初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的作用及應(yīng)用策略

科學(xué)素養(yǎng)是學(xué)生必備的基本素質(zhì)之一，不僅包括科學(xué)知識(shí)和科學(xué)方法，還包括科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神和科學(xué)價(jià)值觀等。初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑。通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生能夠形成科學(xué)思維和態(tài)度，為未來(lái)的科學(xué)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文分析了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)與作用，并提出了利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)方面的建議。

一、初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的作用

（一）加深對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解

初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)通過(guò)實(shí)踐體驗(yàn)，助力學(xué)生深化物理概念理解，如光的折射實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生直觀感知折射定律。此外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)還能激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，并培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

（二）提升對(duì)科學(xué)方法的應(yīng)用

初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)影響顯著。教師通過(guò)鼓勵(lì)學(xué)生參與觀察、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析等活動(dòng)，培養(yǎng)了他們的觀察能力和思考分析能力。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察有助于發(fā)現(xiàn)規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生敏銳的觀察力，提升學(xué)生的科學(xué)思維水平。通過(guò)解決實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和自主解決問(wèn)題的能力，鍛煉學(xué)生堅(jiān)韌不拔的品質(zhì)。

（三）養(yǎng)成良好的科學(xué)態(tài)度

初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神，激發(fā)學(xué)生探索熱情，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)證意識(shí)及創(chuàng)新意識(shí)的形成。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)能發(fā)展學(xué)生的批判性思維，教會(huì)他們分析評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，形成辨別真?zhèn)?、質(zhì)疑探真的科學(xué)態(tài)度。

（四）樹立正確的科學(xué)價(jià)值觀念

初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生培養(yǎng)科學(xué)價(jià)值觀非常重要，不但可以促使學(xué)生形成科學(xué)倫理觀念和誠(chéng)實(shí)、守信的態(tài)度，而且可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)強(qiáng)化科學(xué)責(zé)任感，培育勤奮嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)。此外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)還可以使學(xué)生尊重科學(xué)事實(shí)和方法，培養(yǎng)他們客觀、公正的科研態(tài)度及堅(jiān)定的科學(xué)信仰。

二、不同初中物理實(shí)驗(yàn)提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的教學(xué)案例設(shè)計(jì)

（一）測(cè)量類實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例

測(cè)量類實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生使用科學(xué)的方法以及所掌握的知識(shí)完成實(shí)驗(yàn)課程教師布置的任務(wù)，幫助學(xué)生進(jìn)一步掌握科學(xué)方法的使用策略，促進(jìn)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解和掌握。下面以“測(cè)量小電燈泡功率”實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

【教學(xué)準(zhǔn)備】本次實(shí)驗(yàn)教學(xué)所選擇教學(xué)內(nèi)容為人教版初中物理教材九年級(jí)第十八章第3 節(jié)“測(cè)量小燈泡的電功率”。在之前的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)基本掌握電壓表和電流表的使用，學(xué)習(xí)了歐姆定律和滑動(dòng)變阻器的作用，因此，本實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)使用電壓表和電流表進(jìn)行電功率的計(jì)算。

【教學(xué)目標(biāo)】要求學(xué)生能夠掌握本次實(shí)驗(yàn)原理，熟練使用“伏安法”進(jìn)行電功率的測(cè)量，理解小燈泡發(fā)光的原理并能對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論進(jìn)行反思。學(xué)生能夠在觀察實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中分析影響小燈泡亮度的原因，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)形成規(guī)范的操作意識(shí)和環(huán)保責(zé)任感。

【任務(wù)設(shè)計(jì)】課前任務(wù)：學(xué)生統(tǒng)計(jì)家中照明設(shè)備類型并根據(jù)自身發(fā)現(xiàn)提出節(jié)能措施。主要設(shè)計(jì)意圖為培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中物理現(xiàn)象的能力以及將所學(xué)知識(shí)用于分析和解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的能力。

課中任務(wù)：首先，觀察40W 與100W 小燈泡串聯(lián)、并聯(lián)時(shí)的亮度，引導(dǎo)學(xué)生思考影響燈泡亮度的因素有哪些。然后，要求學(xué)生學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并對(duì)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行討論。最后，要求學(xué)生使用所設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，測(cè)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并計(jì)算燈泡的電功率，結(jié)合所學(xué)習(xí)的知識(shí)解釋為什么會(huì)出現(xiàn)串聯(lián)和并聯(lián)燈泡亮度不一樣的問(wèn)題。

課后任務(wù)：結(jié)合所學(xué)習(xí)能量轉(zhuǎn)化相關(guān)知識(shí)，解釋推廣使用LED 燈的原因。主要設(shè)計(jì)目的是對(duì)本次實(shí)驗(yàn)課程知識(shí)內(nèi)容進(jìn)一步拓展，提升學(xué)生自主探索的觀念，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。

（二）探究類實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例

探究類實(shí)驗(yàn)教學(xué)旨在加深學(xué)生對(duì)已經(jīng)掌握知識(shí)的理解并幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的科學(xué)價(jià)值觀和科學(xué)態(tài)度。下面以“探究杠桿的平衡條件”為基礎(chǔ)進(jìn)行案例設(shè)計(jì)。

