二次實驗在中考物理總復習中內化實驗素養

黃艷紅

摘? ?要：物理實驗素養是學生個體的修養在物理實驗活動中所達到的專業程度及其表現情況。中考的實驗專題復習，也應該是在物理實驗活動中去提升學生的物理實驗素養。二次實驗是一種物理學科實踐，在中考總復習的過程中依然發揮著不可替代的作用。本文闡述了在緊張的中考總復習過程中，如何結合實驗專題的復習，安排二次實驗，讓學生在精心設計的學科實踐活動中，促進實驗專題的深度學習，繼續不斷內化和提升自身的實驗素養。

關鍵詞：二次實驗;實驗素養;創新能力

2022版《義務教育課程方案》指出，變革育人方式，突出實踐，倡導做中學、用中學、創中學。2019年11月，教育部《關于加強和改進中小學實驗教學的意見》中也指出，實驗教學是培養創新人才的重要途徑。不難看出，實驗教學是物理知識和動手操作的結合點，它能幫助學生加深對物理概念的理解、培養學生的動手能力和創新能力，提高學生的科學思維能力。最重要的是，在實驗操作過程中，不斷培養和內化學生的實驗素養。但是，在初中物理的中考總復習過程中，最容易被物理教師忽略的也是實驗教學。結合常年的畢業班教學工作，談談“二次實驗”在中考實驗專題復習中的實踐探索。

對于“二次實驗”的界定，主要針對實驗探究課的新課教學，需要達成的實驗儀器組裝和測量儀器讀數、實驗設計意圖的理解、實驗數據和實驗證據的分析處理能力、實驗現象解釋和實驗拓展的高階思維能力等教學目標，學生在新課教學期間并沒有很好的落實教學目標。而在中考總復習過程中，如何結合各種時機，創設條件，讓學生本著“學科實踐”的原則，通過“二次實驗”，既提高學生的設計、動手能力，也加深對實驗探究的理解，促進深度學習，引領學生繼續內化提高物理學科實驗素養。

1? 二次實驗，優化組合，落實基礎實驗

在教學中采用小組合作學習的方式，有效形成師生、生生之間的多角度、多層次、全方位的交流模式，達到愛學、會學、樂學的目標，優化課堂的教學效果。中考總復習的實驗考查準備階段，為了讓學生的交流更充分、更有針對性，也為了在中考總復習的過程中踐行學科實踐，在實驗課堂上可以安排二次實驗，優化甲乙組合（學生根據互補原則，自主組合），落實基礎實驗的熟練操作。

如表1，在廈門市近三年的實驗考查試題中，都有電學和凸透鏡成像規律兩個相對較難的實驗。教師可以在中考實驗考查的迎考演練準備過程中，充分把握“二次實驗”的機會，借助甲乙組合，一方面既要全面落實學生實驗素養的提升，促進學生全體順利通過考核，又能通過再次的學科實踐活動，利用動作記憶代替文字記憶，有效提高實驗專題的復習效果。

2? 二次實驗，拓展延伸，突破重點實驗

對歷年中考物理實驗探究題的考查目的加以分析，有相對簡單的實驗素養要求，如，測量儀器讀數、實驗原理、實驗設計意圖等，也有對學生實驗素養要求較高的能力，如，實驗數據分析、實驗證據分析、實驗故障分析、解釋實驗現象、實驗拓展等。但回顧新課教學的過程，因為課時安排與進度的要求，學生在實驗探究課的深度學習是受了影響的，而與此相應的探究能力和實驗素養也還有提升的空間。

以2021年福建省中考物理試卷的第26題（實驗探究題）為例：

26. （6分）在“探究凸透鏡成像規律實驗中：

（1）將蠟燭、凸透鏡和光屏依次安裝在光具座上，點燃蠟燭，調整它們的高度使燭焰中心、透鏡光心和光屏中心在_______________。

（2）如圖1甲所示，光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推斷，保持蠟燭和光屏的位置不變，只移動透鏡到_______________cm 刻度處，光屏上可再次成清晰_______________、倒立的實像。

（3）實驗一段時間后，原來在光屏中心的像“跑”到光屏上方，如圖1乙所示位置。能讓像重新回到光屏中心的操作是_______________。（填序號）

①光屏下調? ?②蠟燭上調? ? ③透鏡上調

（4）實驗中，光屏上成模糊的像，如果蠟燭和透鏡位置不變，將光屏往凸透鏡方向靠近，光屏上能成清晰的像;如果蠟燭、凸透鏡和光屏位置不變，在蠟燭與凸透鏡之間放上一個合適的凹透鏡.光屏上也能成清晰的像。上述現象說明凹透鏡對光具有_______________作用。_______________視眼的矯正與上述成像過程類似。

