，不如讓學生直接記住結(jié)論，反復訓練最終也能掌握.縱觀2020年浙江省中考物理實驗題，命題者導向明確，逐步摒棄傳統(tǒng)考法，凸顯探究特點，以增進學生對物理觀念的理解，提升科學素養(yǎng).

【例2】在“探究凸透鏡的成像特點”實驗中，所用凸透鏡的焦距為10 cm，光屏是用表面涂有白漆的鐵板制成.小科把“F”發(fā)光物置于離凸透鏡13 cm處，移動光屏，在光屏上找到清晰的像，如圖2所示.小科看到光屏上像的形狀和大小分別是( )

圖2 探究凸透鏡成像特點

本題插圖、答案等均能在教材中找到，但得分率不足20%，是一道難題.凸透鏡成像作為考綱重點考查內(nèi)容歷來受到高度重視，學生經(jīng)過反復練習對成像規(guī)律也非?！笆煜ぁ?，知道實像不僅上下倒立，而且左右也倒立，甚至在此基礎上摸索出物體旋轉(zhuǎn)180°即得到實像的“規(guī)律”……

出現(xiàn)上述問題的原因，與目前“照方抓藥”式實驗教學存在很大關聯(lián)，學生收集證據(jù)時即便發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象與科學觀念不一致，也缺乏深入探究的勇氣.光源在光屏上成實像，在光屏(半透明)右側(cè)看到的是上下左右倒立，如圖3所示.

圖3 凸透鏡成像實驗

但從不透明光屏左側(cè)觀察，只能看到像發(fā)生了上下倒立.實驗中，在光屏左側(cè)觀察的學生不在少數(shù)，明明只看到上下倒立，卻被訓練成不管從光屏哪側(cè)觀察都是上下左右倒立.命題者一改常規(guī)考法，直擊教學痛點，讓對凸透鏡成像規(guī)律理解片面的學生不易得分.

啟示2：物理知識要轉(zhuǎn)化為物理觀念，必須經(jīng)歷知識的建構過程，體驗從具體情境到物理規(guī)律的認知過程．在這種“建構”和“體驗”的過程中實現(xiàn)對知識的“提煉”和“升華”.實驗是實現(xiàn)這種“轉(zhuǎn)化”的最佳路徑之一[3]．實事求是地收集證據(jù)既是完成物理實驗的重要保證，也是基本的科學態(tài)度.實驗過程需引導學生認真觀察現(xiàn)象，特別是與預想不一致的情況，嘗試做出合理的解釋，以獲得對物理觀念的全面認識.

3 體驗探究未知 發(fā)展關鍵能力

實驗是物理發(fā)展的基礎，探究不是目的，而是通過探究讓學生自主獲取知識，是一種提高學生科學素養(yǎng)的重要途徑.教師要設計符合學生認知特點的實驗情境，通過分析實驗現(xiàn)象，得出物理規(guī)律，并能在此基礎上進行應用遷移.

【例3】某科學興趣小組為探究物體運動速度改變得快慢(單位時間內(nèi)運動速度的改變量)與物體受力大小的關系，在創(chuàng)新實驗室做了如下的實驗:

如圖4(a)所示，水平桌面上固定了一個導軌.導軌上的小車用細繩跨過定滑輪(摩擦不計)與重物相連，小車上固定一個寬為d=1 cm的擋光片.在導軌上A,B兩個位置各固定一個光電門，光電門如圖4(b)所示.

圖4 運動速度改變得快慢與受力大小的關系

光電門內(nèi)有一束光從N射向M,M處裝有光傳感器，當有物體經(jīng)過NM之間把光擋住時，傳感器能記錄光被擋住的時間t.這樣就可求得擋光片經(jīng)過光電門時的速度vA和vB.兩個光電門配合使用還能測出擋光片從A點運動到B點的時間tAB.

實驗步驟:

②增大重物質(zhì)量且保持不變，讓小車從OA間任意點釋放，按照①的操作，計算出單位時間運動速度的改變量(用a2表示)，重復實驗，a2近似相等，且a2>a1.

(1)在實驗①時，某次擋光片經(jīng)過A位置的擋光時間tA為0.025 s，則擋光片穿過光束的速度vA為______.

(2)由實驗可得出的結(jié)論是______.

(3)上述結(jié)論可以解釋汽車在行駛過程中的現(xiàn)象______.

A.制動力(阻力)越大，汽車越容易停下來

B.質(zhì)量越大，汽車越難停下來

C.速度越大，汽車越難停下來

以學生陌生的實驗情境為出發(fā)點，通過現(xiàn)象分析，促成學生知識構建和綜合思維等關鍵能力的提升.本題是加速度和牛頓第二定律在初中的“前置”，實驗過程環(huán)環(huán)相扣，通過實驗學生知道在小車質(zhì)量不變情況下，拉力越大小車速度改變得越快.

啟示3：物理實驗需要經(jīng)歷設計方案、實驗操作、數(shù)據(jù)記錄和分析、總結(jié)規(guī)律、修正結(jié)論等全思維鏈過程，實驗教學可以起到培養(yǎng)學生物理關鍵能力的作用[4].借助“未知”情境，引導學生利用所學的知識解釋生活中的現(xiàn)象，體現(xiàn)知識遷移、思維評價等高階思維能力，讓物理知識回歸生活，在原有思維基礎上迸發(fā)新的火花.

縱觀2020年浙江省中考物理實驗試題，命題者以實驗探究為載體，引導教師重視在平時加大對實驗教學的研究力度.

“后考綱”時代，教師必須摒棄應試思維，堅持指向?qū)W生、指向?qū)W科核心素養(yǎng)、指向高階思維和關鍵能力發(fā)展，唯有堅持這樣的教學導向，才能做到目標明確，在發(fā)展學生核心素養(yǎng)長遠目標和提高學生成績的現(xiàn)實要求間達成平衡.