構建初中物理高效實驗課堂的新思路：問題、指令、評價

摘 要：實驗是學習物理的基本方法，是提高學生學習興趣和發(fā)展學生創(chuàng)新思維的重要途徑。針對初中物理實驗教學中存在的一些問題，教師應遵循物理學科的特點和學生身心發(fā)展的規(guī)律，通過精心設計問題鏈和問題情境形成課堂教學主線，引領學生自主參與到實驗探究中；通過凝練有效指令，把一個個問題貫穿起來，把實驗教學推向縱深，使課堂節(jié)奏張弛有度；通過及時進行有效評價，使探究過程有情有趣，課堂氛圍和諧。聚焦問題、指令和評價的初中物理實驗課堂，能讓學生積極主動地參與到實驗探究活動當中，透徹地理解和掌握教材中的物理知識，從而使課堂成為學生啟智增慧的重要場所。

關鍵詞：初中物理；實驗課堂；問題鏈；課堂指令；評價

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：0450-9889（2024）13-0091-04

物理實驗以物理現(xiàn)象形象、直觀的特點使學生印象深刻，有助于學生形成物理概念、理解和鞏固物理基礎知識。初中物理實驗課具有情境真實、學生參與面廣、易于交流與合作等特點，成為培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)、實踐能力和創(chuàng)新精神的主陣地。隨著新課程改革的深入推進，初中物理實驗教學得到了教師們的普遍重視，同時也遇到了一些問題。部分教師在進行物理實驗教學時，往往只是簡單地讓學生按實驗步驟操作，缺乏對學生思維的引導和啟發(fā)，難以培養(yǎng)學生的探究能力和創(chuàng)新精神；在實驗過程中，部分教師給出的指令不夠明確，導致學生很難理解和執(zhí)行，影響實驗探究的深度和教學的進度；實驗教學評價只關注實驗結果，忽視了學生在實驗過程中的表現(xiàn)和努力，缺乏對學生的激勵作用。為了解決這些問題，筆者提出構建初中物理高效實驗課堂的新思路，嘗試通過用問題鏈和問題情境形成課堂教學主線，凝練有效指令把一個個問題貫穿起來，把實驗教學逐步推向縱深，充分發(fā)揮多元評價的診斷和激勵功能，促進學生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展，從而有效提高物理實驗教學的質量和效率。聚焦問題、指令和評價創(chuàng)建初中物理高效實驗課堂，教師不但要激發(fā)學生的物理學習興趣，讓學生積極主動地參與實驗探究活動，而且要培養(yǎng)學生多方面的能力，促進學生透徹地理解和掌握教材中的物理知識，使初中物理實驗課堂成為學生啟智增慧的重要場所。

一、用問題引領教學，使學生成為實驗課堂的主動參與者

《義務教育物理課程標準（2022年版）》（以下簡稱《2022年版物理課標》）提出，物理課程以學生發(fā)展為本，以提升全體學生核心素養(yǎng)為宗旨，為每個學生的學習和發(fā)展提供機會［1］2。顯然，讓學生全體參與是初中物理高效實驗課堂的基本要求之一。蘇聯(lián)教育家蘇霍姆林斯基說過：“在人的心靈深處，都有一種根深蒂固的需求需要，就是希望自己是一個發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者，而在兒童的精神世界中，這種需要特別強烈?！保?］初中生正處于好奇心和求知欲高漲的年齡段，已經能夠根據(jù)假設進行邏輯推理，教師適時適度以問題引領教學內容，是調動學生學習積極性最直接最有效的途徑。因此，教師要根據(jù)教學目標設計出既符合學生認知水平，又能引領課堂教學主線、貫穿教學內容的有效問題，促使學生充分參與課堂教學活動。

