新課標下初中物理實驗教學的創(chuàng)新策略研究

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2025）17-0107 -03

隨著新課程標準的深入推進，初中物理教學不僅要關(guān)注學生對基礎(chǔ)知識的掌握，還要注重培養(yǎng)學生的科學探究能力、實踐能力和創(chuàng)新思維.物理實驗作為物理教學的重要組成部分，是學生理解和運用物理知識的重要途徑.因此，探索基于物理課程標準的創(chuàng)新實驗教學策略成為初中物理教師的重要任務.

1 新課標下初中物理實驗教學的開展原則

1. 1 探究性原則

傳統(tǒng)的實驗教學往往以驗證性實驗為主，即通過實驗來驗證已知的物理定律或結(jié)論[1].然而，在新課標要求下，實驗教學應轉(zhuǎn)向探究性實驗，這類實驗不僅要求學生動手操作，更重要的是讓學生經(jīng)歷完整的科學探究過程.教師鼓勵學生在觀察和思考中發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象背后的問題，然后引導學生根據(jù)已有的知識提出合理的假設(shè)，預測可能的實驗結(jié)果.學生需要自主設(shè)計實驗步驟、選擇實驗器材，增強動手操作能力，并通過實驗獲取數(shù)據(jù)，進行分析與總結(jié)，理解數(shù)據(jù)與物理現(xiàn)象之間的聯(lián)系.最后基于實驗數(shù)據(jù)，學生獨立得出結(jié)論，反思實驗過程中的問題.

1. 2 生活化原則

生活化原則強調(diào)將物理實驗教學與學生的日常生活密切結(jié)合，使物理知識變得具體、生動、易于理解.物理學科本身與日常生活息息相關(guān)，許多物理現(xiàn)象都可以在生活中觀察到.教師要選擇與生活相關(guān)的物理現(xiàn)象作為實驗內(nèi)容，例如，測量家庭用電器的電功率、研究摩擦力在生活中的應用等，使學生能夠?qū)⑽锢碇R應用于實際生活.教師還要在實驗設(shè)計中模擬或還原生活中的情境，如使用常見的家用物品進行實驗操作，增強學生對物理現(xiàn)象的理解和感知.

1.3 多樣化原則

實驗教學應采用多種形式，以適應不同學生的學習需求和學習風格.每個學生的興趣、能力以及認知方式各不相同，因此，單一的實驗形式難以滿足所有學生的需求.教師可以開展多種實驗，如演示實驗：由教師進行演示，學生觀察實驗現(xiàn)象，這類實驗適用于較復雜的實驗設(shè)備或安全風險較高的實驗，學生在教師的引導下理解實驗原理和步驟；自主實驗：學生在教師的指導下自主進行實驗操作，培養(yǎng)動手能力和獨立思考能力，這類實驗適用于基礎(chǔ)性實驗，能夠讓學生在實踐中加深對物理概念的理解；虛擬實驗：利用計算機仿真技術(shù)進行實驗模擬，適用于難以在課堂上進行的實驗，如天文、原子物理等方面的實驗.

1.4 合作性原則

物理實驗常常需要多個步驟、多個角色協(xié)作完成，因此，合作性學習在實驗教學中尤為重要2.教師將學生分成小組，每個小組共同完成實驗任務.在合作過程中，學生可以明確分工，互相協(xié)作，共同解決實驗中遇到的問題.例如，一個小組內(nèi)可以有學生負責操作實驗器材，有學生負責記錄數(shù)據(jù)，有學生負責分析結(jié)果.小組內(nèi)學生在實驗前后進行討論，分享各自的看法與思考，不僅有助于實驗的順利進行，還能促進知識交流和思維碰撞.

