以自主創(chuàng)新實驗促進初中物理深度學(xué)習(xí)的實踐探究

【摘要】實驗教學(xué)是初中物理教學(xué)的重要組成部分，對培養(yǎng)學(xué)生的知識運用能力，深化核心素養(yǎng)均有重要的提升作用。自主創(chuàng)新實驗強調(diào)學(xué)生的自主實驗和創(chuàng)新實驗設(shè)計，能夠有效促進學(xué)生產(chǎn)生持續(xù)性的深度學(xué)習(xí)行為，是一種新型的實驗教學(xué)模式。本文從實際情況出發(fā)，首先闡述了以自主創(chuàng)新實驗促進初中物理深度學(xué)習(xí)的重要價值，針對性提出了以自主創(chuàng)新實驗促進初中物理深度學(xué)習(xí)的實踐策略，旨在為初中實驗教學(xué)的創(chuàng)新實踐提供參考。

【關(guān)鍵詞】初中物理；自主創(chuàng)新實驗；深度學(xué)習(xí)

【基金項目】本文系“廣東省中山市教育科研”專項課題“以學(xué)生自主創(chuàng)新實驗促進初中物理深度學(xué)習(xí)的研究”（立項批準(zhǔn)號：C2023106）的研究成果。

【中圖分類號】G633.7 " 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2025）04-0109-03

自主創(chuàng)新實驗指的是學(xué)生能夠在教師的引導(dǎo)下，圍繞具體的物理問題自主設(shè)計實驗方案，創(chuàng)新運用所學(xué)知識，并在實驗中深化觀察、設(shè)計、優(yōu)化、互動等學(xué)習(xí)行為，促進對物理知識的掌握和應(yīng)用?？梢哉f，自主創(chuàng)新是學(xué)生物理學(xué)習(xí)所需要的關(guān)鍵能力。自主創(chuàng)新實驗?zāi)軌虼偈箤W(xué)生生成持續(xù)性的深度學(xué)習(xí)行為，在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)、提升教學(xué)質(zhì)量方面均有一定的積極影響。同時，借助自主創(chuàng)新實驗手段，助力學(xué)生形成創(chuàng)新思維和探究意識，為核心素養(yǎng)的貫徹落實夯實基礎(chǔ)。

一、初中物理深度學(xué)習(xí)的概述及必要性

（一）深度學(xué)習(xí)的概述

初中物理深度學(xué)習(xí)是指在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生通過積極參與各種探究活動，如實驗、討論和問題解決等，對物理概念、原理進行深入理解和應(yīng)用的一種學(xué)習(xí)方式。深度學(xué)習(xí)強調(diào)對物理知識的深入挖掘，強調(diào)知識與實踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生在真實情境中運用物理知識解決問題的能力，旨在超越傳統(tǒng)教學(xué)的表層知識傳授，將滲透核心素養(yǎng)理念，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)作為主要依托。

物理學(xué)作為一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，在初中教育階段，其教育核心在于引導(dǎo)學(xué)生不僅深入理解和掌握物理理論，而且能夠?qū)⒗碚撝R與實際應(yīng)用緊密結(jié)合，實現(xiàn)知識的有效遷移。物理學(xué)中的概念與定律在理論與實踐中均有緊密的內(nèi)在聯(lián)系，它們往往需要通過嚴(yán)密的邏輯論證和科學(xué)推斷來確立，同時也依賴于對觀察數(shù)據(jù)的總結(jié)和歸納來提煉。在學(xué)生自主進行實驗探究的過程中，學(xué)生不僅能夠加深對物理知識的理解，還能夠提升對物理現(xiàn)象的洞察力。