（一）設計有效問題鏈，為學生搭建前進的階梯

問題是科學研究的出發(fā)點，是開啟任何一門科學的鑰匙［3］。古人云：學起于思，思源于疑?，F(xiàn)代教學論提出，問題是學生學習的動力與能源，帶著問題學習才會去深入思考，否則學習只能是膚淺的。構建初中物理高效實驗課堂，教師應精心設計好恰當、有效的問題鏈作為課堂教學的主線，讓問題鏈成為學生學習的指南針，引領學生緊跟問題的轉變，實現(xiàn)更廣、更深、更多角度的思考，在時間和空間雙重維度上實現(xiàn)動口、動手、動眼、動腦學物理，最大限度地激發(fā)學生的自主學習意識，達到提高創(chuàng)新思維的目的。下面，筆者以滬科版八年級全一冊第五章中“探索天平的正確使用方法”一課為例，具體說明有效問題鏈的設計。

1.有效問題鏈的設計流程

在物理實驗課堂中，教師進行問題鏈設計至關重要。首先，教師研讀物理課標和教材，貫徹單元整體教學理念，依據(jù)單元目標挖掘核心問題。其次，教師根據(jù)核心問題和學生的學習情況制定能引領課堂內容的活動方案。最后，教師根據(jù)活動方案的走向設計出由淺入深、由表及里、環(huán)環(huán)相扣的問題鏈，讓每一個學生都能在思考中循序漸進地不斷接近真相，直至形成正確的物理觀念。

在“探索天平的正確使用方法”教學中，教師在進行課堂教學前認真研讀《2022年版物理課標》要求和教材內容，梳理出本課的核心問題是“如何引導學生學會正確使用托盤天平測量物體的質量？”，需要延伸的問題有“如何養(yǎng)成閱讀說明書的習慣？”“如何提升估測常見物體質量的能力？”“如何形成初步質量量級觀念？”“如何在解決實際問題的過程中獲得成就感？”“如何提高合作交流等核心素養(yǎng)？”?；顒臃桨冈O想是通過師生多邊互動，讓學生在觀察、討論和體驗中總結出正確使用天平的方法。

2.用問題鏈引領教學

教師需圍繞核心問題，設計一系列相互關聯(lián)、層層遞進的問題，引導學生觀察、思考和分析實驗。問題鏈的實施應能夠激發(fā)學生的學習興趣，幫助學生逐步理解實驗原理、操作方法和數(shù)據(jù)處理技巧。在“探索天平的正確使用方法”教學中，教師用問題鏈引導學生在實驗中主動探索、互動討論，從而加深對物理知識的理解及靈活運用。

師：請同學們仔細閱讀“托盤天平使用說明（摘錄）”，你有什么疑惑？

生1：為什么砝碼要放在右盤？

生2：為什么要讀取游碼左邊對應的示數(shù)？

生3：為什么取砝碼時必須使用鑷子夾?。?/p>

學生提出的疑問，恰好直擊正確使用天平的關鍵點，不但為正確使用天平做好了鋪墊，還能培養(yǎng)學生的質疑精神和閱讀產品說明書、遵守操作規(guī)則的習慣，讓學生學會積極思考，喚醒創(chuàng)新意識。接著，教師讓學生觀察自己實驗桌面上的天平，提出問題。

師：同學們現(xiàn)在可以使用自己實驗桌面上的天平來測量物體的質量了嗎？說出你的理由。

生1：不能，因游碼沒有在標尺的零刻度線處。

生2：不能，因為指針還沒有指在分度標尺的中央刻度線。

教師順勢引導學生總結出什么叫天平平衡和天平使用前要處于平衡狀態(tài)的新知識，讓學生根據(jù)玩蹺蹺板的經驗，動手調節(jié)自己桌面上的天平，使天平平衡。

師：用鑷子把已調平的天平游碼向右移動一小段距離，觀察天平左端還是右端下沉？

生：右端下沉。

師：由此可推出，向右移動游碼，相當于往右盤添加砝碼，所以砝碼應該放在右盤。那么，被測物體的質量怎么讀??？

生：被測物體的質量等于右盤砝碼質量加上游碼所對示數(shù)。

師：把游碼移回零刻線處，觀察到游碼的哪一邊與零刻線對齊？

生：左邊。

師：那么讀數(shù)時應讀取游碼哪邊所對刻度？

生：應讀取游碼左邊所對刻度。

該問題鏈的第一個問題激發(fā)了學生的學習興趣和疑惑，讓每個學生都有能力參與其中。調節(jié)天平平衡的問題設計，充分利用了學生玩蹺蹺板的感性認識和生活經驗來獲取新知識，既體現(xiàn)了物理與生活的密切聯(lián)系，又突破了教學難點。整個問題鏈包含了操作、觀察和推理，環(huán)環(huán)相扣，層層遞進，使學生的認知拾級而上，用遞進性的思考幫助學生保持了高漲的探究興趣。問題鏈引領的物理實驗教學有效達成了使學生通過實驗“感受到物理研究是建立在觀察、實驗和推理基礎上的創(chuàng)造性工作，能在解決實際問題的過程中獲得成就感，具有學好物理的自信心”［1］12。

