新課標(biāo)下初中物理教學(xué)中融合探究性實(shí)驗(yàn)的意義和策略研究

摘 要：隨著素質(zhì)教育和新課程改革的持續(xù)推進(jìn)，我國教育事業(yè)發(fā)生了深刻變化，教育目標(biāo)逐漸從知識本位向素養(yǎng)本位轉(zhuǎn)變。這一轉(zhuǎn)變要求學(xué)生不僅要掌握理論知識，還要培養(yǎng)邏輯思維能力、實(shí)驗(yàn)探究能力、解決問題的能力等。同時(shí)，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)下，各行各業(yè)對人才的要求也逐漸提升，教師需要培育全面型、綜合型、創(chuàng)新型、實(shí)踐型人才?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)作為初中物理的核心內(nèi)容，對于學(xué)生的知識技能和素養(yǎng)發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。基于此，結(jié)合新課改和時(shí)代發(fā)展的要求，分析新課標(biāo)下初中物理教學(xué)中融合探究性實(shí)驗(yàn)的意義和策略，旨在啟發(fā)教學(xué)思路，為初中物理教學(xué)注入新的活力。

關(guān)鍵詞：新課標(biāo)；初中物理；探究性實(shí)驗(yàn)；教學(xué)策略

作者簡介：陸項(xiàng)敏（1995—），女，江蘇省張家港市大新實(shí)驗(yàn)學(xué)校。

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）明確提出，要引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，養(yǎng)成科學(xué)思維，進(jìn)而學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。這說明了探究性實(shí)驗(yàn)在初中物理教學(xué)中的重要價(jià)值。然而，當(dāng)前初中物理教學(xué)中，部分教師由于受到課堂時(shí)間、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)安全等因素的影響，在課堂上側(cè)重講授理論知識，不重視學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，沒有為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究創(chuàng)造足夠機(jī)會(huì)。同時(shí)，部分教師雖然意識到了物理實(shí)驗(yàn)的育人價(jià)值，也會(huì)安排學(xué)生開展家庭實(shí)驗(yàn)，但往往忽視實(shí)驗(yàn)成果的驗(yàn)收和點(diǎn)評，這在一定程度上影響了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的積極性，未能充分發(fā)揮探究性實(shí)驗(yàn)的育人作用。因此，新課標(biāo)背景下，探究初中物理教學(xué)中融合探究性實(shí)驗(yàn)的意義和策略具有重要意義。

一、新課標(biāo)下初中物理教學(xué)中融合探究性實(shí)驗(yàn)的意義

新課標(biāo)下，教師在初中物理教學(xué)中融合探究性實(shí)驗(yàn)有重要的價(jià)值，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。第一，有利于集中學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。初中物理課程涵蓋的知識點(diǎn)比較廣泛，而初中生的思維尚處于發(fā)展階段，他們?nèi)菀自谖锢韺W(xué)習(xí)中遇到學(xué)習(xí)障礙，從而影響學(xué)習(xí)興趣。通過引入探究性實(shí)驗(yàn)，教師可以利用趣味性、生活性、創(chuàng)新性和實(shí)踐性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容吸引學(xué)生注意，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在興趣的驅(qū)動(dòng)下積極參與實(shí)驗(yàn)操作，探究物理知識。第二，有利于學(xué)生的核心素養(yǎng)發(fā)展。物理學(xué)科核心素養(yǎng)主要由物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)方面構(gòu)成，均與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)密切相關(guān)。教師通過指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)、操作、觀察和總結(jié)實(shí)驗(yàn)，可使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究過程中形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，掌握實(shí)驗(yàn)技能，感受物理知識在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，形成社會(huì)責(zé)任感，進(jìn)而激勵(lì)他們更加努力地汲取物理知識，運(yùn)用科學(xué)知識推動(dòng)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，提升核心素養(yǎng)［1］。

二、新課標(biāo)下在初中物理教學(xué)中融合探究性實(shí)驗(yàn)的策略

（一）趣味導(dǎo)入，引發(fā)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的思考

新課標(biāo)下，教師要明確導(dǎo)入教學(xué)在整個(gè)課堂中的作用，重視導(dǎo)入環(huán)節(jié)，采取科學(xué)有效的導(dǎo)入方法，引發(fā)學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)的思考。第一，教師應(yīng)深入分析物理教材，結(jié)合新課標(biāo)分析課程目標(biāo)，明確教材涉及的主要知識和學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)，為后續(xù)的探究性實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。第二，教師要充分準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，并利用課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)介紹實(shí)驗(yàn)器材的使用方法，讓學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有一定的思考。第三，教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)趣味性實(shí)驗(yàn)情境，吸引學(xué)生融入情境，積極參與實(shí)驗(yàn)探究，在親身體驗(yàn)中得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，理解科學(xué)原理，完成重點(diǎn)難點(diǎn)知識學(xué)習(xí)。第四，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生在導(dǎo)入環(huán)節(jié)發(fā)散思維、積極質(zhì)疑，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究興趣，確保實(shí)驗(yàn)探究效果［2］。

