基于學(xué)生能力培養(yǎng)的初中物理實(shí)驗作業(yè)設(shè)計研究

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2025.10.049

Research on the Design of Junior High School Physics Experiment Homework Based on Student Ability Cultivation

CHENG Shengyin

（TheNo.2Middle School ofGaotaiCounty，Gaotai，Gansu ）

AbstractExperimental homework is an important component of middle school physics teaching， playing acrucial role incultivating students'comprehensiveabilities.The articleanalyzes thedesign principles ofexperimentalhomework from the perspectiveofstudent abilitycultivation，icludingtheprinciples of ifeorented，exploratoryopenness，coopation， and process oriented.A series of strategies are proposed from the aspects of designing clear levels of experimental homework tasks，introducing exploratory experimental learning mode，encouraging independent design and innovation， strengthening groupcooperation and communication，and implementing diversified evaluation， inorder to improve the level of experimental homework design and promote students' comprehensive development.

Keywordsphysics experimental asignment design; cultivationofstudents'abilites; groupcooperativeasignmentdesign

隨著教育改革的深入，初中物理教學(xué)越來越注重學(xué)生實(shí)踐能力和科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。實(shí)驗作業(yè)作為物理教學(xué)重要組成部分，不僅是理論知識的驗證與深化，還是學(xué)生能力培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，如何科學(xué)合理地設(shè)計實(shí)驗作業(yè)，以促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，成為當(dāng)前初中物理教學(xué)研究的重要課題。

1基于學(xué)生能力培養(yǎng)的實(shí)驗作業(yè)設(shè)計原則

1.1生活化原則：促進(jìn)知識與生活無縫對接

生活化原則不僅要求實(shí)驗內(nèi)容貼近學(xué)生的日常生活，還強(qiáng)調(diào)通過實(shí)驗讓學(xué)生深刻理解物理現(xiàn)象在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用和意義。這意味著教師要具備敏銳的觀察力，能夠發(fā)現(xiàn)生活中蘊(yùn)含的物理原理，并將其巧妙地融入實(shí)驗設(shè)計中。例如，在教授力學(xué)時，教師可以設(shè)計一個“自制滑輪組提升重物\"的實(shí)驗，讓學(xué)生利用家中常見的繩子、木板等材料，親手制作并測試滑輪組的效率。這樣的實(shí)驗不僅能讓學(xué)生親身體驗到力學(xué)原理的實(shí)際應(yīng)用，還能激發(fā)他們探索更多生活現(xiàn)象背后物理原理的興趣。此外，生活化原則還鼓勵學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于解決實(shí)際問題，如通過測量家中電器的功率來估算電費(fèi)支出，從而培養(yǎng)他們的實(shí)踐能力和社會責(zé)任感。

1.2探究性原則：培養(yǎng)科學(xué)的思維方式和研究方法

探究性原則的核心在于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，即提出問題、設(shè)計實(shí)驗、收集數(shù)據(jù)、分析結(jié)論的能力。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，教師要引導(dǎo)學(xué)生從日常生活中發(fā)現(xiàn)問題，鼓勵他們提出假設(shè)，并通過設(shè)計實(shí)驗方案來驗證假設(shè)。在實(shí)驗過程中，教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的觀察力、分析力和批判性思維，讓他們學(xué)會用科學(xué)的方法去探究未知領(lǐng)域。同時，教師還應(yīng)鼓勵學(xué)生在面對失敗和挫折時保持積極的心態(tài)，勇于嘗試新的方法和思路。通過不斷地實(shí)踐，學(xué)生將逐漸掌握科學(xué)探究的基本方法，形成科學(xué)的思維方式和研究習(xí)慣。

1.3開放性原則：激發(fā)創(chuàng)新潛能，促進(jìn)個性化發(fā)展

開放性原則強(qiáng)調(diào)實(shí)驗作業(yè)的多樣性和靈活性，旨在為學(xué)生提供一個自由發(fā)揮和創(chuàng)新的平臺。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，教師要提供豐富的實(shí)驗材料和資源，讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣和特長進(jìn)行選擇。例如，在電路實(shí)驗中，教師可以提供不同種類的電阻、電燈泡等元件以及多種連接方式的選擇，讓學(xué)生自由組合設(shè)計電路并探究其性能特點(diǎn)。此外，教師還可以鼓勵學(xué)生利用現(xiàn)代科技手段如計算機(jī)模擬、傳感器技術(shù)等來輔助實(shí)驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析。通過開放性的實(shí)驗作業(yè)設(shè)計，學(xué)生不僅能夠拓寬知識視野、提升實(shí)驗技能，還能在創(chuàng)新實(shí)踐中激發(fā)自己的創(chuàng)新潛能和創(chuàng)造力。同時，開放性原則還尊重學(xué)生的個性化發(fā)展需求，鼓勵他們根據(jù)自己的興趣和目標(biāo)進(jìn)行個性化的實(shí)驗設(shè)計和探究。

