初中物理實驗教學中學生操作能力的培養策略探析

作者簡介：劉志強（1980—），男，廣西壯族自治區賀州市實驗中學。

初中物理是一門以實驗為基礎的學科，它要求學生具備動手能力、操作能力及解決問題的能力。《義務教育物理課程標準（2022年版）》指出，初中物理教學要提高學生分析問題、解決問題的實踐本領和科學思維能力。然而，現階段初中生接觸物理實驗操作和研究的機會較少，通常處于被動學習狀態，學習效果不夠理想。因此，初中物理教師要通過實驗教學培養學生的實踐操作能力，讓學生在實踐中深刻理解所學知識，獲得豐富的科學探究體驗。

一、初中物理實驗教學中培養學生操作能力的意義

（一）有利于深化學生對物理知識的理解

在初中物理實驗教學中，教師踐行知行合一的教育理念，讓學生在實踐中驗證所學知識，能夠加深學生對物理知識的理解。在開展物理實驗時，學生既可以學習知識，又可以動手操作儀器設備，提升實踐操作能力。在豐富多樣的物理實驗教學中，教師可以引導學生發散思維、發現問題，讓他們積累豐富的實踐操作經驗，這有助于他們領會物理知識的應用方法，提升問題解決能力。

（二）有利于調動學生的物理學習積極性

在初中物理實驗教學中，教師可借助生動直觀的物理實驗活動，有效調動學生的物理學習積極性，讓他們主動進行實踐操作。考慮到初中學生具有求新求異的學習特點，初中物理教師可以布置一系列操作性強的實驗探究任務，讓學生通過自主探究和實踐操作等學習新知。在動手操作時，學生既可以獲得豐富的操作體驗，又可以滿足自身物理學習需求。由此可見，這樣的教學能有效地調動學生的物理學習積極性，為他們自主學習能力、實驗探究能力的發展奠定堅實基礎。

（三）有利于發展學生的科學探究素養

科學探究素養是物理學科核心素養的重要組成部分。在初中物理實驗教學中，教師重視培養學生的操作能力，能有效提升學生的科學探究素養。在親自操作實驗器材時，學生既能根據實驗情況提出物理問題和假設，又能基于證據得出結論，從而逐漸提升科學探究素養。學生還會圍繞物理知識和問題進行深度思考和分析，這能有效鍛煉他們的科學思維及探究能力[2]。另外，在這樣的教學中，教師能夠根據學生的實驗操作過程，引導學生進行交流、評估和反思，這有助于發展學生的科學探究素養。

二、初中物理實驗教學中培養學生操作能力的策略

（一）依托課前預習，培養學生的操作意識

在初中物理實驗教學中，課前預習既是培養學生操作能力的關鍵環節，又是學生形成良好學習習慣的重要環節。教師要依托課前預習環節，布置符合學生認知水平的預習任務，以此激活學生的實驗操作意識，使他們明白知行合一的重要性，調動他們自主探究理論知識的積極性。教師還可以根據學生的個體差異，讓學生在課前自主探索物理實驗內容，以此降低學生的課中學習難度，培養學生的自主學習能力及科學探究能力。

例如，在教學“速度的測量”一課前，教師可向學生推送相應課前預習學案、微課視頻等教學資源，讓學生回顧之前學習的相關內容，并有目的地預習新知識。通過微課視頻，學生能看到生活中較常見的運動場景，如汽車行駛、運動員跑步、自行車比賽等，從而有意識地關注物體運動的速度。大部分學生在學習本課前已經初步了解速度的內涵，明白其與時間、路程兩個物理量密切相關。結合已有經驗，學生能夠快速找到測量物體運動快慢的實驗探究思路。在觀看微課視頻時，學生能夠大致了解測量速度需要的工具，如刻度尺、秒表或計時軟件等，這為他們掌握測量速度所需的實驗技能奠定了基礎。此外，教師可以布置預習任務，讓學生自主思考如何判斷運動員跑步速度的快慢，并提出問題“在百米賽跑中，運動員在哪一段跑得最快？”這樣能有效激活學生的操作意識，讓他們找到清晰的學習思路。在此基礎上，教師可依據學生的預習情況，邀請他們輪流分享自己的速度測量方法及實驗設計思路，以此充分激活他們借助物理實驗開展科學探究的意識。