（二）設計問題情境，給學生創(chuàng)造發(fā)現(xiàn)和提出問題的契機

愛因斯坦曾說：“提出一個問題，往往比解決一個問題更重要。”《2022年版物理課標》在課程實施建議中提出，教師在教學活動中應以問題為線索，讓學生在問題情境中探索和發(fā)現(xiàn)知識，掌握技能，發(fā)展創(chuàng)新思維［1］42。教師不應把自己當成通材達識的飽學之士和課堂上的權威，而要把自己當成學生學習成長過程中的導向者和促進者。教師要成為一名優(yōu)秀的課堂引導者，除了善于設計有效問題鏈，還要善于結合學生的現(xiàn)有經驗、認知規(guī)律、個體差異等創(chuàng)設能夠展現(xiàn)物理現(xiàn)象關鍵特征和引發(fā)深層次思考的情境，為學生搭建發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、探索問題的平臺。

例如，滬科版物理八年級全一冊第十章第一節(jié)“科學探究：杠桿的平衡條件”的核心問題是杠桿的平衡條件及是什么及其在生活中的應用，力臂概念是解決該核心問題的基礎。然而大部分八年級學生在生活經驗中早已形成一個錯誤的前概念，認為支點到力的作用點之間的距離就是力臂。如果學生不能糾正這個錯誤認識構建正確的力臂概念，在探究杠桿的平衡條件時就會產生很大的困難，導致探究不能深入，探究過程難有滿足感，部分學生甚至會因為力不從心而挫傷了學習的積極性。為了幫助學生自發(fā)糾正錯誤前概念，形成正確的力臂概念，教師可創(chuàng)設以下問題情境：先播放一段大人陪小孩玩蹺蹺板的視頻，讓學生觀看后初步猜想影響杠桿轉動效果的因素有哪些，并做好記錄。大部分學生猜想的影響因素是動力和阻力的大小、動力和阻力作用點到支點的距離。然后，教師創(chuàng)設能讓學生發(fā)現(xiàn)問題的情境：在水平位置靜止的杠桿一端掛2個鉤碼，用彈簧測力計在杠桿另一端沿豎直方向向下拉，直到杠桿恢復水平位置靜止，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)；保持拉力作用點不變，向右偏轉30°角斜著向下用同樣大小的力拉，觀察杠桿是否還能保持水平靜止狀態(tài)。慢慢增大拉力，直到杠桿恢復水平位置靜止，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)。

師：同學們反思自己剛才的猜想是否正確？

生：不正確。

此時學生雖然還不能形成力臂的概念，但已經直觀地感受到之前的認識是錯誤的。

師：向左偏轉30°角斜著向下拉，直到杠桿恢復水平位置靜止，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)。對比兩次斜著向下拉時彈簧測力計的示數(shù)，同學們認為應該是哪段距離在影響杠桿轉動的效果？

最后的情境和問題，給予學生發(fā)現(xiàn)和糾正錯誤前概念的時機，自主構建正確的力臂概念，很好地保護了學生的學習熱情，為下一步的探究打下堅實的基礎，實現(xiàn)課程標準目標要求中的“敢于提出并堅持基于證據(jù)的個人見解，勇于放棄或修正不正確的觀點”［1］6。

高效的物理實驗課堂，就應該讓問題鏈和問題情境相輔相成，共同形成課堂教學主線，引導學生在一個個問題和活動中不斷感受認知沖突和自主對抗，不知不覺地自主參與到實驗探究中來。

