核心素養下初中物理實驗教學創新策略

摘 要：物理是以實驗為基礎的學科，實驗在物理教學中有著重要的地位和作用。核心素養背景下，初中物理教師要重視培養學生的學科核心素養，利用實驗教學引導學生深入思考物理知識。闡述了核心素養下初中物理實驗教學的重要性，從做好課前準備、靈活劃分小組、創設教學情境、應用問題導學、組織實驗競賽等方面探討了核心素養下的初中物理實驗教學創新策略，旨在提升物理實驗教學質量，有效培養學生的學科核心素養。

關鍵詞：核心素養；初中物理；實驗教學；創新策略

基金項目：廣西教育科學“十四五”規劃2024年度專項課題“核心素養下初中物理學科課內外創新實驗的研究與應用”（立項課題編號：2024ZJY1087）。

作者簡介：梁福秀（1975—），女，廣西壯族自治區桂林市臨桂區新龍中學。

《義務教育物理課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課程標準》）指出，要以學生發展為本，以提升全體學生核心素養為宗旨，為每個學生提供學習和發展的機會。由此可見，在初中物理教學中培養學生的學科核心素養是當前階段的一項重要工作。初中物理教師應轉變傳統的教學理念，通過設計適當的實驗任務，引導學生從物理實驗現象中總結相關規律，并通過創設生活情境等方式，引導學生遷移運用知識。

一、核心素養下初中物理實驗教學的重要性

（一）有利于學生理解物理規律

核心素養下的初中物理實驗教學有利于學生理解物理規律，提升物理學習效率。傳統物理教學中，部分學生會陷入死記硬背的誤區，無法深入理解物理規律，進而無法靈活運用物理知識解決相關的問題。教師加強物理實驗教學有利于解決這一問題。一方面，教師通過實驗演示，能讓學生直觀地看到物理現象的出現過程，從而有效降低物理知識的學習難度。另一方面，在參與物理實驗的過程中，學生能結合數字符號感知物理實驗現象，進而加深對物理規律和現象的認識［1］。

（二）有利于培養學生的主觀學習意識

學生是否具備主觀學習意識對其課堂學習成效有直接影響，教師通過讓學生積極參與物理實驗，能有效增強學生的主觀學習意識。實驗教學具有直觀性、實踐性、協同性、創新性，在實驗教學中，學生需要在教師的指導下進行實驗探究，經歷提出猜想、思考問題、自主探究和解決問題等過程，這不僅有利于其充分感受物理學科的魅力，還能讓其獲得解決物理問題的成就感，從而有效提升其物理學習積極性。

（三）有利于培養學生的科學探究精神

具備科學探究精神是學生學好物理的關鍵。《課程標準》提出，教師在教學時應注重科學探究，突出問題導向，強調真實問題情境，引導學生不斷探索，從而提高學生分析問題、解決問題的實踐本領和科學思維能力。教師將物理知識融入情境，引導學生以情境為基礎進行實驗，既能夠有效培養學生的科學探究精神，又能教會學生科學探究的方法，提高學生交流、評估和反思等能力［2］。

二、核心素養下初中物理實驗教學的創新策略

（一）做好課前準備，預告異常現象

核心素養背景下，在初中物理實驗教學中，教師應提高對課前環節的重視程度，做好課前準備工作，引導學生自主預習，并提前告知學生實驗過程中可能出現的異常現象，以此為學生后續的自主實驗與探究奠定基礎。預習是學生了解實驗條件、實驗過程的有效途徑，然而部分學生始終無法掌握預習的要領，預習成效低且積極性不高，導致在課堂實驗中容易出現跟不上集體的節奏等問題。對此，教師應有針對性地指導學生進行預習，并在課前告知學生實驗中可能出現的異常狀況。這樣一來，如果在自主實驗過程中出現相應的異常狀況，學生便可以結合預習成果以及實際的實驗操作步驟，思考問題出現的原因［3］。