以“杠桿”為例，教師分析了這一節(jié)課的目標(biāo)定位，了解到學(xué)生對杠桿現(xiàn)象較為熟悉，學(xué)習(xí)杠桿的定義、支點(diǎn)、動(dòng)力和阻力等基礎(chǔ)知識比較容易，但由于缺乏實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，在理解杠桿力臂的畫法時(shí)會(huì)遇到困難。因此，教師決定采用探究性實(shí)驗(yàn)法，將教學(xué)目標(biāo)確定如下：（1）通過探究性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)杠桿知識，總結(jié)杠桿的平衡條件；（2）了解杠桿在生活中的應(yīng)用；（3）在實(shí)驗(yàn)過程中體會(huì)杠桿平衡的條件，分析、總結(jié)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，培養(yǎng)辯證思維。

基于教學(xué)目標(biāo)，教師從導(dǎo)入環(huán)節(jié)入手，引發(fā)學(xué)生對探究性實(shí)驗(yàn)的思考。首先，教師準(zhǔn)備了豐富的實(shí)驗(yàn)器材，如啤酒瓶、瓶蓋起子、鐵架臺(tái)、彈簧測力計(jì)、鉤碼、三角板等，并向?qū)W生介紹了這些器材，為實(shí)驗(yàn)探究奠定基礎(chǔ)。接著，教師利用器材創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)探究情境，在講臺(tái)上擺出幾個(gè)未打開的啤酒瓶，并將學(xué)生分為男、女生兩組。男生不使用任何工具，嘗試用手?jǐn)Q開瓶蓋，女生則可以使用起子等工具。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)，即使男生力氣較大，僅憑手部力量也無法打開瓶蓋，而女生通過起子可以輕松打開瓶蓋。這引發(fā)了學(xué)生的疑問：為何使用起子就能輕松打開瓶蓋？這一過程中蘊(yùn)含著什么物理學(xué)原理？從而為后續(xù)更深入的實(shí)驗(yàn)探究做好鋪墊。

（二）科學(xué)分組，營造活躍的小組氛圍

新課標(biāo)立足物理學(xué)科的性質(zhì)，指出物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，要求教師以推動(dòng)學(xué)生的終身發(fā)展為本，以提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為教學(xué)目標(biāo)，尊重學(xué)生的個(gè)體差異，為每一個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供平等的機(jī)會(huì)。為此，教師可以實(shí)施分組教學(xué)，充分考慮學(xué)生的知識基礎(chǔ)、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰托愿裉攸c(diǎn)，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究興趣，讓他們主動(dòng)融入小組合作，完成物理實(shí)驗(yàn)［3］。

第一，教師要根據(jù)學(xué)生的物理知識基礎(chǔ)、實(shí)驗(yàn)探究能力和性格特點(diǎn)科學(xué)劃分學(xué)生層次，確保組內(nèi)異質(zhì)、組間同質(zhì)，小組探究有對比性和競爭性。第二，教師在劃分小組時(shí)，應(yīng)尊重學(xué)生的意愿，綜合考慮學(xué)生的個(gè)人特點(diǎn)。例如，莉莉雖然物理知識基礎(chǔ)扎實(shí)，但實(shí)驗(yàn)?zāi)芰^弱，教師在綜合分析后，將其分配到提升層小組，鼓勵(lì)她在小組內(nèi)擔(dān)任職位，爭取更多動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)。小剛知識基礎(chǔ)好，實(shí)驗(yàn)探究能力強(qiáng)，本應(yīng)是組長人選，但他性格內(nèi)向，不擅長和他人溝通交流，于是教師尊重小剛的意愿，沒有強(qiáng)行安排小剛做組長，而是讓他擔(dān)任實(shí)驗(yàn)記錄員，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、操作進(jìn)度，為小組實(shí)驗(yàn)探究貢獻(xiàn)自己的力量。第三，教師要結(jié)合各組的學(xué)習(xí)氛圍、興趣點(diǎn)，營造自由開放的小組實(shí)驗(yàn)探究氛圍，鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，發(fā)揮創(chuàng)意和能力。

仍以“杠桿”為例，教師要求各小組深入討論，自行設(shè)計(jì)家庭小實(shí)驗(yàn)，探究杠桿平衡原理，并利用信息技術(shù)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等記錄實(shí)驗(yàn)過程，方便課堂展示實(shí)驗(yàn)成果。例如，某小組選擇杠桿尺、支架、底座、鉤碼和繩子作為實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)步驟：（1）組裝杠桿尺，調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿尺在不懸掛鉤碼的情況下保持水平平衡；（2）在杠桿兩端相同距離的地方分別放置一個(gè)50克的鉤碼，觀察杠桿是否平衡；（3）在杠桿一端增加一個(gè)20克的鉤碼，觀察杠桿是否仍然平衡；（4）移除20克鉤碼后，調(diào)整杠桿另一端的鉤碼的位置，觀察杠桿是否平衡；（5）在兩端不同位置反復(fù)懸掛鉤碼，直到杠桿平衡。在小組合作氛圍的感染下，所有小組成功設(shè)計(jì)并完成了實(shí)驗(yàn)，深入理解了杠桿平衡的原理。