1.4合作性原則：強(qiáng)化團(tuán)隊協(xié)作與人際交往能力

合作性原則強(qiáng)調(diào)通過小組合作完成實(shí)驗作業(yè)，從而培養(yǎng)團(tuán)隊協(xié)作能力和人際交往能力。在合作中，學(xué)生可以相互幫助、相互學(xué)習(xí)、共同解決實(shí)驗中出現(xiàn)的問題。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，教師要合理分組并明確每個成員的角色和責(zé)任。同時，教師要給學(xué)生提供指導(dǎo)，幫助學(xué)生克服合作中的困難和挑戰(zhàn)。在小組中，每個成員要認(rèn)真傾聽他人的意見，尊重他人的觀點(diǎn)，通過協(xié)商討論達(dá)成共同意見和方案。這樣不僅能夠提升學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力，還能使其在相互學(xué)習(xí)中增進(jìn)友誼、拓寬視野。如在實(shí)驗作業(yè)設(shè)計上，除傳統(tǒng)書面作業(yè)外，還可設(shè)置實(shí)驗實(shí)踐作業(yè)，如小組制作簡易小孔成像，讓學(xué)生在動手操作中深入理解光的直線傳播形成倒立實(shí)像，培養(yǎng)動手能力與實(shí)踐精神；或安排小組合作作業(yè)，如小組共同完成一份關(guān)于家庭電路安全的調(diào)查報告，在合作過程中提高學(xué)生的交流協(xié)作能力與團(tuán)隊意識。此外，合作性原則還鼓勵學(xué)生參與跨學(xué)科的合作項目，以拓寬學(xué)生的知識領(lǐng)域和視野。

1.5過程性評價原則：關(guān)注成長過程與自我反思

過程性評價原則要求實(shí)驗作業(yè)設(shè)計重視實(shí)驗過程中的表現(xiàn)與反思，以促進(jìn)學(xué)生的自我提升和持續(xù)發(fā)展。與傳統(tǒng)的結(jié)果性評價不同，過程性評價更加關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗過程、實(shí)驗態(tài)度、實(shí)驗方法以及實(shí)驗中的困難和挑戰(zhàn)等方面。為此，教師需建立科學(xué)的評價體系和評價標(biāo)準(zhǔn)，以全面評估學(xué)生的實(shí)驗?zāi)芰退仞B(yǎng)水平。在評價過程中，教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗參與度、實(shí)驗操作的規(guī)范性、實(shí)驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及實(shí)驗結(jié)論的合理性等方面，并給予及時的反饋和指導(dǎo)。同時，教師還應(yīng)要求學(xué)生進(jìn)行自我反思，認(rèn)識到自己的優(yōu)點(diǎn)和不足，制定出相應(yīng)的能力提升計劃。通過過程性評價的實(shí)施，學(xué)生可以更加全面地了解自己的實(shí)驗?zāi)芰退仞B(yǎng)水平，為后續(xù)的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供有力的支持。

2基于學(xué)生能力培養(yǎng)的實(shí)驗作業(yè)設(shè)計策略

2.1設(shè)計層次分明的實(shí)驗作業(yè)任務(wù)：構(gòu)建階梯式學(xué)習(xí)路徑

在設(shè)計實(shí)驗作業(yè)任務(wù)時，教師的角色至關(guān)重要，他們不僅是知識的傳遞者，還是學(xué)生學(xué)習(xí)路徑的精心規(guī)劃者。為了構(gòu)建一個從基礎(chǔ)到高級的階梯式學(xué)習(xí)路徑，教師需要深思熟慮地規(guī)劃一系列實(shí)驗活動，確保這些活動既能鞏固學(xué)生的基礎(chǔ)知識，又能逐步提升其技能水平。