（二）深度學(xué)習(xí)的必要性

隨著教育改革的不斷深入，初中階段各學(xué)科紛紛對自身的教學(xué)目標(biāo)進行了重新審視和調(diào)整，積極融合現(xiàn)代教育理念，將其與日常教學(xué)實踐緊密結(jié)合，旨在全面提高學(xué)生的物理綜合素養(yǎng)，強化學(xué)生對物理理論的理解應(yīng)用以及實踐操作技能。在這種教育理念的引導(dǎo)下，“深度學(xué)習(xí)”的教學(xué)模式應(yīng)運而生，并逐漸與物理教學(xué)日常相融合，發(fā)展成為當(dāng)前物理教學(xué)的主流方法，鼓勵學(xué)生在實驗過程中進行創(chuàng)新，提出改進方案，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐能力。深度學(xué)習(xí)不僅關(guān)注知識的表面層次，更追求對知識內(nèi)涵的深入挖掘，鼓勵學(xué)生在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而實現(xiàn)知識的內(nèi)化和能力的提升。通過動手實驗，學(xué)生能夠?qū)⒊橄蟮奈锢砀拍罹唧w化，將理論與實踐相結(jié)合，

夠?qū)⒊橄蟮奈锢砀拍罹唧w化，將理論與實踐相結(jié)合，從而在提升學(xué)生對物理知識的掌握度的同時，也極大地促進了學(xué)生思維品質(zhì)的完善和創(chuàng)造力的激發(fā)。由此可見，深度學(xué)習(xí)在落實新課標(biāo)要求，強化學(xué)生主體學(xué)習(xí)地位等方面均具有必要性。

二、以自主創(chuàng)新實驗促進初中物理深度學(xué)習(xí)的重要價值

（一）對學(xué)生深度學(xué)習(xí)具有指導(dǎo)意義

深度學(xué)習(xí)是一種讓學(xué)生擺脫對學(xué)科知識表面學(xué)習(xí)的思維限制，加深學(xué)生對知識的理解，進而能夠主動、高效地向深層次挖掘知識的內(nèi)涵的學(xué)習(xí)模式，重點在于高階思維的培養(yǎng)。深度學(xué)習(xí)具有更顯著的靈活性和開放性特征，能夠立足于學(xué)生主體促進探究行為的生成，強化學(xué)生學(xué)習(xí)主動性。初中物理深度學(xué)習(xí)需要尊重學(xué)生的主體學(xué)習(xí)地位，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)思維的同時，能夠引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)并參與實驗，對實驗的內(nèi)容進行相應(yīng)的創(chuàng)新，并為學(xué)生提供自主嘗試、自主探究的實驗平臺，促使學(xué)生通過實驗完成實踐。在有效的自主創(chuàng)新實驗中激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，改善傳統(tǒng)灌輸式、填鴨式教學(xué)方法。與此同時，自主創(chuàng)新實驗也具有一定的創(chuàng)新性特征，學(xué)生能夠使用學(xué)習(xí)過的物理知識解決問題，持續(xù)發(fā)展學(xué)生的實踐能力，促進理論學(xué)習(xí)和實踐學(xué)習(xí)的統(tǒng)一推進。由此可見，自主創(chuàng)新實驗的開展對于強化學(xué)生深度學(xué)習(xí)行為有積極的促進作用。教師需要協(xié)助學(xué)生發(fā)展學(xué)科思維，利用多樣化的實驗教學(xué)手段幫助學(xué)生強化實驗?zāi)芰Γ龠M核心素養(yǎng)落地。

（二）深化學(xué)生物理核心素養(yǎng)

自主創(chuàng)新實驗作為一種新型的教學(xué)模式，正是深化學(xué)生物理核心素養(yǎng)的重要途徑，強調(diào)學(xué)生的主體地位，它鼓勵學(xué)生自主參與實驗活動，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。在這樣的實驗活動中，學(xué)生需要結(jié)合自身的認(rèn)知情況和學(xué)習(xí)能力，對物理知識進行創(chuàng)新性的應(yīng)用，不僅可以鍛煉自己的實踐能力，提高知識運用水平，更可以在實踐中深化對物理知識內(nèi)涵的理解。通過自主創(chuàng)新實驗，學(xué)生不再是被動的知識接受者，而是成為積極的探索者和發(fā)現(xiàn)者。他們在實驗中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，并嘗試運用所學(xué)的物理知識解決問題，這樣的過程極大地促進了學(xué)生物理思維的發(fā)展。

