新課改視角下初中物理實驗教學策略研究

【摘要】實驗教學是初中物理教學的重要組成部分。初中物理教師應重視實驗教學，并采用多元化的教學策略提升物理實驗教學效果，助力學生物理實驗的學習。文章立足于初中物理實驗教學實踐，靈活運用《義務教育物理課程標準（2022年版）》中的理念探析物理實驗教學的有效策略，以期優(yōu)化物理實驗教學的形式，充分發(fā)揮實驗教學的育人價值，推動學生物理核心素養(yǎng)的形成與全面發(fā)展。

【關鍵詞】初中物理；新課改；新課標；實驗教學；核心素養(yǎng)

作者簡介：李特（1984—），男，廣東省珠海市第九中學。

實驗是物理的基礎，物理學科的“高樓大廈”建立在大量的實驗基礎之上。初中物理教材依據(jù)教學內(nèi)容編排了若干個物理實驗活動，旨在借助物理實驗還原物理知識形成的過程，培養(yǎng)學生正確的科學探究觀；借助物理實驗加深學生對所學物理知識的認知與理解，切實提升學生的物理學習效果?！读x務教育物理課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）指出，物理實驗和跨學科實踐是落實物理課程育人要求的重要載體，鼓勵教師從實際出發(fā)，全面重視物理實驗與跨學科實踐教學，充分發(fā)揮課程活動的育人功能。物理教師應始終堅持積極探索、大膽創(chuàng)新的教育觀，認真學習、分析新課標中的教育理念，積極推動新課改理念在初中物理實驗教學中的普及、落實。

一、基于核心素養(yǎng)明確物理實驗教學目標

新課標指出，初中物理學科的核心素養(yǎng)框架體系由物理觀念、科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任四個維度組成。物理核心素養(yǎng)框架體系向初中物理學科的教育教學提出了明確的要求，即教師應以核心素養(yǎng)為導向，組織、開展各項教育教學活動，其中作為重要組成部分的物理實驗教學也應基于核心素養(yǎng)明確具體的實驗教學目標［1］。

以人教版初中物理九年級全一冊第十三章第1節(jié)“內(nèi)能”的教學為例。教材圍繞“做功可以改變物體的內(nèi)能”這一知識點設置了兩個物理實驗，其一為演示空氣壓縮時內(nèi)能增加，其二為演示壓縮氣體對外做功。由此，教師結合教材內(nèi)容，充分考慮學生的物理學習基礎、個性化發(fā)展需求等要素，基于核心素養(yǎng)框架體系明確了如下實驗教學目標。

【物理觀念】讓學生理解做功和改變物體內(nèi)能之間的關系，知道如何通過做功來改變物體的內(nèi)能。

【科學思維】通過動手實驗、觀察實驗，培養(yǎng)學生的觀察能力、思維能力和基本的分析、判斷能力。

【科學探究】引導學生主動參與物理實驗探究，認真觀察、積極思考，嘗試從發(fā)現(xiàn)的物理現(xiàn)象中總結科學有效的物理規(guī)律。

【科學態(tài)度與責任】激發(fā)學生對科學的興趣，培養(yǎng)學生勇于探索、大膽創(chuàng)新的精神；引導學生辯證認識人類活動，讓學生樹立正確的自然觀、環(huán)境觀。

上述實驗教學目標緊扣物理核心素養(yǎng)，具有合理性與可操作性，為教師組織學生開展物理實驗提供清晰的依據(jù)，同時為物理實驗的有效教學打下基礎。

二、合理利用信息技術輔助物理實驗教學

當下，教育領域充分融入了各種信息技術手段，為教學活動賦能。新課標強調(diào)“合理運用信息技術”，主張教師根據(jù)實際需求將信息技術手段運用到物理教學中，利用信息技術服務教學活動，充分彰顯和發(fā)揮信息技術的優(yōu)勢。由此，在初中物理實驗教學的過程中，教師可以巧妙引入信息技術，以信息技術輔助物理實驗教學，提升物理實驗教學的效率，推動學生物理核心素養(yǎng)的全面發(fā)展［2］。

以人教版初中物理九年級全一冊第十三章第1節(jié)“分子熱運動”的教學為例。教材根據(jù)教學內(nèi)容設置了“液體擴散”這一物理演示實驗，旨在引導學生了解擴散現(xiàn)象可以發(fā)生在液體之間。然而，該實驗所需要的時間較長，在一節(jié)課中難以完成，若按照教材文字將實驗中發(fā)生的變化講述給學生，將不利于學生的深入學習。由此，教師引入信息技術手段，通過精心制作的視頻，帶領學生觀察不同時間段量筒里清水與硫酸銅溶液之間發(fā)生的變化。如此，教師借助視頻將實驗現(xiàn)象集中演示出來，以一種靈活且巧妙的方式帶領學生觀察具體的物理變化，使得他們深刻理解發(fā)生在液體之間的擴散現(xiàn)象。