以“汽化和液化”一課的教學為例，本課的教學目標之一是讓學生理解汽化現象，知道蒸發與沸騰是汽化的兩種方式，了解水在沸騰前后的溫度變化特點。本課有一個實驗——“探究水沸騰時溫度變化的特點”，教師可提前布置預習任務，設置一些與實驗有關的問題，引導學生結合問題自主完成預習任務。比如，教師可提出如下問題：（1）你知道水有幾種狀態嗎？這幾種狀態之間是如何實現互相轉化的？（2）除水以外，其他物質是否也有這幾種狀態？（3）我們在燒水時，會發現燒開的水上有“白煙”，這些“白煙”是什么？“白煙”是不是一開始就出現的？其出現時，水的溫度是怎樣的？如果繼續加熱，水的溫度還會升高嗎？（4）有什么實驗方法能夠探究水的溫度變化特點？閱讀教材，說一說教材中用了怎樣的實驗方法。

上述預習問題能夠引出本課的主要實驗，提升學生的預習效率。同時，教師還可以在課前通過設置思考問題的方式告知學生可能會出現的異常現象。比如，教師可提出問題：“小明在實驗過程中，發現用酒精燈加熱后，水一直未能沸騰，這可能是哪個環節出現了差錯？”這樣的問題能幫助學生更好地理解實驗內容，提升學生的物理思維能力。

（二）靈活劃分小組，促進合作學習

以小組為單位進行實驗教學的優點主要有兩方面：一是有利于節約實驗室資源，解決實驗資源不足的問題；二是能充分發揮團隊協作的優勢，培養學生的合作探究能力和團隊合作意識。在劃分學習小組時，教師應將學生的學習成績、性格特點等作為依據，以此助力小組合作教學質量的提升［4］。

以“平面鏡成像特點”一課的教學為例，本課是初中物理課程的重要內容之一。本課實驗教學的目的在于讓學生通過做實驗，加深對虛像概念的理解，提升科學探究能力。在小組合作實驗教學時，教師可先提出問題：“同學們照過鏡子嗎？在照鏡子時我們會發現，離鏡子遠一些時，鏡子里的我們會變小，而離鏡子近一些時，鏡子里的我們則會變大。鏡像的位置和大小與物體的位置和大小存在怎樣的關系？”接著，教師可為學生劃分學習小組，并提出問題：“依靠平面鏡進行實驗無法準確地找到像的位置，有哪些實驗器材可以替代平面鏡嗎？”在思考與討論后，學生小組能給出使用玻璃板代替平面鏡的答案。此時，教師可讓學生小組自主設計實驗方案并開展實驗，同時讓各小組在實驗結束后分別展示實驗成果，以此加深學生對實驗的理解。通過小組活動，學生能經歷自主提出問題、分析問題、解決問題等過程，培養科學探究精神，掌握科學的實驗方法。

（三）創設教學情境，引導提出問題

通過創設教學情境，引導學生結合自己的觀察、分析和思考提出問題，有利于提升學生的科學思維能力和探究能力。教師可結合學生的實際生活創設真實的教學情境，以此提升物理實驗教學的趣味性和真實性，引導學生在生活中學習物理知識，并將所學的物理知識應用于生活實際問題的解決過程中。

以“探究杠桿的平衡條件”一課的教學為例，本課主要為學生介紹了杠桿及其五要素，有一個關于探究杠桿的平衡條件的實驗，主要教學目的是讓學生學會運用杠桿的相關知識解決一些簡單的生活問題。為此，教師可創設一個與杠桿有關的教學情境——“蠟燭蹺蹺板”。在教學開始之前，教師需要準備實驗材料，包括一根雙頭蠟燭、兩個塑料小人、一根鐵簽和兩個高度相同的杯子。在教學時，教師需要制作蠟燭蹺蹺板：先用鐵簽穿過蠟燭的中部，并將鐵簽放在兩個杯子上，之后將小人插在蠟燭上，并點燃蠟燭的兩端，熔化的蠟會一滴一滴地滴落下來，滴下蠟的一端會向上翹起，導致蠟燭兩端不斷交替上下晃動。教師可提出“如何使蠟燭蹺蹺板保持平衡？”“蹺蹺板平衡的條件是什么？”等問題，以此引發學生思考。學生通過觀察蠟燭蹺蹺板的現象，能對杠桿原理形成初步的認識，并產生探究杠桿的平衡條件的欲望，因此這一教學環節的設計能夠為后續實驗教學的進行奠定良好的基礎。