三、以自主創(chuàng)新實驗促進初中物理深度學(xué)習(xí)的實踐策略

（一）對基礎(chǔ)實驗進行改進，突出實驗的現(xiàn)象及效果

自主創(chuàng)新實驗要求在物理實驗教學(xué)中能夠尊重學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，加強物理教學(xué)方法和內(nèi)容上的優(yōu)化，能夠根據(jù)學(xué)生學(xué)情組織教學(xué)活動，將培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新意識作為教學(xué)目標(biāo)之一。在“聲波”這一教學(xué)內(nèi)容中，有一個經(jīng)典的實驗描述：通過用橡皮錘輕敲音叉，我們可以聽到它發(fā)出的聲音。如果我們把一個小球懸掛在音叉附近再敲擊發(fā)現(xiàn)小球會產(chǎn)生較為劇烈的運動問題。在這種情況下，學(xué)生能夠?qū)φ駝赢a(chǎn)生基本認(rèn)識，強化音波振動與發(fā)聲之間的邏輯聯(lián)系。如果緊握音叉的叉股，使其停止振動，聲音也隨之消失。然而，在實際操作中，音叉的振動和聲音往往較為微弱，即使在教室前排的學(xué)生也未必能清晰地觀察到或聽到。音叉的振動和聲音通常需要借助于其他物體的交互作用才能被顯著地感知，為了提高實驗的可見度和聽覺效果，教師在授課時可以鼓勵學(xué)生自主創(chuàng)新實驗。

例如，教師可以演示音叉振動過程中音叉的外部形態(tài)變化，帶領(lǐng)學(xué)生一同感受振動所引起的各種現(xiàn)象。學(xué)生可以在教師引導(dǎo)下用音叉輕輕敲擊桌面，能夠較為明顯地聽到敲擊聲。當(dāng)音叉與硬紙片接觸時，所產(chǎn)生的聲音能夠傳遞到整個教室，這一現(xiàn)象清晰地展示了音叉的振動。在演示音叉發(fā)聲的實驗中，學(xué)生可以將音叉底部緊密地放置在課桌等物體上聆聽音叉發(fā)出的其他聲音。這種實驗方式無需額外的器材，卻能顯著提升實驗效果。在“光的直線傳播”教學(xué)中，需要讓學(xué)生看到“光”，并觀察光具體的傳播路徑。在這一目標(biāo)導(dǎo)向下，教師可以利用向空中噴水的方法，但是水霧不可控制，而且持續(xù)時間短。在把握實驗特征基礎(chǔ)上改進實驗內(nèi)容：學(xué)生們可以嘗試使用一個大

型的雪碧瓶子，向瓶子內(nèi)部灌輸煙霧，用激光照射，此時可以清晰地看到煙霧中有一條紅色的光線，從而展示光的傳播路徑。此外，為了演示光在液體中的直線傳播，學(xué)生可以使用藍(lán)色的硫酸銅溶液，當(dāng)激光筆照射時也能較為清晰地觀察到瓶子內(nèi)部的光線路徑。這樣的實驗設(shè)計既簡單又直觀，通過這些自主創(chuàng)新實驗，不僅幫助學(xué)生更全面、生動地展示了“奇妙”的物理現(xiàn)象，也能強化學(xué)生的實驗創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維，對于落實核心素養(yǎng)要求有重要的支撐意義。