三、充分規(guī)范物理實驗過程中的各項細節(jié)

實驗具有較強的嚴謹性，實驗過程中的任何疏忽都有可能導致實驗結果與預期存在較大偏差。因此，初中物理教師應對物理實驗過程中的各項細節(jié)都予以明確的規(guī)范，以規(guī)范的物理實驗流程及步驟確保每一項物理實驗真正發(fā)揮其價值與作用，從而助力學生的物理學習，推動學生物理核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展［3］。

以人教版初中物理九年級全一冊第十三章第3節(jié)“比熱容”的教學為例。教材根據(jù)教學內(nèi)容設置了“比較不同物質(zhì)吸熱的情況”這一物理實驗，該實驗要求“思考怎樣得到相同質(zhì)量的水和油、怎樣比較水和油吸收熱量的多少。設計表格，記錄并分析實驗數(shù)據(jù)”。針對這一實驗，教師應引導學生在實驗前認真思考并制訂與該實驗相關的方案，包括實驗目的、實驗方法、實驗器材、實驗表格設計、實驗具體過程及步驟等。學生經(jīng)過思考完成了這些準備工作之后，教師便可以指導學生進行接下來的實驗探究。在進行了充分的準備工作的基礎上，學生在實驗探究的過程中得心應手，能夠有條不紊地展開實驗操作，全面、真實地記錄各項實驗數(shù)據(jù)；能夠關注與預設相矛盾的實驗結果，嘗試解決遇到的各項問題；等等。如此，確保了“比較不同物質(zhì)吸熱的情況”這一物理實驗的有效進行，也為學生理解“不同物質(zhì)，在質(zhì)量相等、升高的溫度相同的情況下，吸收的熱量不同”這一知識點打下了堅實的基礎。

再以人教版初中物理九年級全一冊第十四章第1節(jié)“熱機”的教學為例。教材圍繞“內(nèi)能轉化”這一知識點設置了物理演示實驗，該實驗需要使用的器材與材料有鐵架臺、試管、酒精燈、打火機、瓶塞、水等。在該演示實驗教學中，教師應注重演示操作的規(guī)范性，同時，提醒學生在進行物理實驗時應正確使用酒精燈、試管等實驗器材，避免發(fā)生危險。如此，教師通過演示這一項實驗，既讓學生理解了“不同形式能量之間的轉化”的相關知識，又有效引導學生規(guī)范進行物理實驗操作，培養(yǎng)了學生的實驗安全意識；同時，為學生在后續(xù)的物理實驗中能夠獨立、規(guī)范地完成實驗打下了基礎。

四、引導學生進行合作探究式實驗

在以往的物理實驗教學中，部分教師將許多需要學生親自動手操作的實驗以“演示”的方式向學生呈現(xiàn)出來，從而導致學生只能在座位上被動、淺顯地學習。這一做法顯然未能充分尊重學生在物理實驗學習中的主體地位，不僅無法培養(yǎng)學生的實驗操作技能，而且容易使學生失去對物理實驗的探索熱情。針對這一情況，新課標提出了具體的教學建議，指出教師應在實驗教學中引導學生自主進行實驗，還應為學生提供交流、合作、探索、發(fā)展的平臺?；诖耍踔形锢斫處煈罁?jù)實際情況引導學生進行合作探究式的物理實驗，讓學生體驗完整的實驗過程、積累物理實驗的經(jīng)驗，鍛煉學生進行各項實驗所需的基本能力，使學生切實朝著核心素養(yǎng)的方向發(fā)展［4］。

以人教版初中物理九年級全一冊第十五章第3節(jié)“串聯(lián)和并聯(lián)”的教學為例。教材根據(jù)教學內(nèi)容設置了“連接串聯(lián)電路和并聯(lián)電路”這一物理探究實驗。在進行實驗教學的過程中，教師引導學生以小組為單位展開探究，每個小組由4—6名學生組成。在合作探究式實驗中，小組成員共同閱讀、分析教材，了解實驗步驟；共同觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗結果；合作展開實驗探究，從實驗結果中總結歸納物理規(guī)律并對結論進行合理解釋。當學生以小組合作的形式展開實驗時，他們的思維交流與互動會迸發(fā)出智慧的火花，有助于他們突破各種實驗中遇到的問題，獲得預期的實驗效果。例如，在進行實驗時，一名小組成員操作不當，致使導線出現(xiàn)了相互交叉的情況。對此，小組其他成員及時提醒，并解釋了相關原因：“導線不能交叉，以免在實驗過程中我們看不清楚自己連接電路的方式?！痹偃纾幸幻麑嶒炐〗M成員具備較強的安全意識，他提醒小組其他成員在連接電路時一定要斷開開關，否則很容易在接通電路的瞬間產(chǎn)生巨大電流，導致所使用的電源被損壞。可見，教師充分尊重學生的主體地位，引導他們以小組為單位進行合作探究式實驗，這能夠有效提升物理實驗教學的效果，使學生在相互溝通、協(xié)作中經(jīng)歷真實的物理實驗過程，讓學生從中深入了解物理知識、鍛煉實驗操作水平；同時，學生溝通交流的能力、團結協(xié)作的能力、解決問題的能力都能在合作探究式實驗中獲得有效提升與發(fā)展，使學生在學習物理的過程中更好地成長、進步。

