指向關鍵能力提升的初中物理教學探討

摘" "要：關鍵能力是學生應對現實情境時解決問題的必備能力，包括概括理解、實驗探究、實踐應用和求實創新等。以“運用歐姆定律測量電阻”教學為例，通過建構物理情境、重視實驗規劃、創設任務群組以及改變實驗條件等方式，提升學生的物理學科關鍵能力，促進物理學科核心素養的培養。

關鍵詞：核心素養；關鍵能力；初中物理；歐姆定律

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A " " 文章編號：1003-6148（2025）2-0010-4

《義務教育物理課程標準（２０２２年版）》提出物理課程應著力培養核心素養，體現正確價值觀、必備品格和關鍵能力的培養要求［１］。物理學科關鍵能力是指在應對現實情境時表現出的解決問題的能力，是學習者在經歷學科學習的過程中逐步形成的，屬于適應個人終身發展和社會發展需要的必備能力，包括概括理解、實驗探究、實踐應用和求實創新４個方面［２］。物理學科關鍵能力是物理學科核心素養的具體體現，能為教師將素養目標細化為可操作的教學目標和教學行為提供方向。當前初中物理教學在實時、全面評估學生這些關鍵能力的習得情況上仍顯不足，“課堂理解易，實際應用難”的現象仍普遍存在。下面以“運用歐姆定律測量電阻”教學為例，探討如何通過創新教學方式，精準提升學生的物理學科關鍵能力，促進學科核心素養的全面深入發展。

１" " 把握情境本質，提高概括理解能力

概括理解能力是學生在認知過程中，對信息進行抽象、歸納、總結的能力。在物理學習中表現為：能夠基于物理現象的觀察，提煉出普遍適用的物理規律，建構物理模型，進而解決新情境下的物理問題［３］。概括理解能力是連接理論知識與實際應用的橋梁，有助于促進學生知識遷移與創新思維的發展，是解決“課堂理解易，實際應用難”問題的關鍵。在實際教學中，教師需建構貼近學生生活的物理學習情境，引導學生在情境中主動探索、分析、歸納，通過反思與總結，逐步提升從具體到抽象、個別到一般的概括能力。教師不僅要強調知識的傳授，更要注重學生思維方法的訓練，要訓練學生能夠在面對復雜未知的物理問題時，迅速捕捉關鍵要素，展開精準分析，并高效解決。

在“運用歐姆定律測量電阻”的教學過程中，教師可以利用家庭常見的小燈泡（如“３．８ Ｖ" ０．３ Ａ”的小燈泡）和蓄電池（如６ Ｖ的蓄電池）作為實驗器材，創設真實的問題情境：如何用６ Ｖ的電源讓３．８ Ｖ的小燈泡正常發光？然后設計一系列遞進的問題鏈（表１），引導學生回顧歐姆定律，思考如何利用該定律測量電阻，進而深入探索實驗細節和注意事項。實驗時，學生需親自動手操作，觀察并記錄數據，通過數據分析和比較，提煉出導體電阻值恒定不變的共性特征。在這個過程中，教師還要鼓勵學生將實驗過程抽象為物理模型，總結利用已知物理定律和測量工具求解未知物理量的方法，實現物理知識的遷移與創新思維的發展。

２" " 重視實驗規劃，深化實驗探究能力

實驗探究能力是學生在觀察、實驗和科學探究過程中表現出來的能力，包括問題與猜想、設計與操作、證據與論證等能力［４］。實驗不僅是物理知識的直接來源，更是培養學生科學探究精神與能力的關鍵場域。教師應精心設計實驗規劃，確保實驗內容既符合課程標準要求，又貼近學生生活實際。通過引導學生參與實驗設計的全過程，包括問題提出、假設建立、方案制訂、數據收集與分析、結論推導與反思等，讓學生在實踐中學習科學方法，理解物理規律的本質。需要特別指出的是，實驗規劃必須注重層次性與開放性，既要包含基礎操作技能的訓練，也要融入創新思維的培養。教師要鼓勵學生自主設計實驗方案，選擇適宜的實驗器材，分析預測實驗結果，并在實驗過程中靈活調整策略以應對突發情況。通過實驗規劃來培養學生嚴謹的科學態度、批判性思維和解決復雜問題的能力，努力達成實驗探究能力的深刻內化與提升。

以“運用歐姆定律測量電阻”教學為例，教師可以引導學生首先設計實驗內容計劃表（表２）。

然后，運用歐姆定律推導式Ｒ＝Ｕ/Ｉ計算出需串聯的電阻為７．３ Ω。教師提供網購標稱７．３ Ω的電阻接入電路（圖１），閉合開關后電流表示數不符合預期，揭示電阻實際阻值存在偏差。為精確測定阻值，學生再采用“伏安法”（圖２）進行實測，并通過引入滑動變阻器（圖３）多次測量取平均值，以增強測量結果的準確性。以上過程不僅要鍛煉學生運用歐姆定律測量電阻的基本實驗技能，更關鍵的是要激發他們面對實際問題時的探究熱情與解決能力。引導學生在真實問題情境中，通過團隊協作深入交流、實踐與反思，實現從被動接受知識到主動探索學習模式的轉變，提升實驗探究的深度與廣度，促進其從“學會知識”到“學會學習”的飛躍。