本題各小題的難度系數如圖2。第（1）和（4）小題的考查目的分別是實驗儀器組裝和凹凸透鏡對光線的作用、眼睛的矯正等，此為新授課時學生所獲得的實驗素養，得分率為0.834、0.727。而第（2）和（3）小題，分別是對于光路可逆深度理解的考查，以及沒有正確進行實驗儀器組裝所帶來的實驗現象分析和矯正，新授課時鮮少涉及，得分率為0.497、0.657。因此，對于教材中的重點實驗和歷年中考的高頻考點，建議在中考總復習時安排“二次實驗”。但在“二次實驗”中，不是簡單的重復新授課的實驗要求，教師給出的實驗任務清單應該要源于教材，又高于教材。以“探究凸透鏡的成像規律”為例，“二次實驗”時可以給出表2的實驗任務清單，以大幅提升學生的實驗素養。

初中物理的重點實驗又有哪些呢？在滬科版八、九年級的物理教材中，結合2022版課標的實驗要求和歷年的中考頻次，建議安排二次實驗，并相應拔高的實驗目的如表3。

3? 二次實驗，有效整合，促進深度學習

電學部分的學習，實驗眾多，給學生的學習增加了難度。更重要的是，電學實驗在中考中出現的概率不低。以福建省近三年中考的實驗試題為例，五道實驗題至少有一或二道是電學實驗題。因此，教師可以對探究歐姆定律、伏安法測電阻、測小燈泡的電功率三個伏安法實驗安排有效的“二次實驗”整合，讓學生從中梳理每個實驗的異同點，包含實驗原理、電路圖、滑動變阻器的作用以及結論等方面的對比，特別是實驗數據和實驗證據的分析處理等重難點的突破，以加深對三個實驗的了解，促進電學實驗的深度學習。

以歐姆定律中的“探究電流與電阻的關系”為例，把握“源于教材，高于教材”的原則，在二次實驗中要達成的教學目標主要體現在：一方面讓學生深刻體會滑動變阻器的作用，要保持電阻兩端的電壓不變，起到控制變量法的作用。另一方面，按平時實驗取得三組或四組數據的實驗要求，還是很難通過描點作圖，準確判斷出電流與電阻的反比例關系的，教師特別要指出其中的不科學性。因此，為了更加準確的判斷電流與電阻的反比例關系的，教師可以引導學生，把收集到的數據電阻R轉換成1/R，通過描點，作出電流I與電阻倒數1/R的正比例函數圖像，從而準確判斷出電流與電阻的反比例關系。

再以“伏安法測電阻”為例，單表法測電阻的要求使得該實驗的難度進階到實驗方案的創新設計，從而該環節多次成為中考實驗試題的壓軸題。而二次實驗的開展，有助于這個難點的破解。教師可以引導學生先測出一個電阻，然后收走電流表或電壓表，要求結合一個已知阻值的電阻，設計多種方案測出另一個未知電阻的阻值。在設計各種方案的過程中，對于實驗原理的理解和等效替代的物理方法的應用，以及高階的知識遷移能力都有了進一步的提高，真正促進學生的深度學習，真正內化提升實驗素養。

4? 二次實驗，項目式學習，培養創新能力

2022版《義務教育物理課程標準》在“堅持創新導向”中指出，強化課程綜合性和實踐性，推動育人方式變革，著力發展學生核心素養。在綜合性的實踐活動中，創造對學生的求同思維、求異思維、求合思維的訓練機會，提高學生從不同角度看待同一問題的能力，從而培養學生的創新能力。教師要注重通過教學設計的創新帶動課堂的變革，不斷提高課堂的育人效果。在中考總復習時，通過對板塊知識的整合，本著項目式學習的組織方式，進行二次實驗，加強對學生的求同思維、求異思維、求合思維的訓練，充分培養學生的創新能力。

以工作室的項目式學習課例——“設計應急燈——從讓小燈發光談起”為例，教學流程如下：

在創設的真實情境下，給了學生“設計應急燈”的任務驅動。學生通過互相討論，小組合作，進行了探索過程，并提交了“自制電源”這一產品，并在老師的更高要求下，進行了產品的優化。教學過程中，特別是在“追問”環節，怎樣讓燈泡更亮呢？怎樣讓燈泡持續亮呢？學生也讓聽課老師為之舉動驚艷不已，如圖3。學生充分發揮了他們的創新能力，就地取材，有效的利用了空調的出風口，拿著帶風葉的小風扇，通過風葉帶動里面的轉子在磁場中做切割磁感線運動，產生感應電流。小風扇也由電動機搖身一變，變成了發電機。在這個環節里，學生的求同、求異、求合思維進行了激烈的碰撞，也親眼見證學生創新能力的外在體現。

5? 結語

物理實驗素養是學生個體的修養在物理實驗活動中所達到的專業程度及其表現情況。中考的實驗專題復習，也應該是在物理實驗活動中去提升學生的物理實驗素養。二次實驗是一種物理學科實踐，在中考總復習的過程中依然發揮著不可替代的作用。一線教師不要迷戀總復習過程中的題海戰術，而應該努力發揮自己的所思所想，不斷創新復習課的教學設計，促進課堂教學的變革，以提高學生的物理實驗素養，培養學生的物理學科核心素養。