五、鼓勵學生積極開展家庭趣味物理實驗

生活是知識的來源，也是知識的歸宿。教師應重視生活與知識之間的密切關系，并有意識地建立所教授的學科知識與學生社會生活之間的聯(lián)系，巧妙創(chuàng)設學生熟悉的、感興趣的生活化氛圍，從而有效激發(fā)學生的學習熱情，促使他們積極主動地參與學習活動［5］。新課標指出，物理課程應“遵循初中學生身心發(fā)展規(guī)律，貼近學生生活”，還應“注重時代性，加強與生產(chǎn)生活、社會發(fā)展及科技進步的聯(lián)系”。在實際的教學實踐中，初中物理教師不僅需要充分利用課堂這一教學的“主陣地”，還需要鼓勵學生利用課余時間進行家庭趣味物理實驗，將課程中的課內(nèi)實驗與課外實驗進行有效融合，借助“生活”這一廣闊的場景充分賦能學生的物理實驗學習，使學生進行物理實驗的空間變得更加開闊，所使用的物理器材變得更加經(jīng)濟、方便易得，從而讓學生更好地感受物理實驗的魅力與樂趣。

例如，教師可以鼓勵學生在家中利用5角硬幣、錫箔紙、吸水紙、紙巾、發(fā)光二極管、盛有鹽和醋混合物溶液的小碗、剪刀等材料進行“神奇的硬幣電池”的趣味家庭物理實驗。具體的實驗步驟為：1.認真清洗硬幣，確保硬幣上沒有明顯的污漬；2.裁剪吸水紙、錫箔紙，并將錫箔紙泡在盛有鹽和醋混合物溶液的碗里；3.將5枚5角硬幣、吸水紙、錫箔紙按順序層層重疊摞好，使其成為“硬幣電池”；4.將發(fā)光二極管按正負極準確地固定在硬幣電池上。在學生認真完成這些實驗步驟后，固定在硬幣電池上的發(fā)光二極管會發(fā)光亮起，實驗成功。此外，教師可以引導學生探究這一實驗反映的物理原理，學生搜集資料、查閱書籍，而后發(fā)現(xiàn)：5角硬幣（銅幣）和錫箔紙分別充當了電池的正極和負極，鹽和醋混合物溶液充當了導電液，通過堆疊串聯(lián)相關材料，“硬幣電池”形成了較高的電壓，接通之后便能使發(fā)光二極管亮起來。通過進行家庭趣味物理實驗，學生能夠發(fā)現(xiàn)物理實驗與日常生活息息相關，生活中的很多事物都可以成為物理實驗的素材。此外，學生在生活中多實驗、多操作，能夠有效提升學生的物理核心素養(yǎng)。

結語

新一輪課程改革為義務教育階段的學科教學指明了發(fā)展的方向。初中物理教師需順應新課改的趨勢，將新課改蘊含智慧的教育理念、教育方法有機融入物理實驗教學的實踐中，從而有效推動物理實驗“減負提質(zhì)”“減負增效”教學目標的達成，促使學生真正在物理實驗教學中有所收獲、有所進步?？傊踔形锢斫處煈孕抡n改所倡導的理念為指引，創(chuàng)新、優(yōu)化初中物理實驗教學，助力學生的全面發(fā)展。

【參考文獻】

［1］邱強.初中物理實驗教學的改進與創(chuàng)新［J］.中學課程輔導，2022（21）：48-50.

［2］韓海燕.初中物理實驗教學方法的創(chuàng)新策略研究［J］.教學管理與教育研究，2023（14）：88-90.

［3］曹曉權.初中物理實驗教學的問題與策略初探［J］.中學物理教學參考，2023，52（23）：1-3.

［4］張峰.新課改下初中物理實驗教學的改進與創(chuàng)新［J］.數(shù)理天地（初中版），2023（22）：69-71.

［5］胡倩.試論新課改下初中物理實驗教學的改進與創(chuàng)新［J］.廣西物理，2023，44（1）：118-120.