二、用指令推進實驗探究節(jié)奏，使課堂張弛有度

《禮記樂記》中說“節(jié)奏，謂或作或止，作則奏之，止則節(jié)之”。意思是，當行則行，當止則止，就是好節(jié)奏。一堂好課，也應如此。初中物理實驗課堂，通常會分解成多個簡短的活動和問題鏈，每個活動和問題鏈在主題或者流程上都不盡相同，這就需要教師借助恰當?shù)恼n堂指令，把一個個問題和活動貫穿起來，把實驗探究推向縱深，使整個課堂充滿活力、熠熠生輝。因此，凝練能使學生明確學習方向、增強學習主動性的指令，是構建初中物理高效實驗課堂的有力保證。

（一）凝練有效的課堂指令

凝練有效的課堂指令是確保課堂教學順利進行、提高學生學習效率的關鍵因素之一。教師應注重指令的準確性、清晰性、簡明性和互動性。首先，指令應圍繞明確的教學目標展開，為問題鏈的推進服務。其次，指令的內容應清晰完整，包括所需完成的學習任務、操作方法、時間限制等關鍵信息，使學生能夠明確了解任務要求和操作步驟，能快速投入學習中。再次，指令應言簡意賅，符合學生的閱讀水平，確保學生能夠迅速理解并作出反應。最后，指令應具有互動性，能夠指導學生積極參與課堂活動，激發(fā)學生的學習興趣，活躍課堂氛圍。

（二）運用指令為學生提供清晰的實驗方向和步驟

在物理實驗課堂上，教師發(fā)布明確的課堂指令能夠為學生提供清晰的實驗方向和步驟，確保實驗順利進行，切實提高學生的實驗能力。課堂指令不僅包括了實驗的具體要求，還明確了實驗的時間安排和進度控制。學生接收到指令后，能夠按照教師的指導，有條不紊地進行實驗探究。明確的指令能夠幫助學生更好地理解和把握實驗內容，減少無效操作和時間浪費，從而建立有序的實驗探究節(jié)奏。

以滬科版八年級全一冊第九章第一節(jié)“認識浮力”實驗探究環(huán)節(jié)的課堂指令設計為例。教師引導學生用彈簧測力計測量出石塊所受的重力，記錄數(shù)據(jù)；然后學生用手向上輕托石塊，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)并記錄。學生按教師的指令進行操作。

師：石塊被輕托時所受的重力減小了嗎，為什么？

生：沒有，因為物體重力的大小跟質量成正比，而石塊的質量沒有改變。

師：畫出石塊被輕托時的受力示意圖，求出托力的大小。

課堂指令快速喚起學生已有的知識經驗，使學生迅速集中注意力，進入自主溫習舊知的狀態(tài)，為下一步探究在水中下沉的物體是否受到浮力構建了思維模型。為了讓學生通過生活實際獲取對浮力的感性認識，教師可創(chuàng)設以下情境問題：“固定在地面的一個細長的玻璃容器內放有一個乒乓球，在不損壞玻璃容器的情況下，同學們能把乒乓球取出來嗎？”學生根據(jù)生活經歷想到各種方法，如用棍子和粘膠把乒乓球粘出來、用長筷子把乒乓球夾出來、倒水進去讓乒乓球浮起來等。乒乓球能浮起來說明受到一個向上的力，此時教師要求學生畫出乒乓球漂浮在水面時所受力的示意圖，為下一個教學活動的開展打開了局面。

師：將石塊放入盛水的大燒杯中，觀察到什么現(xiàn)象？

生：石塊下沉。

師：在水中下沉的石塊受到浮力嗎？請同學們利用桌面上的小石塊、彈簧測力計、細繩、水驗證你的猜想。要求寫出實驗步驟并進行實驗驗證，實驗探究時間共8分鐘。

這兩個指令共同引導學生在做中學，自主完成知識遷移，提高理性思維。教師設定實驗完成的時間，使學生在有限的時間內快速提取、整合有用信息，強化了學生的時間觀念和專注力，保證了課堂能緊湊有序地推進。此外，課堂教學過程中難免會遇到各種突發(fā)情況，教師需要具備靈活調整指令的能力，以適應不同學生的學習需求和實驗進度。