（四）應用問題導學，誘導實驗進行

問題導學法的應用有利于激發學生的自主探究意識，培養學生的科學探究精神。教師應通過合理設置問題，引導學生進行自主探究，避免直接為學生講解知識點或直接幫助學生解決問題，這樣既能夠促進實驗的順利開展，又能增強學生的獨立思考能力。

以“探究滑動摩擦力”一課的教學為例，本課的主要教學目標是讓學生了解影響滑動摩擦力大小的因素，掌握增大摩擦力和減小摩擦力的方法，知道摩擦在生活中的應用。在教學時，教師可先設計如下問題鏈：（1）將手掌放在課桌上，先一邊用力向下壓一邊向前推，再輕輕向前推，你有什么感受？（2）將手掌放在光滑的桌面上和粗糙的木板上向前推，感受到的阻力相同嗎？（3）如果要探究滑動摩擦力與壓力和粗糙程度的關系，需要如何控制變量？（4）如何設計實驗才能夠測量滑動摩擦力？（5）如何驗證實驗猜想？學生需要依據上述問題鏈自主設計探究滑動摩擦力的實驗，并自主選擇實驗器材。之后，教師可讓學生對比教師的方案和其設計的方案有什么不同，引導學生思考自己的方案中有哪些不足。在學生開展自主實驗后，教師還可以提出“在生活中，滑動摩擦力有哪些應用場景？”等問題，以此引導學生遷移運用本課所學知識。這樣的教學既能夠幫助學生掌握本課知識，又能培養學生的反思意識，促進學生物理學科核心素養的提升。

（五）組織實驗競賽，發展創新能力

組織以小組為單位的實驗競賽是提高學生學習積極性和培養學生創新能力的有效方式。在競賽準備過程中，學生不僅會充分利用課后時間自主探究物理知識，還能通過團隊合作解決問題，這有利于學生養成良好的自主學習習慣。在設計競賽主題時，教師可以讓學生選擇教材中的研究課題，也可以鼓勵學生自主觀察生活，結合生活中的物理現象自主設計實驗［5］。

例如，在“探究二力平衡的條件”一課的教學中，教師可先為學生講解教材中的相關實驗，然后組織實驗競賽，讓學生以小組為單位合作設計能夠探究二力平衡條件的實驗。各小組需要觀察生活中與二力平衡有關的現象，并自主設計相應的實驗，以探究二力平衡的條件。在這樣的實驗競賽中，學生能更加深入地了解什么是二力平衡，掌握二力平衡的條件，了解生活中的二力平衡現象，這能夠為其日后的物理學習奠定良好的基礎。

當然，教師也可結合生活中的物理現象，組織實驗競賽。例如，部分學生觀察到樹蔭下會有光斑形成，這一現象與小孔成像的知識有關，對此，教師可引導學生自主觀察地面上光斑的形狀，設計相應的實驗，探究影響光斑形狀及大小的因素。又如，部分學生在學習游泳時發現，初學游泳時，由于沒有掌握技巧，很容易沉入水底，而借助浮板則能夠有效解決這一問題，對此，教師可引導學生設計以浮力為主題的實驗，探究浮板的浮力與體積、形狀之間的關系。

教師通過組織物理實驗競賽，能加深學生對物理知識的理解，讓學生學會觀察生活，養成良好的生活觀察意識，提升創新能力和探究能力。

三、總結

總而言之，核心素養背景下，教師在初中物理實驗教學中，不僅要教會學生物理知識，還要重視培養學生的物理學科核心素養，以此為學生未來的學習和生活奠定良好的基礎。為此，初中物理教師應積極推進物理實驗教學的創新與改革，通過提前告知學生異常實驗現象、創設教學情境、應用問題導學等方法，為學生營造多元化、生活化、趣味化的物理實驗學習環境，促進學生綜合素養的發展。

［參考文獻］

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