在初級階段，實(shí)驗作業(yè)任務(wù)應(yīng)聚焦于基本實(shí)驗技能的訓(xùn)練，如正確使用各種測量工具（如游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、秒表等），以及精確記錄和處理實(shí)驗數(shù)據(jù)的方法。這些技能看似簡單，卻是學(xué)生進(jìn)行更深入的實(shí)驗探究的基礎(chǔ)。通過反復(fù)練習(xí)，學(xué)生可以逐漸掌握這些技能，為后續(xù)的實(shí)驗活動打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。隨著學(xué)生技能的提升，實(shí)驗任務(wù)的難度也應(yīng)逐漸增加。在這一階段，教師可以引入更多需要綜合運(yùn)用知識的實(shí)驗，如設(shè)計性實(shí)驗或探究性實(shí)驗作業(yè)。這些實(shí)驗作業(yè)不僅要求學(xué)生掌握基本的實(shí)驗技能，還要求他們具備分析問題、解決問題的能力，以及一定的創(chuàng)新思維。例如，在電學(xué)實(shí)驗作業(yè)設(shè)計中，學(xué)生可以設(shè)計一個簡單的電路，探究電流、電壓和電阻之間的關(guān)系，或者嘗試制作一個簡易的電動機(jī)。這不僅能加深學(xué)生對物理概念的理解，還能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的興趣和動力。為了滿足不同水平學(xué)生的需求，教師應(yīng)提供不同難度的選做實(shí)驗。這些選做實(shí)驗可以是對基礎(chǔ)實(shí)驗的拓展和深化，也可以是全新的實(shí)驗課題。通過這樣的設(shè)計，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和能力選擇合適的實(shí)驗任務(wù)，從而在挑戰(zhàn)中不斷成長。

2.2引入探究式實(shí)驗學(xué)習(xí)模式：培養(yǎng)主動探索精神的實(shí)踐策略

探究式實(shí)驗學(xué)習(xí)模式是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)方法，它強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動參與和知識的自我建構(gòu)。在物理實(shí)驗作業(yè)設(shè)計中，這種學(xué)習(xí)模式尤為重要。通過探究實(shí)驗，學(xué)生在實(shí)驗中發(fā)現(xiàn)問題，并設(shè)計相應(yīng)的方案，這樣不僅能激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，還能促使學(xué)生主動參與知識的建構(gòu)過程。

為了實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生喜歡探究式實(shí)驗學(xué)習(xí)，教師可以設(shè)置一些開放性問題或情境，鼓勵學(xué)生提出自己的假設(shè)并設(shè)計實(shí)驗方案進(jìn)行驗證。例如，在光學(xué)實(shí)驗中，教師可以讓學(xué)生觀察不同形狀和材料的物體對光線的影響，并引導(dǎo)他們思考光線在不同介質(zhì)中的傳播規(guī)律。隨后，學(xué)生可以自行設(shè)計實(shí)驗方案、收集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果，并嘗試解釋觀察到的現(xiàn)象，同時根據(jù)實(shí)驗中出現(xiàn)的問題設(shè)計解決方案。這樣的過程不僅能讓學(xué)生深入理解物理概念，還能培養(yǎng)他們的批判性思維、創(chuàng)新思維和解決問題的能力。在探究式實(shí)驗學(xué)習(xí)中，教師的角色至關(guān)重要。教師應(yīng)扮演引導(dǎo)者和支持者的角色，為學(xué)生提供必要的科學(xué)文化知識和答疑解惑，幫助學(xué)生解決實(shí)驗中遇到的困難。例如，當(dāng)學(xué)生遇到實(shí)驗設(shè)計或數(shù)據(jù)分析方面的難題時，教師可以給予適當(dāng)?shù)奶崾竞徒ㄗh，引導(dǎo)他們找到解決問題的方法，同時，教師還應(yīng)鼓勵學(xué)生勇于嘗試設(shè)計一些有難度的實(shí)驗方案。

2.3鼓勵自主設(shè)計與創(chuàng)新：激發(fā)創(chuàng)造潛能的具體舉措

為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力，在實(shí)驗作業(yè)設(shè)計時，教師應(yīng)鼓勵除了完成實(shí)驗作業(yè)單的實(shí)驗外，學(xué)生也可以根據(jù)實(shí)驗思路自主設(shè)計實(shí)驗。這不僅可以鞏固學(xué)生的實(shí)驗知識，還能通過自主實(shí)驗提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和解決問題能力。例如，在力學(xué)實(shí)驗中，學(xué)生可以探究不同形狀和質(zhì)量的物體下落速度的差異，并嘗試改進(jìn)實(shí)驗方法來更準(zhǔn)確地測量這些差異。這樣的實(shí)驗過程可以加深學(xué)生對物理概念的理解，也能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。在實(shí)驗材料的替代方面，教師可以鼓勵學(xué)生尋找更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保的實(shí)驗材料來替代傳統(tǒng)的實(shí)驗器材。這不僅有助于降低實(shí)驗成本，還能培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識。例如，在化學(xué)實(shí)驗中，學(xué)生可以嘗試使用日常生活中的物品（如雞蛋殼、檸檬等）來替代某些化學(xué)試劑，從而完成實(shí)驗任務(wù)。