2 新課標下初中物理實驗教學的創(chuàng)新策略

2.1 創(chuàng)設(shè)具體教學情境，借助問題驅(qū)動思考

具體的教學情境將物理知識與現(xiàn)實生活聯(lián)系起來，使抽象的物理概念變得生動具體，激發(fā)學生的學習興趣[3.同時，借助問題驅(qū)動，學生會對未知的現(xiàn)象產(chǎn)生好奇，從而自發(fā)去探索和研究，增強學習的內(nèi)在動機.在問題驅(qū)動下，學生需要思考、分析、假設(shè)、驗證，這一過程不僅培養(yǎng)他們的邏輯思維能力，還鍛煉他們的批判性思維和問題解決能力.此外，這種探究過程能夠促使學生獨立思考，養(yǎng)成主動學習的習慣.教學情境的創(chuàng)設(shè)應盡量貼近學生的生活經(jīng)驗和實際問題，使學生能夠感受到情境的真實性和相關(guān)性，從而積極參與學習活動，在導入環(huán)節(jié)，教師通過多媒體播放一段視頻，展示一個簡單的實驗：將水倒入透明玻璃杯中，然后在杯子后面放置一個向右的箭頭圖案.學生觀察到當杯子中裝滿水后，箭頭的方向發(fā)生了變化，從向右變?yōu)橄蜃?這一現(xiàn)象很容易引起學生的好奇心和興趣，因為它打破了學生對物體成像的直觀理解.教師可以提出以下問題來引導學生思考：為什么箭頭的方向會發(fā)生變化？水杯中的水對箭頭圖案的成像起到了什么作用？接著，引導學生進行小組討論，鼓勵他們分享自己的觀點和推測，如水可能起到了“透鏡”的作用.教師在這個過程中應做好引導，幫助學生將他們的生活經(jīng)驗與物理知識聯(lián)系起來，為進一步解釋凸透鏡成像的原理奠定基礎(chǔ).

2.2 學生自主設(shè)計實驗，探究現(xiàn)象總結(jié)規(guī)律

學生在自主設(shè)計實驗的過程中，需要思考實驗的目的、步驟、器材選擇以及數(shù)據(jù)記錄方法，這不僅能夠培養(yǎng)學生的動手能力，還提升了他們的獨立思考和問題解決能力.學生在實驗設(shè)計和執(zhí)行過程中，能夠獲得真正的科學探究體驗，進而更加深刻地理解物理現(xiàn)象及其背后的規(guī)律.學生自主設(shè)計實驗時，教師應在適當時機給予指導，確保學生設(shè)計的實驗是科學合理的.

學生根據(jù)實驗目的，選擇合適的實驗器材，常見的實驗器材包括凸透鏡、光源（如蠟燭或激光筆）、屏幕（如白紙或屏幕）、刻度尺等.學生需要設(shè)計實驗步驟，包括如何排列實驗器材，如何調(diào)整物距（物體到透鏡的距離），如何觀察像距（像到透鏡的距離）和成像特點，教師可以鼓勵學生進行討論.在實驗過程中，學生可能會觀察不同的現(xiàn)象，當物體與凸透鏡的距離大于焦距時，屏幕上會出現(xiàn)一個倒立的實像.隨著物距的增大，像距逐漸減小，像的大小也隨之減?。划斘矬w與凸透鏡的距離等于焦距時，屏幕上不會出現(xiàn)清晰的成像，即無法形成實像；當物體與凸透鏡的距離小于焦距時，無法在屏幕上看到像，但通過透鏡可以看到一個放大的正立虛像.教師可以引導學生將實驗現(xiàn)象與物理原理相結(jié)合，歸納總結(jié)凸透鏡成像的規(guī)律，如當物距大于焦距時，像是倒立的實像，像距隨物距變化.為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？物距等于焦距時，為什么無法形成像？這與之前學過的光學知識是否有關(guān)？通過實驗和教師的引導，學生會總結(jié)出凸透鏡成像的規(guī)律：第一，當物體與凸透鏡的距離大于兩倍焦距時，像是倒立、縮小的實像，像距小于兩倍焦距；第二，當物體與凸透鏡的距離等于兩倍焦距時，像是倒立等大的實像，像距也等于兩倍焦距；第三，當物體與凸透鏡的距離介于焦距和兩倍焦距之間時，像是倒立、放大的實像，像距大于兩倍焦距；第四，當物體與凸透鏡的距離等于焦距時，無法形成實像，光線在透鏡后形成平行光束；第五，當物體與凸透鏡的距離小于焦距時，無法在屏幕上看到像，但通過透鏡可以看到一個放大的正立虛像.

