新課標下物理實驗創新教學的實踐研究

【摘要】隨著新課程標準的實施，物理實驗教學逐漸迎來了創新的春天。文章針對初中物理實驗創新教學進行了研究。在實驗需求方面，提出了制作式、綜合式實驗教學類型。

【關鍵詞】初中物理；實驗創新教學；新課標

實驗教學是物理教育的重要組成部分，對培養學生動手能力、創新精神和科學素養具有重要意義。隨著新課程理念的不斷深化，物理實驗教學亟需創新，以適應新形勢下教育教學的新要求。如何在實驗內容、形式和支持等方面進行創新探索，是當前亟待解決的問題。

一、指向實驗需求，選擇實驗教學的類型

1.制作式，熟悉機械運動

制作式實驗教學是將實驗的制作過程融入到教學活動中，讓學生在動手操作中體驗知識，培養他們的動手能力。這種教學模式貼近生活實際，能夠更好地激起學生的學習興趣，通過實踐來加深對物理基礎知識的理解。

在教學“牛頓第一定律”的課堂上，教師可以精心策劃一場生動的實踐活動，讓學生親手打造簡易的物體運動模型?；顒右潦?，教師描繪了一個生活場景：“想象一下，一輛汽車在寬闊平坦的公路上平穩行駛，突然間，發動機熄火了，那么這輛車接下來會怎樣運動呢？”這一設問迅速吸引了學生的注意力。通過熱烈的討論，學生自然而然地接觸到了“慣性”這一核心概念，并初步感受到它與牛頓第一定律之間的緊密聯系。隨后，教師引導學生步入實踐環節，鼓勵他們利用廢舊CD作為車輪，滾珠軸承作為軸心以減少摩擦，再加上硬紙板巧妙構造成車身，共同打造出一個個別出心裁的滾動小車裝置。在制作過程中，學生不僅學會了如何運用這些日常材料進行創新設計，還深刻體會到了物理學中“摩擦力”對物體運動狀態的影響，積極探索減小摩擦力的方法，如調整車輪與軸心的配合緊密度、在接觸面涂抹潤滑油等，力求讓小車能在實驗臺上更接近于理想狀態的勻速直線運動。

2.綜合式，探索電磁轉化

綜合式實驗教學是將多學科知識融入到物理實驗中，通過多角度、多層次的探究活動，培養學生綜合應用知識的能力。此類方法促使學生在動手操作中進行深層次的思考，進而加深了學生對物理規律的理解。

在教學“電磁感應定律”的時候，教師可以設計一個綜合實驗，幫助學生理解這一重要定律。教師首先展示一個常見的現象：電磁爐加熱。在引導學生思考電磁爐加熱的原理后，教師準備了銅線、鐵釘、磁鐵和電流表等材料，讓學生動手制作一個簡易的電磁感應裝置。學生將銅線繞在鐵釘上，制成一個簡單的線圈，然后將磁鐵迅速插入和拔出線圈，通過電流表觀察指針的變化情況。教師引導學生討論：為什么插入和拔出磁鐵時電流表的指針會擺動？此時，教師可以進一步解釋電磁感應定律的內容，即當磁通量發生變化時，線圈中會產生感應電動勢，進而產生電流。為了深化理解，教師還可以讓學生改變磁鐵的速度和方向，觀察電流表的不同反應，并記錄數據進行對比分析。通過這樣的操作，學生不僅學會了制作簡單的實驗裝置，還對電磁感應定律有了更加深刻地理解。

二、提供實驗支持，拓展實驗教學的資源

1.數字資源，比較數據信息

數字資源在物理教學中發揮著越來越重要的作用。教師可以利用豐富的數據信息和互聯網資源，為學生呈現直觀、生動的實驗數據和模擬效果。比較不同物質的密度數據就是一個典型的應用案例，通過對比分析，學生可以更好地把握密度這一重要物理量的內涵。

在講解“物質的密度”這一內容時，教師可以利用網絡上的數據資源，設計一個比較不同物質密度的實踐活動。教師可以向學生介紹密度的概念和測量方法，并引出一個值得探究的問題：不同物質的密度有何差異？接著，引導學生查閱網絡上公開的密度數據表，列出常見物質如鐵、鋁、木材、冰等的密度值。然后再布置一個小組協作任務。為了增加實踐環節，教師還可以利用網上的模擬軟件，讓學生觀察不同密度物質在液體中的漂浮或下沉情況，并與理論計算值進行比較。通過這種數字資源的綜合應用，學生不僅加深了對密度概念的理解，還培養了收集、整理和分析數據的能力。

