基于核心素养的初中物理实验教学的创新与实践

王玉柱

初中物理核心素养指的是初中生在学习物理知识、探索物理原理、参与物理实验活动的过程中形成的一些能促使他们在学习、生活、工作领域实现良好发展的、满足时代变化需求的、促进其终身发展的优秀品格和重要的能力，而这也是当前教育领域所关注的重点内容。对此，教师为了更好地落实核心素养教学目标，就要对初中物理实验教学的形式和内容进行科学的创新与改进，可以通过生活实验、拓展实验、观察实验等方式培养初中生的物理知识探究能力和实际应用能力。同时，帮助他们形成优秀的学科品质，进而真正实现高效的核心素养物理实验教学。

一、当前初中物理实验教学中存在的问题

由于受到传统应试教育理念的影响，初中物理教师更注重对学生进行理论知识方面的教育，而把物理实验教学当作是一门辅助性的课程，没有真正认识到实验教学对初中生起到的重要作用。而且，在物理实验课程中，教师也是采用“一言堂”的方式进行教学，一部分物理教师为了节省实验的时间，会让学生根据教材的要求按部就班地进行实验操作，这种方式不仅使实验课程变得更加枯燥和单调，还会阻碍初中生物理思维的形成与发展，久而久之，也会降低他们主动学习的热情，进而影响了实验课程的教学效率。另外，传统的教育观念使教师更重视学生的考试成绩，因此，他们并不是很关注物理实验课程，也没有将更多的精力运用到物理实验的设计上，这就导致实验的内容和实验的形式过于陈旧，并不符合当前核心素养教育的要求，也难以对学生进行学科综合能力和物理综合素养方面的培养。

二、基于核心素养的初中物理实验教学创新与实践的具体策略

（一）转变教学观念，正视物理实验教学

从教学的角度来讲，初中物理教师的授课观念将会对实际的物理实验教学效果产生较大的影响。在当前的核心素养教育指导下，传统的应试教育理念已经无法满足最新的实验教学要求。因此，初中物理教师要快速转变自身的教育观念，要认识到物理实验结果并不是检验学生学习效果的唯一标准，而是要从更全面的角度出发理解和认识物理实验教学，不仅要关注学生的实验结果，更要关注他们实验操作的过程，真正从学生的视角出发创新物理实验活动，改进实验的模式，进而有效培养初中生的学科核心素养。

物理本身具有较强的科学性和专业性，这对初中生来说有一定的认知困难。物理实验教学原本的目的就是让学生能通过亲自动手操作的方式探索出物理原理中更深层的逻辑关系，而教师如果只是让物理实验流于表面的形式，那么这将会使实验活动失去最初的意义，也无法真正提高初中生的物理综合能力。因此，物理教师要重新理解实验教学的意义，要正确看待物理实验课程，并且能利用实验教学活动培养初中生的学科核心素养。

在学习初中物理“长度与时间的测量”这节课时，教师要先明确创设物理实验教学的目的，所设置的实验问题都要具有一定的价值，要使初中生能通过实验操作掌握相应的物理知识。比如，教师可以让学生用刻度尺测量物理教材的宽度，引导学生用自己所知的方式测量硬币的直径和周长。在这两项物理实验中，测量教材宽度的目的是让初中生掌握测量物体的正确方法，而测量硬币则是对学生的物理思维进行拓展练习，培养他们举一反三的能力。由此可见，教师只有转变教学的观念，才能从实际角度出发开展物理实验活动，才能真正落实核心素养教育的目的。

（二）联系生活实际，调动学生学习热情

对于初中生来说，他们的思维意识还处在逐渐形成与发展的阶段。而且，由于他们的生活阅历不是很丰富，所以对新颖的事物会非常感兴趣，也有着强烈的探究欲望。因此，物理教师可以充分利用这一特点开展生活实验探究教学活动，引导学生把现实生活要素与教材中的物理知识点关联在一起，利用更生活化、日常化的物理实验帮助他们进一步了解物理现象，理解抽象的物理知识。同时，也借此激发初中生主动探究物理原理的欲望，提高他们主动学习的兴趣，进而有效提升学生实验探究的能力。另外，物理实验教学模式还能改善传统的枯燥的理论教学氛围，减少初中生學习物理的压力，使其能更主动地投入物理实验活动中。