（二）創(chuàng)造開放創(chuàng)新空間，指導(dǎo)學(xué)生全面考慮問題

在自主創(chuàng)新實驗的教學(xué)中，一個關(guān)鍵的教學(xué)策略可以確保學(xué)生能夠獲得充分的實驗自主性，為學(xué)生創(chuàng)造一個開放的創(chuàng)新空間，進而激發(fā)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)行為。因此，教師在教學(xué)過程中需要采取一系列措施，指導(dǎo)學(xué)生多角度全面地思考問題，幫助學(xué)生構(gòu)建一個新的思考框架。通過動態(tài)的、持續(xù)發(fā)展的方式讓學(xué)生自由地進行實驗探索、質(zhì)疑和驗證。在有意義的學(xué)習(xí)和實踐中，形成自己獨特的科學(xué)思維，提高解決問題的能力。這樣的深度學(xué)習(xí)過程，不僅能夠提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，還能夠為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)和未來發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

（三）設(shè)計物理實驗問題，促進學(xué)生物理思維發(fā)展

問題作為激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、創(chuàng)新實驗思維的重要方法，需要教師給予重視。實驗教學(xué)過程中，教師需要設(shè)計具有啟發(fā)性、引導(dǎo)性的學(xué)習(xí)問題，將學(xué)生物理學(xué)科思維發(fā)展作為主要目的，提高學(xué)生解決問題的能力，實現(xiàn)知識向能力的轉(zhuǎn)化。在傳統(tǒng)物理課堂教學(xué)中，教師占據(jù)絕對主導(dǎo)地位，部分學(xué)生過于依賴教師的課堂講授，對深度學(xué)習(xí)目標(biāo)的實現(xiàn)和完成較為忽視。因此，問題設(shè)計應(yīng)圍繞學(xué)生主體地位針對性設(shè)計問題形式與問題內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生進行自主性的實驗探究，提高學(xué)生創(chuàng)新能力，夯實物理核心素養(yǎng)基礎(chǔ)。在問題的有效設(shè)計基礎(chǔ)上，學(xué)生能夠形成深度思考、深度學(xué)習(xí)的有效學(xué)習(xí)行為。教師需要鼓勵學(xué)生自主創(chuàng)新實驗，減少淺層學(xué)習(xí)帶來的影響。在深入分析各個實驗環(huán)節(jié)的過程中，促使學(xué)生知識體系的生成。

以人教版九年級物理“歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用”教學(xué)為例，在自主創(chuàng)新實驗環(huán)節(jié)，有部分小組成員利用所學(xué)知識，設(shè)計出了測量物體重力的“托盤秤”，在托盤秤中設(shè)置了壓力傳感器、定值電阻以及顯示物體重力大小的儀表。經(jīng)過實驗該小組得出了一些實驗數(shù)據(jù)，教師可結(jié)合教學(xué)內(nèi)容設(shè)計以下問題：托盤壓力增大時壓力表示數(shù)是否隨之增大？托盤上沒有放置物體時，壓力傳感器的電阻值為多少？你認(rèn)為這個實驗設(shè)計有哪些不足之處？在連續(xù)的問題引導(dǎo)下，進一步激發(fā)學(xué)生的探究熱情和自主學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生能夠在良好的學(xué)習(xí)氛圍中深化所學(xué)知識，完成深度學(xué)習(xí)目標(biāo)。通過這樣的學(xué)習(xí)體驗，初中生能夠更加深入地理解物理學(xué)的本質(zhì)，為未來的學(xué)習(xí)和發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

四、結(jié)語

綜上所述，物理學(xué)科具有實踐性和理論性的雙重特征，融入自主創(chuàng)新實驗教學(xué)方法，不僅能夠提升學(xué)生的知識運用能力和解決實際問題的能力，也能促進學(xué)生多方面素養(yǎng)的生成，形成持續(xù)性的深度學(xué)習(xí)行為。在自主創(chuàng)新實驗的指引下，教師需要順應(yīng)新課標(biāo)要求，立足核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)，注重培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新意識，為后續(xù)的教學(xué)開展奠定基礎(chǔ)。

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