（二）依托演示實驗，激發學生的實踐興趣

在初中物理實驗教學中，教師借助演示實驗，能有效激發學生的實踐興趣，讓學生直觀了解相關知識，認識到親身體驗、實踐操作的重要性。教師要精心設計演示實驗，讓學生親身參與到實驗過程中，同時引導學生了解物理實驗的基本流程及操作注意事項，讓他們明白培養動手操作能力的重要意義[3]。教師可以先選一名學生操作實驗器材，再讓其分享實驗操作的心得和經驗，這樣能更好地激發其他學生的實踐興趣和探究欲望。

例如，在“汽化和液化”的教學中，教師可先精心設計貼近學生生活實際的演示實驗，讓學生全面了解汽化吸熱和液化放熱的現象，再引導學生仔細觀察實驗現象及結果，使他們深刻理解影響液體蒸發快慢的因素。在課堂上，教師可以引導學生聯想路邊常見的積水坑，并利用視頻向學生展示積水坑逐漸消失的過程，從而引出蒸發的概念。在開展演示實驗時，教師可以直觀展示兩塊材質相同的濕布（其中一塊展開放在桌面上，另一塊則團起來放在桌面上）。之后，教師可以用電風扇吹濕布或用電暖器烤濕布，并讓學生細致觀察濕布的變化，深入思考影響水蒸發快慢的因素。在此基礎上，教師可讓一名學生觀察之前兩塊布的干濕狀態，并讓他向其他學生分享自己的發現。在演示實驗結束后，教師可提出問題：“人吹電風扇時，為何會感到涼快？醫生經常將中暑患者扶到通風的地方，并在患者身上擦酒精，這樣能使患者的體溫快速下降，這一過程蘊含的物理原理是什么？”這樣的問題能讓學生結合演示實驗，探究相關知識。通過演示實驗和問題討論，學生既能意識到物理實驗探究的重要性，又能產生動手實驗的興趣。

（三）依托合作探究，鍛煉學生的操作能力

在初中物理實驗教學中，教師要依托合作探究，凸顯學生的主體地位，讓學生在實際操作中理解知識。在物理實驗教學中，教師不僅可以利用探究性實驗鍛煉學生的精細化操作能力，還可以利用信息化實驗鍛煉學生的虛擬操作能力，使學生意識到實踐操作的重要性。另外，教師可從鍛煉學生操作能力的角度出發，精心設計一系列實踐任務或導學問題，引導學生進行合作探究，以此讓學生經歷科學探究的全過程，培養學生的實踐能力和科學探究素養[4]。

1.利用探究性實驗，鍛煉學生的精細化操作能力

教師借助探究性實驗，能夠引導學生從不同的角度探究新知，讓他們在實踐操作中積累經驗，同時鍛煉他們的精細化操作能力和團隊合作能力。例如，在“光的折射”的教學中，教師可引導學生結合光的反射定律的實驗研究方法，探究光的折射現象，提出對光折射特點的猜想和假設，從而讓他們歸納出光的折射特點。在實驗教學中，教師可以為學生精心設計如下探究性實驗任務：（1）將一束激光貼著光屏垂直射入水中，然后不斷增大入射角，觀察光束在空氣和水中的徑跡，并記錄入射角和折射角的大小；（2）將光屏的右半部分向后折轉，看能否觀察到折射光；（3）固定激光的入射角度，用另一種顏色的激光逆著折射光線的方向射向分界點，觀察光束在水和空氣中的徑跡，記錄入射角和折射角的大小。在實驗過程中，學生可以將水換成玻璃磚，重復上述實驗操作，進而總結出光的折射特點，歸納出光的折射規律。在開展探究性實驗時，教師既要鍛煉學生的精細化操作能力，又要讓學生思考入射光線與折射光線、入射角與折射角之間的關系，使他們對光的折射現象逐漸形成全面的認識。在學生動手操作時，教師可以引導他們進行合作探究，讓他們輪流檢查操作過程是否存在錯誤，同時觀察他們的實驗操作及數據記錄是否正確。