３" " 創設任務群組，增強實踐應用能力

實踐應用能力是學生在面對日常生活現象或具體物理問題時，靈活運用所學知識進行分析與解釋，運用科學思想與方法進行探索，并在實踐過程中不斷反思與評價自身行為，以優化解決方案的能力［５］。它是學生創新思維、問題解決及自主學習能力的集中展現。教師應根據教學內容和學生的認知水平，精心設計學習任務的難度梯度，引導學生從簡單到復雜、從單一到綜合地展開探索。通過建構一系列相互關聯、逐層遞進的學習任務群組，促進學生物理知識的實踐轉化與應用能力［６］。同時，采用項目式小組合作、現代技術手段輔助等方式，確保每位學生都能在參與中積累經驗，提升實踐應用能力。

在解決“如何用６ Ｖ的電源讓３．８ Ｖ的小燈泡正常發光”問題時，任務可被分解為多個層級（表３）：從運用歐姆定律初步計算所需串聯電阻的阻值，到測量給定電阻的阻值，再到自制符合要求的電阻，最終達成讓小燈泡正常發光的目的。在此過程中，學生既可以學習伏安法測電阻的基本原理和操作技能，又可以通過評價導學、合作促學、留白激學等策略，不斷反思、優化測量方法，提升解決實際問題的能力。特別是通過伏安法的多次實驗數據收集和誤差分析，學生能夠更好地掌握實驗技能，同時培養科學思維和數據處理能力。另外，自制電阻的任務更是鍛煉了學生的創新思維和動手能力，使他們在解決實際問題的過程中，加深物理知識應用價值的理解。

４" " 改變實驗條件，擴展求實創新能力

求實創新能力是學生在物理學習中形成的能夠基于事實和證據進行科學推理、批判性思考、提出創新性見解和解決方案的能力［７］。這一能力是物理學科關鍵能力的重要組成部分，它要求學生超越單純的知識記憶，能夠將物理理論靈活應用于實驗探究與實際問題的解決過程，實現知識的內化與創新應用的飛躍。教學中，教師可以通過調整原有實驗的條件或參數，設計多樣化實驗，引導學生在操作中掌握原理，在變化中發現問題，并尋求解決方案。學生在面對挑戰時，可以親身體驗科學探索的復雜性和不確定性，學會在變化中找穩定，在不確定中尋突破，從而培養出堅韌的科學精神和創新能力。

在完成串聯定值電阻的測量后，教師進一步拓展實驗內容，引導學生探索不同實驗對象和條件下的電阻測量。例如，讓學生測量燈絲電阻（表４），并觀察其在不同溫度下的變化（圖4），從而理解電阻與溫度之間的關聯（圖5）。再比如，讓學生測量大電阻（如人體電阻），測量時，由于電流表精度的限制，學生可以嘗試引入電壓表進行測量，并設計新的電路圖（圖6）來實現這一目標。測量后，教師還可以引導學生分析影響人體電阻的因素，如皮膚濕度、接觸面積等。通過這些拓展實驗，讓學生能夠在鞏固歐姆定律的知識應用、掌握新的實驗技能的同時，在解決問題的過程中提升創新能力和求實精神。

參考文獻：

［１］中華人民共和國教育部．義務教育物理課程標準（2022年版）［S］．北京：北京師范大學出版社，２０２２．

［２］義務教育學科核心素養與關鍵能力研究項目組．義務教育學科核心素養·關鍵能力測評與教學（初中物理）［Ｍ］．南京：江蘇鳳凰科學技術出版社，２０１８．

［３］汪延茂．怎樣培養學生的科學抽象能力［Ｊ］．物理教學探討，２０２４，４２（３）：１１－１３．

［４］葉兵，孫德生．初中物理核心素養與關鍵能力的研究及測評實踐［Ｊ］．物理教學，２０１７，３９（１２）：３９－４３．

［５］吳利萍．基于關鍵能力培養的初中物理教學實踐與探索［Ｊ］．中學物理教學參考，２０２３，５２（３）：５－７．

［６］陳榮高．任務驅動下的初中物理生本課堂構建——以“歐姆定律的應用”教學為例［Ｊ］．物理教師，２０２４，４５（４）：５６－５９．

［７］陳峰，李梅．指向關鍵能力培養的物理綜合實踐活動的開發——以“制作簡易動力跑車”為例［Ｊ］．物理教學探討，２０２０，３８（１２）：６６－６８．

（欄目編輯" " 趙保鋼）