2.3 教師解答學生疑問，促進學生理解原理

學生在自主實驗中獲得了第一手實驗數(shù)據(jù)和觀察結(jié)果，但這些結(jié)果可能還是片面的或零散的[4].教師通過解答學生的疑問，幫助他們將這些具體的觀察結(jié)果與理論知識相聯(lián)系，進一步鞏固學生的學習成果.有些物理現(xiàn)象和規(guī)律相對復雜，學生在實驗中可能無法完全理解，教師通過回答學生的問題，可以深入解釋這些現(xiàn)象，幫助學生深刻理解知識，避免誤解和知識的淺層化.

本次實驗中，學生可能會困惑于為什么凸透鏡在不同距離下會產(chǎn)生倒立或正立的像，他們可能會問：為什么當物體離凸透鏡比較遠時，看到的是倒立的像，但當物體靠近時，看到的是正立的像？為什么當物體距離凸透鏡的距離等于焦距時，看不到清晰的像？關(guān)于第一個問題，教師可以從光路圖入手，解釋凸透鏡對光線的折射規(guī)律.通過演示光線如何通過凸透鏡折射，教師可以幫助學生理解當物體距凸透鏡較遠時，光線在透鏡后交匯，形成倒立的實像，而當物體靠近透鏡時，光線通過透鏡后仍然向外擴散，在觀察者眼中形成正立的虛像.關(guān)于第二個問題，教師可以解釋，當物體正好在焦點處時，光線通過透鏡形成平行光束.因成像點在無窮遠處，無法在屏幕上形成實像，所以看不到實際的像.

2.4立足學生實際生活，引導學生舉一反三

在完成探究凸透鏡成像實驗后，教師引導學生將所學知識應用到實際生活中，進一步培養(yǎng)學生的知識遷移能力和解決實際問題的能力.例如，教師可以提出一個問題：為什么照相機照出來的相片不是倒立的呢？通過這一問題，教師可以幫助學生舉一反三，加深學生對物理原理的理解.學生需要回顧凸透鏡可以將物體成倒立的實像，而這個像是通過光線在透鏡后會聚形成的，因此，從理論上講，如果只考慮凸透鏡成像，照片應該是倒立的.接下來，學生需要分析照相機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通過討論和查詢資料，學生會發(fā)現(xiàn)照相機的鏡頭實際就是一個凸透鏡，當光線通過鏡頭時，會在感光元件（如膠片或數(shù)字傳感器）上形成倒立的實像.但是現(xiàn)代數(shù)碼相機在成像后會通過軟件自動將圖像旋轉(zhuǎn)正立，而傳統(tǒng)的膠片相機則是通過膠片的上下顛倒放置來保證最后的成像是正立的.通過這個過程，學生可以總結(jié)出：照相機的成像原理是基于凸透鏡成倒立的實像，但經(jīng)過后續(xù)的技術(shù)處理，圖像可以轉(zhuǎn)為正立.這一思考過程不僅幫助學生理解了照相機的工作原理，也讓學生認識到了物理知識在技術(shù)應用中的重要性.

3 結(jié)束語

綜上所述，新課標下初中物理實驗教學的創(chuàng)新不僅是對教學形式的改進，更是對教育理念的深化和對學生核心素養(yǎng)的全面培養(yǎng).教師通過在教學過程中創(chuàng)設(shè)真實情境，引導學生自主設(shè)計實驗、解決實際生活中的問題，能夠幫助學生更好地理解物理知識，提升學生的探究能力和創(chuàng)新思維.在未來的教學實踐中，教師應持續(xù)探索和優(yōu)化這些創(chuàng)新策略，進一步提升物理實驗教學的質(zhì)量，助力學生全面發(fā)展，為培養(yǎng)面向未來的高素質(zhì)人才奠定基礎(chǔ)

參考文獻：

［1］王瓊瑛.基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)的初中物理實驗教學策略：以“探究凸透鏡成像規(guī)律”為例［J].中學物理教學參考，2023，52（12）：64-66.

[2]仝福海.初中物理課堂中探究型實驗教學方法探究[J].學周刊，2024（27）：49-51.

[3］許忠林.探究性實驗教學在初中物理教學中的應用研究[J].名師在線，2024（21）：53-55.

[4］柳越.核心素養(yǎng)理念下初中物理實驗教學有效性研究[J].考試周刊，2024（30）：107-110.