2.利用信息化實驗，鍛煉學生的虛擬操作能力

在初中物理實驗教學中，教師引入現代教育技術，能夠讓學生獲得更好的學習體驗，提升實驗教學的安全性、可靠性[5]。在實驗教學中，教師可以引導學生運用虛擬物理實驗軟件開展相關實驗，并鼓勵學生提出與物理實驗相關的疑惑，以此鍛煉學生的虛擬操作能力。例如，在“光的色散”一課的教學中，教師可以引導學生利用虛擬實驗軟件觀察光的色散現象，讓他們合作探究光的色散過程和物理原理，從而使他們全面了解色光的三原色及可見光譜的范圍。在虛擬實驗軟件上，各組學生可以觀看牛頓使用玻璃三棱鏡使太陽光發生色散的實驗視頻，并開展相應的實驗。在虛擬實驗軟件中選好實驗器材后，學生便可以合作探究光的色散現象及規律，并初步了解白光是由多種色光混合而成的。通過虛擬實驗軟件，教師可以持續關注各組學生的實驗探究情況，及時設置互動問答任務，讓各組學生聯想生活中光的色散現象，以此考查他們能否理解光的色散實驗原理。教師要觀察各組學生的虛擬操作過程，在他們探究、分析實驗現象時，指導他們記錄相關數據，使他們深入理解并記憶光的色散實驗原理。

（四）依托課后實驗，培養學生的操作技能

在初中物理實驗教學中，教師既要利用課前預習、課中探究環節凸顯學生的主體地位，培養他們的探究能力和實踐操作能力，又要指導學生通過改進實驗鞏固已學知識。在課后實驗活動中，教師可以引導學生對現象不明顯或不好操作的實驗進行改進，或組織學生去科技館開展實驗操作，以此讓學生感受到實驗操作和動腦思考的價值。

例如，在學完“物體的浮沉條件及應用”一課后，多數學生能夠通過實驗探究理解物體在液體中下沉、懸浮和上浮的條件，并明白浮力與重力的關系。在課后實驗活動中，教師可引導學生開展相應的浮沉實驗，讓其根據浮沉條件判斷物體的浮沉狀態，并結合沉浮條件解釋簡單的物理現象，以此幫助其鞏固所學知識，提升實驗操作技能。在課堂學習中，學生已經通過“水中的雞蛋”實驗總結出雞蛋所受浮力與重力的關系，并繪制了不同狀態下雞蛋的受力示意圖。教師可以引導學生在課后繼續探究此類浮沉實驗，讓學生將水更換為糖水、蘇打水，并進行相應的探究，觀察雞蛋在不同液體中的浮沉狀態。同時，教師可以布置課后作業，讓學生自主分析物體密度和液體密度之間的大小關系，以此引導他們根據課堂探究思路、方法及經驗，完成相應的實驗探究。此外，教師可鼓勵學生觀察生湯圓煮熟的過程，讓他們結合水溫的變化、湯圓體積的變化，嘗試推測湯圓密度和水密度之間的變化關系。在此基礎上，教師可以引導學生參與科技展覽活動，讓他們感受潛水器、潛水艇的水下作業過程，使他們深刻理解相關知識。

結語

總而言之，初中物理教師要讓學生意識到親身體驗和動手操作的重要性，通過實驗教學加深學生對物理知識的理解，調動學生的物理學習積極性，發展學生的科學探究素養。在教學實踐中，教師可以在課前預習、演示實驗、合作探究、課后實驗等教學環節靈活運用多樣的教學方法，以此有效培養學生的操作能力，加深他們對相關知識的理解。

[參考文獻]

[1］趙云霞.基于“深度學習”視域：培養學生物理實驗操作能力[J].新課程導學，2024（9）：102-104.

[2］陸秀麗.初中物理實驗教學中學生操作能力的培養［J].數理天地（初中版），2024（2）：82-84.

[3］張有權.初中物理實驗教學中學生操作能力的培養途徑［J］.新課程教學（電子版），2022（23）：68-69.

[4］梁朝陽.優化實驗教學構建高效初中物理課堂［J].數理天地（初中版），2023（24）：27-29.

[5］馬克業，劉曉燕.初中物理教學中學生操作能力的培養策略研究［J].數理天地（初中版），2022（18）：91-93.