（三）探究任務(wù)，鍛煉學(xué)生的探究能力

1.提出探究問題，實(shí)現(xiàn)問題驅(qū)動(dòng)

新課標(biāo)下，教師要善于提出探究性問題，實(shí)現(xiàn)問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)。第一，教師要立足現(xiàn)實(shí)生活，結(jié)合學(xué)生熟悉的事物提出問題，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，引發(fā)學(xué)生的思考，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中尋找答案。第二，教師要凸顯學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究本位，鼓勵(lì)學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、組織和操作能力。第三，教師在提出問題后，應(yīng)留出足夠的時(shí)間讓學(xué)生思考、探究問題，充分發(fā)揮問題的驅(qū)動(dòng)作用，避免教師自問自答，導(dǎo)致學(xué)生無法從問題中獲得啟發(fā)。第四，教師要注重實(shí)驗(yàn)成果驗(yàn)收，重點(diǎn)分析學(xué)生是否通過實(shí)驗(yàn)探究解決了問題，并給予積極的點(diǎn)評［4］。

以“機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化”為例，在開展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師可以提出如下探究問題。問題1：汽車行駛過程中，為什么輪胎的溫度會(huì)逐漸升高？火箭升空時(shí)，能量發(fā)生了怎樣的變化？問題2：物體的內(nèi)能是如何增加的？以上問題能夠促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)散，推動(dòng)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證個(gè)人猜想，尋找問題答案，最終總結(jié)出機(jī)械能和內(nèi)能之間可以實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化的結(jié)論，使學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)操作的過程中獲得成就感，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力。

2.布置探究任務(wù)，驗(yàn)收實(shí)驗(yàn)成果

在新課標(biāo)的指導(dǎo)下，教師應(yīng)當(dāng)精心設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)探究任務(wù)，以支持學(xué)生的高效探究，并及時(shí)驗(yàn)收和點(diǎn)評學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成果，從而全面提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力［5］。

以“電磁波及其傳播”為例，教師可以將探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)目標(biāo)確定如下：（1）認(rèn)識波及其基本特征，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)電磁波的定義；（2）在實(shí)驗(yàn)探究中感受振動(dòng)的振幅、周期、頻率、波長和波速的科學(xué)價(jià)值，了解這些物理概念之間的聯(lián)系；（3）通過實(shí)驗(yàn)觀察總結(jié)電磁屏蔽等現(xiàn)象，深化對電磁波等抽象物理知識的理解。基于教學(xué)目標(biāo)，布置如下探究任務(wù)。

任務(wù)1：探究波的基本特點(diǎn)。

課堂開始時(shí)，學(xué)生結(jié)合自己的生活經(jīng)驗(yàn)，靈活利用常見物品探究波的基本特征，并分享實(shí)驗(yàn)探究過程。比如，有學(xué)生通過抖動(dòng)繩子，觀察繩子形成的波，進(jìn)一步探究波的特點(diǎn)；有學(xué)生通過拉動(dòng)皮筋，觀察其彈回的波動(dòng)，總結(jié)波的特征。

任務(wù)2：探究電磁波的傳播。

在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究之前，教師利用信息技術(shù)播放電磁波的預(yù)言和證實(shí)過程，幫助學(xué)生建立對電磁波傳播的初步認(rèn)識。隨后，教師鼓勵(lì)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)，探索電磁波的特點(diǎn)。比如，有學(xué)生將手機(jī)放入真空罩子中，觀察手機(jī)是否能夠接收到信號，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電磁波可以在真空中傳播；還有學(xué)生進(jìn)行課后實(shí)驗(yàn)，在電視機(jī)面前打開電吹風(fēng)，發(fā)現(xiàn)電視屏幕會(huì)短暫地失去信號，由此得出結(jié)論——電磁波會(huì)受到其他因素（如電磁干擾源）的影響。

通過上述探究任務(wù)，學(xué)生不僅能體驗(yàn)物理實(shí)驗(yàn)的樂趣，還能加深對電磁波傳播、波的基本特征等概念的理解。同時(shí)，教師通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)收和點(diǎn)評，指導(dǎo)學(xué)生如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)操作，可以提升他們的科學(xué)思維和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

三、總結(jié)

綜上所述，基于在物理教學(xué)中融入探究性實(shí)驗(yàn)的重要價(jià)值，教師應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，充分利用課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，引發(fā)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的思考，為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作做好鋪墊。教師還要科學(xué)分組，吸引學(xué)生合作學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮小組的力量，確保學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究效果。最后，教師要科學(xué)設(shè)計(jì)探究任務(wù)，凸顯學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究本位，鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，推動(dòng)學(xué)生全面發(fā)展。

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