以沪教版初中物理八年级“科学探究：凸透镜成像”这节实验课程为例，教师为了激发初中生参与实验活动的兴趣，可以创建生活化物理实验，引导学生利用生活中常见的物品进行实验操作。比如，教师为了让学生猜想凸透镜和凹透镜对光所起到的作用，可以让他们用手电筒、白纸、透镜三样日常生活用品进行实验探究。学生先把手电筒的光照在一张白纸上，然后观察此时光斑的大小，之后，他们再把透镜放在手电筒的前面，观察光斑在这种情况下所产生的变化，最后，学生经过探讨和研究可以发现，如果光斑变小了，则说明透镜在此时对光起到了会聚的作用，如果光斑变大了，则说明此时的透镜对光进行了发散的作用。而这两种现象都是光的折射所引起的，其中对光起到会聚作用的透镜就是凸透镜。此后，教师再在这个知识点的基础上开展凸透镜成像实验。教师通过创设生活化物理实验，不仅改变了初中生对物理课程的看法，还能有效激起他们主动参与活动的兴趣，进而帮助学生树立正确的物理实验观念。

（三）设定拓展问题，锻炼学生思维能力

初中物理教师要想更好地培养学生的物理思维能力，可以在实验教学过程中巧妙地设置拓展性问题，让学生能针对某一物理知识点进行发散性的思考，并借此提升他们物理实验探究的能力。在设计拓展性问题时，教师可以以锻炼学生的逆向思维为目的，选取一些较为简单的物理知识点进行提问，并引导学生在实验的过程中结合已掌握的内容对这一问题进行探索，从而发现更多与此相关的物理知识点，同时，也借此锻炼他们的发散性思维能力。

在学习初中物理八年级“科学探究：物质的密度”课程时，教师可以创建拓展性问题实验活动。比如，在探寻同一种物质的质量与体积的关系时，教师可以先给学生播放一段蜡的密度与体积关系的视频，然后再对学生提出问题，如“请同学们猜想一下，同一种物质的质量和它的体积之间是一种怎样的关系呢？”学生则可以对这一问题提出假设，例如，“体积相同的同一种物质，其质量也是相等的”“同一个物质的物体体积越大，它的质量也就越大”等，之后，初中生再对这些假设进行实验验证。先选取铁、铝、铜三种物质作为实验研究的对象，然后用天平测量出这三样物体的质量，再用量筒测量出它们的体积，并制作一个列表。接着，学生再以体积V作为横向坐标，以质量m作为纵向坐标，把所测量的信息在方格纸上画出坐标图像，并在此基础上计算出每样物体的质量与体积的比值。最终，初中生可以通过分析表格中的数据值得出准确的结论。物理教师借助拓展性问题不仅提高了初中生物理实验的完成质量，还有效锻炼他们的物理思维，进而提升学科思维能力。

（四）融合物理原理，培养学生观察能力

在初中物理教材中有很多抽象性的物理概念，这些知识对初中生来说并不是一朝一夕就能明白的，他们要经过一段时间的知识积累和知识探索才能真正理解其中的含义，这样才算是真正掌握了物理知识点。对此，教师要在物理实验教学中有意识地锻炼学生的观察能力，并且，合理地把物理知识原理融入实验活动中，借此促使初中生更深刻地感悟物理原理的本质内涵。教师在物理实验课程上要为学生预留出更多自主探索、自主观察、自主分析的时间，要让他们通过动脑思考、亲手实践的方式了解物理知识与物理现象的关系，这样才能使初中生更快速地理解物理原理，并且能利用这些原理解决现实生活中看到的物理现象，进而提升他们的学科核心素养。

在学习九年级初中物理“科学探究：串联和并联电路的电流”这节课时，教师可以开展观察实验活动，让学生对不同关联方式的电路进行观察和测试，以此来加深对电流知识的理解。教师先为学生准备插座、电源、一个电流表、两个小灯泡、几节电池、若干导线和一个开关，然后，让他们把一个白炽灯接入到照明电路之中，通过闭合和断开开关来观察灯泡的变化，并轻轻触摸灯泡壁，感受它的热度；再然后让他们把电压为2.5伏的小灯泡用导线连接到一节电池上，观察此时灯的亮度，摸一摸灯泡壁的热度；之后，学生再把一个2.5伏的小燈泡用导线连接到两节电池上，并观察这时灯泡的亮度，轻轻触摸灯泡壁的热度。初中生通过观察和触摸的方式能得出电流越大，在相同时间内所产生的热度就越大，而此时的灯泡也就越亮这一结论。由此可见，教师通过创建观察性物理实验，能有效锻炼初中生的事物观察能力和知识探究能力，从而促使他们更深刻地理解知识原理。