2.實踐資源，深化思維品質

實踐是學習物理的關鍵環節。通過親身實踐，學生不僅能鞏固所學理論知識，更能培養科學思維方式。在教學理論知識的同時，教師可以設計富有啟發性的實踐活動，引導學生動手操作，深化對基礎理論的理解。

在講解“電路連接的基本方式”時，教師可以設計一個實際操作實驗，讓學生親自體驗串聯和并聯電路的區別。學生開始依次將電源、開關和多個燈泡連接在一條導線上，形成一個單一的回路。當開關閉合時，觀察到所有燈泡依次亮起，一旦其中一個燈泡斷開，整個電路便無法工作。接著，嘗試組裝并聯電路。將每個燈泡分別連接到電源的正負極，形成多個并行的回路。可以發現，當開關閉合時，每個燈泡獨立亮起，即使其中一個燈泡斷開，其他燈泡仍然正常工作。通過這兩個簡單的實驗，學生清晰地理解了串聯電路和并聯電路的基本工作原理及其應用場景。串聯和并聯電路的實驗操作，不僅幫助學生掌握了基礎的電路知識，還培養了他們的動手能力和邏輯思維能力。

三、聚焦實驗特質，豐富實驗教學的形式

1.融合式，指導交叉應用

融合式實驗教學是一種綜合性的教學形式，旨在引導學生探索多個學科的交叉應用，并培養他們的綜合素養。

在教學“走進分子世界”這一主題時，融合式實驗教學可以起到很好的作用。通過結合化學、生物、物理等學科的知識和實驗技能，學生可以深入了解分子結構、分子間相互作用以及分子在生物體系中的功能和影響。比如教師可以設計一個融合式實驗，讓學生通過實際操作和觀察，了解水分子的結構與性質。通過實驗室實踐，學生可以使用顯微鏡觀察水分子的形態和排列方式。融合式實驗教學可以促進學生對分子世界的深入理解，同時培養了學生的跨學科思維。

2.項目式，建構科學模型

項目式實驗教學通過讓學生參與到科學項目的設計和實施中，培養其動手實踐和問題解決能力。學生在項目式實驗中將學習到科學知識和科學方法，并通過實際操作建構科學模型，深化對三維物體模型的理解。

在教學“杠桿”的時候，教師可以引導學生進行一個有趣的項目：設計并制作一個能夠平衡物體的杠桿裝置。在課上，教師已經向學生介紹了杠桿的原理，解釋了杠桿平衡的條件以及杠桿原理在日常生活中的應用。接下來，教師可以組織學生分組，每個小組設計并制作一個杠桿裝置，并在實驗過程中觀察不同參數對平衡的影響。例如，學生可以調整杠桿的長度、物體的位置和質量等，觀察平衡條件的變化。通過記錄數據和繪制圖表，學生能夠直觀地看到杠桿平衡的數學關系，驗證“杠桿原理”公式。通過設計和制作杠桿裝置的項目，學生能夠深入理解杠桿原理，并提高他們的模型建構能力。

3.混合式，弘揚擔當精神

混合式實驗教學融合了多種教學方法，注重學生的全面發展，其中就包括了培養其社會責任感和擔當精神。在“能源與社會關系”主題中，通過結合理論學習、實驗探究和社會實踐，學生可以全面理解能源利用的科學原理及其社會影響，增強節約能源和保護環境的意識。

在教學“能源利用與社會發展”的時候，教師可以設計一個混合式教學活動。在活動中講解能源的基本概念、分類及其在社會發展中的重要性，探討當前面臨的能源危機和環保問題。小組討論環節，學生被分為若干小組，每組聚焦一種關鍵能源，如煤、天然氣、太陽能或風能，深入探討其獨特優勢、潛在弊端以及對自然環境的長遠影響。這一過程中，鼓勵學生運用批判性思維，從多角度審視問題，培養全面分析的能力。緊接著的實驗環節，更是將理論與實踐緊密結合。學生親手操作，通過精密設計的實驗裝置，直觀比較不同能源的燃燒效率、熱值輸出及污染物排放量，用數據說話，深刻體會能源利用的效率差異與環境代價。

綜上所述，新課程標準下初中物理實驗教學應當緊跟時代步伐，勇于創新。創新的實驗教學不僅有利于提高學生的動手能力，更能培養其創新意識和科學素養。

【參考文獻】

[1]陶士金，劉信生，夏杰.TPACK理論框架下初中物理創新實驗教學策略與實施[J].中學物理，2022（10）.

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