2.4強(qiáng)化小組合作與交流：設(shè)計有效作業(yè)，培養(yǎng)團(tuán)隊協(xié)作能力

小組合作不僅是物理實(shí)驗教學(xué)中的一種有效組織形式，還是培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作能力和溝通能力的重要途徑。在小組合作的過程中，每一個成員都需要學(xué)會如何與他人有效溝通、統(tǒng)一不同的意見、設(shè)計合適的方案，以及如何在共同的目標(biāo)下協(xié)同工作。為了確保小組合作能夠真正發(fā)揮其教育價值，教師需要采取一系列細(xì)致而周全的措施。

合理分組是確保小組實(shí)驗成功完成的保障。在進(jìn)行實(shí)驗分組時，教師應(yīng)充分考慮每組成員的性格、能力、興趣等，力求讓每個小組成員在性格上互補(bǔ)、在能力上協(xié)同、在興趣上共鳴。這樣的分組方式有助于在小組內(nèi)部形成積極氛圍，促進(jìn)成員間的相互尊重和理解，為后續(xù)的合作打下良好的基礎(chǔ)。

明確任務(wù)和責(zé)任是保障小組合作順利進(jìn)行的必要條件。教師應(yīng)為每個小組分配具體而清晰的實(shí)驗任務(wù)，并明確每個成員在任務(wù)中的具體角色和責(zé)任。教師要多關(guān)注小組合作的進(jìn)展情況，及時給予必要的幫助和建議指導(dǎo)。當(dāng)小組遇到難題或困惑時，教師要查閱他們設(shè)計的作業(yè)方案，或傾聽學(xué)生的觀點(diǎn)和想法，幫助他們找到不足，確定解決問題的最佳思路和方法。同時，教師還應(yīng)鼓勵學(xué)生保持開放的心態(tài)，勇于接受他人的意見和建議，不斷完善自己的實(shí)驗方案，按照最佳實(shí)驗方案進(jìn)行實(shí)驗。

2.5實(shí)施多元化評價：全面評估學(xué)生實(shí)驗?zāi)芰εc素養(yǎng)的新視角

以往的實(shí)驗作業(yè)評價方式往往側(cè)重于實(shí)驗結(jié)果和報告完成情況，忽視了學(xué)生在實(shí)驗過程中的想法和做法。這種評價方式不僅無法全面反映學(xué)生的實(shí)驗?zāi)芰退仞B(yǎng)水平，還可能挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造力。為了更全面地評估學(xué)生的實(shí)驗?zāi)芰退仞B(yǎng)水平，教師需實(shí)施多元化評價策略。除了傳統(tǒng)的實(shí)驗報告評價外，教師還可以引入口頭匯報、同伴評價、自我評價等多種評價方式?？陬^匯報可以鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力和自信心，讓他們學(xué)會如何清晰、準(zhǔn)確地傳達(dá)自己的實(shí)驗思路和成果。同伴評價不僅能促進(jìn)學(xué)生之間的相互學(xué)習(xí)，并在相互借鑒中不斷進(jìn)步。自我評價則有助于學(xué)生反思自己的學(xué)習(xí)過程和成果，讓他們學(xué)會客觀地評價自己的表現(xiàn)、發(fā)現(xiàn)自己的不足，并制訂改進(jìn)的計劃。

3結(jié)論與展望

研究提出了基于學(xué)生能力培養(yǎng)的物理實(shí)驗作業(yè)設(shè)計原則與策略，這些策略不僅有助于提升學(xué)生的實(shí)踐操作能力、科學(xué)探究能力、創(chuàng)新思維等關(guān)鍵能力，還能促進(jìn)學(xué)生團(tuán)隊協(xié)作和問題解決能力的發(fā)展。未來，隨著教育技術(shù)的不斷進(jìn)步和教學(xué)理念的持續(xù)更新，初中物理實(shí)驗作業(yè)的設(shè)計將更加靈活多樣、富有成效，有助于為學(xué)生的全面發(fā)展提供更加堅實(shí)的支撐。

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