【教學(xué)準(zhǔn)備】探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程選擇的內(nèi)容為人教版物理教材八年級(jí)下冊(cè)第十二章第1 節(jié)“杠桿”。在之前的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)平衡狀態(tài)相關(guān)內(nèi)容，具備科學(xué)探究的素養(yǎng)，但是尚未形成較好的科學(xué)探究態(tài)度。

【教學(xué)目標(biāo)】加深學(xué)生對(duì)杠桿平衡條件的理解并建立杠桿平衡模型，使用觀察記錄等方法探究該物理現(xiàn)象中的規(guī)律并將所發(fā)現(xiàn)規(guī)律進(jìn)行應(yīng)用。

【任務(wù)設(shè)計(jì)】課前任務(wù)：利用生活中常見的物品，制作桿秤。主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，加深學(xué)生對(duì)杠桿模型的理解。

課中任務(wù)：展示課前制作的小桿秤，討論并講解其原理，嘗試使用實(shí)驗(yàn)室中的物品進(jìn)行平衡杠桿的制作并稱量物品質(zhì)量。觀察所稱量物品的位置移動(dòng)，并記錄數(shù)據(jù)。主要設(shè)計(jì)目的是讓學(xué)生在探究的過(guò)程中形成杠桿平衡的概念，認(rèn)識(shí)到其影響因素并培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。

課后任務(wù)：通過(guò)杠桿平衡條件實(shí)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)量程的擴(kuò)大。主要目的是發(fā)散學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)的能力。

三、利用物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)初中生科學(xué)素養(yǎng)的具體措施

（一）加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的建設(shè)

首先，需要進(jìn)行設(shè)備的更新與完善，包括但不限于購(gòu)買新型的實(shí)驗(yàn)儀器和器材以及對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行修復(fù)和升級(jí)，以滿足不斷變化的教學(xué)需求。同時(shí)，應(yīng)開發(fā)和編寫一系列實(shí)驗(yàn)教材，其內(nèi)容涵蓋不同主題和難度級(jí)別，旨在滿足學(xué)生多元化的學(xué)習(xí)需求。此類教材應(yīng)包含詳盡的實(shí)驗(yàn)操作步驟、實(shí)驗(yàn)原理闡述及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋，為學(xué)生提供全面的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。

其次，應(yīng)編制詳盡的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，旨在為教師和學(xué)生提供明確的實(shí)驗(yàn)操作指導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容介紹。該指導(dǎo)書需要詳細(xì)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)的目的、所需材料、操作步驟、數(shù)據(jù)記錄及分析方法等，以確保學(xué)生能夠順利完成實(shí)驗(yàn)并深入理解實(shí)驗(yàn)原理。為創(chuàng)建安全、整潔、舒適的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)境，需要建立高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地。此類實(shí)驗(yàn)室須配備必要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器，并具備優(yōu)良的通風(fēng)、采光等條件，以確保學(xué)生的實(shí)驗(yàn)安全，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

（二）增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)時(shí)

在課堂上應(yīng)確保安排充分的時(shí)間供學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作與實(shí)驗(yàn)思考，并擁有足夠的時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、分析和討論。通過(guò)精心策劃課程進(jìn)度與時(shí)間分配，最大限度地利用每一堂課的時(shí)長(zhǎng)，以優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)。組織學(xué)生參與課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，如實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽、科技創(chuàng)新項(xiàng)目等，為學(xué)生提供更廣闊的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)與實(shí)踐平臺(tái)，幫助學(xué)生深化對(duì)物理知識(shí)認(rèn)識(shí)的同時(shí)，還能培養(yǎng)其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作能力。并且在增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)的同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作與實(shí)驗(yàn)思考的評(píng)價(jià)與反饋，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并幫助學(xué)生解決存在的問(wèn)題和困難，以促使其持續(xù)改進(jìn)與提升，確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性與學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ某掷m(xù)提升。

（三）注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)的評(píng)價(jià)

注重初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的評(píng)價(jià)是確保教學(xué)效果和提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ年P(guān)鍵。構(gòu)建科學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)體系可以綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯?shí)驗(yàn)態(tài)度，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)積極性。

制訂實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)目標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋學(xué)生對(duì)物理原理的理解、操作技能、數(shù)據(jù)分析、態(tài)度和體驗(yàn)。運(yùn)用多樣化的評(píng)價(jià)方法，如實(shí)驗(yàn)報(bào)告、記錄、設(shè)計(jì)、操作、觀察和討論，全面評(píng)估學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc態(tài)度。評(píng)價(jià)重點(diǎn)在于激勵(lì)學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)，提升實(shí)驗(yàn)興趣和能力，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)獎(jiǎng)勵(lì)、競(jìng)賽和項(xiàng)目合作等活動(dòng)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。

四、結(jié)語(yǔ)

初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)深刻影響了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。通過(guò)實(shí)踐、探究和綜合性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生深化了對(duì)物理知識(shí)的理解，對(duì)科學(xué)產(chǎn)生了興趣。此外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維、方法論和實(shí)驗(yàn)操作技能，促進(jìn)了學(xué)生邏輯思維和問(wèn)題解決能力的提升。實(shí)驗(yàn)教學(xué)還塑造了學(xué)生積極的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)了他們的科學(xué)精神和品質(zhì)，為學(xué)生未來(lái)的學(xué)習(xí)和發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。