三、用評價提升核心素養(yǎng)，創(chuàng)建和諧的實驗課堂

2020年10月，中共中央、國務院印發(fā)的《深化新時代教育評價改革總體方案》提出，強化過程評價，探索增值評價。過程評價應圍繞核心素養(yǎng)的達成和學業(yè)質量標準的具體要求，采用主體多元，形式多樣的評價方式，充分發(fā)揮評價的診斷和激勵功能，促進學生核心素養(yǎng)的發(fā)展［1］45。課堂評價是教師實施過程評價的重要手段，是構建情感課堂，使學生獲得激勵，改進學習，全面提升核心素養(yǎng)的重要時機。適時適度地進行課堂評價，及時給予學生反饋，是創(chuàng)建高效實驗課堂不可或缺的重要組成部分。因此，教師除了要精心設計問題鏈和指令外，還要注重課堂評價的設計，讓評價滲透在每一個問題和指令當中，貫穿于課堂教學的始終。

（一）設計關注學生實驗探究過程的課堂評價

物理實驗課堂評價應強調學生在實驗中參與實驗和思考問題的深度以及動手操作實驗的能力。通過觀察、記錄學生的實驗操作和討論，以及學生解決問題的思路和方法，來全面評價學生的學習過程。教師要預測問題鏈中每個問題學生可能出現(xiàn)的答案，重視學生個體差異和課堂生成，對不同答案和不同水平的個體預設好點撥及評價語言，通過評價促進學生的發(fā)展；預測各個指令在不同水平學生中可能會出現(xiàn)的表現(xiàn)，根據(jù)可能的表現(xiàn)分層設計出不同的評價標準和生成契機。對于操作性指令，以學生量化自評為主，應一課一標準，標準設計要盡量覆蓋到態(tài)度、發(fā)言、操作、知識理解、能力發(fā)展等方面，方便學生在課堂小結時查找自身的不足，不斷提高物理核心素養(yǎng)。

（二）課堂評價形式多元化

課堂評價形式的多元化對于全面評估學生的學習成果至關重要。通過不同的評價形式，教師可以準確把握學生的學習情況，及時發(fā)現(xiàn)學生的問題和不足，進而提供有針對性的指導和幫助，促進學生的全面發(fā)展。

例如，針對“認識浮力”實驗探究中的指令，教師采用多元化的評價方式以提高實驗教學的針對性和有效性。畫出石塊被輕托時的受力示意圖、求出托力的大小屬于溫故知新的內容，學生能夠良好完成是有效推進實驗節(jié)奏和高度參與實驗探究活動的保障，宜采用學生互評的方式為主，促使學生認真觀察、反思、表達，夯實知識基礎的同時提高溝通能力，使學生真正發(fā)揮學習主體作用。探究石塊在水中受到的浮力，學生完成情況差異性大，評價時特別要注意個體差異。教師預測到學生可能會出現(xiàn)書寫實驗步驟困難的情況，應著重評價實驗操作，及時鼓勵并引導學生正確進行表述。評價應具有激勵性。如教師發(fā)現(xiàn)個別學生完成指令后還求出了石塊所受浮力的大小，及時肯定學生的努力和進步，引導全體學生嘗試運用測量法求浮力的大小，從而把教學引向高潮，營造讓學生回味、向往的實驗課堂氛圍。

綜上所述，初中物理教師應遵循物理學科的特點和學生身心發(fā)展的規(guī)律，聚焦問題、指令和評價創(chuàng)建初中物理高效實驗課堂：通過精心設計的問題，激發(fā)學生的探究欲望；通過簡明扼要的指令，引導學生有序進行實驗；通過多元化的評價方式，全面評估學生的學習過程及成果。問題、指令、評價三者相輔相成，這種新思路不僅有利于提高學生的實驗技能和科學素養(yǎng)，還有利于培養(yǎng)學生的問題意識和創(chuàng)新能力，使物理實驗教學更加高效、有趣和富有成效。

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］麥克泰格，威金斯.讓教師學會提問：以基本問題打開學生的理解之門［M］.俎媛媛，譯.北京：中國輕工業(yè)出版社，2015：譯者序.

［3］方賢忠.備課：基于教師的專業(yè)成長［M］.上海：華東師范大學出版社，2018：149.

（責編 韋榕峰）