（五）重视实验过程，形成严谨科学态度

学科核心素养还包含科学精神这一要素。对物理学科而言，科学精神指的是学生敢于对学科知识提出质疑和批判，并能用理性的思维对其进行严谨的物理实验探索，从而得出更准确的结论。对此，初中物理教师要想让学生拥有这一核心素养要素，就要在实验教学过程中有意识地培养他们的理性思维观念，让他们明白真理的重要性。并且，要引导学生用严谨、科学的态度面对物理实验活动，对实验中的每一个步骤、每一个环节都做到认真负责，从而通过实验操作得出更加科学的物理结论。初中生在开展物理实验之前，教师要告知他们实验所要用到的工具和材料，帮助他们明确实验流程，记住每一步要操作的内容，而且要对学生强调实验的严谨性，不能因为怕麻烦或者为了节省时间减少实验步骤。另外，教师还要时刻关注学生的实验过程，及时帮助他们解决困难，从而使物理实验能顺利地进行下去。

以沪教版九年级初中物理“科学探究：物质的比热容”这节课为例，教师为了培养学生正确的学习态度，促使他们形成严谨的科学精神，可以创建“水和沙子的吸热性能”物理实验活动。教师先给学生准备烧杯、酒精灯、铁架台、火柴、石棉网、圆纸板、计时器、小试管、加热器、沙子、温度计、水等实验材料，然后让他们制作一个实验记录表格，表格中要包含沙子、水、质量、液体初温、液体末温、升高温度、通电时间几个要素。之后，学生再按照教师所教授的实验步骤进行物理实验。先选取质量相等的水和沙子放到小试管中，然后用相同的加热器或酒精灯在相同的时间内对小试管进行加热，此时还要用温度计测量水和沙子的温度变化，用秒表计算加热的时间，最后学生要把这个过程中所产生的所有数据记录到表格中。教师通过引导学生参与严谨的物理实验活动，让他们知道遵守实验规章制度、遵循实验流程和步骤的重要性，从而促使初中生形成良好的科学精神。

（六）自主设计实验，培养学生创新意识

在物理实验课程中，教师除了按照教学材料的要求为学生创设物理实验活动之外，还可以鼓励学生根据自己的实际需求和对物理原理的猜想进行物理实验目标、实验内容、实验流程的设计，从而更好地锻炼他们的创新意识和创新思维能力。物理实验教学的目的就是要让学生通过自主探索物理现象、发现物理规律的方式掌握正确的实验方法，并且找到合理的解决方案，或者能进一步加深对物理知识原理的理解与记忆。对此，教师为了培养初中生的创新思维意识，提升他们自主探寻物理知识原理的能力，可以开展自主设计物理实验活动，让学生对教材知识点提出合理的猜想，然后再以此为基础设计个性化的研究方法，并且在实验操作和反思的过程中拓宽解决问题的思路，提高他们的创新实践能力。

以初中物理教材中“科学探究：怎样产生感应电流”这节课为例，教师可以让学生自行阅读物理课本，并鼓励他们按照自己的理解创设物理实验活动。比如，有的学生想要探索“产生感应电流的条件”这一问题，他们就要先准备U形磁铁、闭合线圈、灵敏电流计、手摇发电机、支架等实验材料，然后再设计物理实验的方案，制作实验记录的表格，之后再开展实验活动。学生可以通过操作闭合开关，观察导体在U形磁铁中的运动变化，并借此判断电路中的电流会在怎样的情况下产生。同时，要记录灵敏电流表指针的方向变化。初中生通过设置这样的物理实验能有效判断出感应电流产生所需条件，而教师也能借助这种方式提高学生的创新思维能力。

三、结语

综上所述，在当前的核心素养教育背景下，初中物理教师要想更好地培养学生的物理综合能力，提高他们的物理学科素养，就要改变传统的教学观念，要更重视物理实验教学的作用和意义，并且从学生的角度出发创新和设计物理实验活动的内容与形式，以此来调动初中生主动学习的积极性。同时，在多样化的物理实验过程中培养他们的学科核心素养，提高教师的实验教学效率。

（宋行军）