重视物理实验教学，提高学生核心素养

丁凯

【摘要】当前物理教学中，部分教师对物理实验的重要地位认知不充分，存在教师用讲实验代替学生做实验的现象.为了提高学生综合素质，落实新课标理念，教师一定要重视物理实验教学.实验教学不仅可以帮助学生掌握物理概念，构建知识网络，还能锻炼学生的科学思维、创新意识，兼顾素养提升与考试要求.作为教师，应当开展形式丰富的实验教学，不仅能提高学生的物理核心素养，还可以减轻学生学习负担，落实减负政策.

【关键词】初中物理；核心素养；实验教学

物理是一门以实验为基础的自然科学.实验是初中物理的基础，也是教学的重要内容和方法.在新课教学中，有趣的实验可以吸引学生的注意，引出本节课的学习内容.实验课对本章节的知识点进行系统地梳理，通过实验的复现和改进，可以帮助学生对重点知识有更加深入的理解.在习题课中，实验也必不可少的.有趣的实验不仅可以激发学生学习的热情，还能帮助学生更加直观地认识题目所描述的物理现象.总的来说，实验在初中物理教学中占有非常重要的地位.学生只有通过物理实验，才能形成知识体系，进而凝练方法，从而提高核心素养[1].

但是，在目前的初中物理教学中，部分学校和教师忽视动手做实验的重要性.为了提高学生的考试成绩，教师经常用板书板画结合口头讲解的方式，代替真实的实验操作，将时间节省下来大量做题.学生通过背实验、记实验来学习物理，体会不到物理学习的乐趣，也不符合学生的认知发展规律.机械记忆容易遗忘，后续需要用大量时间重复练习以巩固这些考试要点，学生陷入题海，身心俱疲.

随着课程改革的不断深入，物理教育更加重视对学生核心素养的培养，只会死记硬背的学生必然跟不上时代的步伐.近两年的中考试卷中客观题比重降低，实验题分值增加.目前中考实验题涵盖知识面广，内容多变，创新性强，不仅考查学生的基础知识，对学生的综合素质和物理思维也提出了更高的要求[2].

1 项目式学习实验

新课程标准倡导发展学生的核心素养，从生活走向物理，从物理走向社会.物理教学应当以具体事实、鲜活案例引导学生进行理性思考，加强物理知识与生产生活的联系.项目式學习强调学生在真实情境中学习，重视学生的体验，通过解决实际问题，发展学生的多种能力，培养学生学科核心素养.学科知识是项目式学习的载体，在教与学的过程中，学生构建学科知识体系，实现“从做中学”[3].

开展项目式学习，教师需要对项目任务进行优化设计，激发学生的积极性.只有让学生发挥主观能动性，才能顺利开展实验操作环节，学生才能在实践活动中不断思考，持续探索.电学是初中物理的重要内容.串、并联电路的特点、欧姆定律、动态电路等知识不仅是考试的重点，在现实生活中也有丰富的应用.传统的电学学习通过大量的实验题进行反复练习，通过做题、背题的方式，形成答题套路.笔者在一节公开课中，应用热敏电阻开展了一节项目式学习探究活动，取得了良好效果.

1.1 项目名称

“多变”的电阻——制作热敏电阻温度计.

1.2 项目简述

本节课主要知识有串联电路的特点、欧姆定律、动态电路、电阻的影响因素、热敏电阻的性质、设计电路、电表使用与读数、电阻箱使用、温度计使用等.在本项目中，通过教师的引领，学生应用这些知识，改变电表用途，制作可以测温度的热敏电阻温度计，找到电压或电流与温度的对应关系，完成产品的设计并提出改良方案.

1.3 项目过程

1.3.1 设计电路研究热敏电阻性质

首先带领学生复习欧姆定律在串并联电路中的应用，引导学生利用所学知识设计电路，探究热敏电阻的性质.在设计的过程中，小组合作设计电路，教师巡视，展示不同的设计方案.

1.3.2 小组合作，完成实验

给学生准备热敏电阻以及电源、开关、导线、定值电阻、滑动变阻器、电压表、电流表等器材，根据电路图连接电路，教师针对连接电路时可能出现的问题，予以适当提示.学生小组合作，利用连接好的电路，找到温度与电压或电流的关系，完成制作说明书.

1.3.3 讨论设计优点，思考方案改良

完成实验后，小组代表介绍本组设计的电路图，展示实验数据.学生针对每一组的方案，进行讨论交流，思考改良方案.

1.4 小结

项目式学习的评价维度是多元的.在本项目中，电路设计与分析、按照电路图连接实物图、实验仪器的正确使用和操作、搜集实验数据、交流与合作、产品展示等都可以作为评价依据，形成量化评价表格.这节课学生应用电学基本知识解决实际问题，学生的实验能力、合作交流能力有了进一步的提高.通过这个项目，学生认识“多变”的电阻，光敏、热敏、气敏等敏感电阻在生活中有广泛应用，学生可以将学过的知识迁移到其他情境中，理论联系实际，学以致用，举一反三.

2 低成本实验

当今社会发展日新月异，学生不仅要掌握知识，更应提高创新意识，注重实践.进行物理实验不一定要在专门的物理实验室，使用精密的实验器材.生活中的日常用品、废旧器材、自制器材等都可以充当物理实验道具.通过一些简单的器材进行物理实验，不仅成本低，而且实验道具取材于生活，学生有熟悉感、参与感，可以激发学习兴趣.低成本物理实验装置简单，实验现象清晰明了，便于学生理解掌握[4].接下来介绍几个低成本实验案例.

2.1 如何分辨生熟鸡蛋

实验器材：一生一熟两枚鸡蛋.

实验过程：一生一熟两枚鸡蛋混在一起，再不破坏蛋壳的情况下，有哪些办法可以确定鸡蛋是熟的还是生的？

学生讨论得到方案：（1）通过强光照，观察结构的不同；（2）用同样大小的力转动鸡蛋，可以持续转动的是熟鸡蛋，很快停止转动的是生鸡蛋.

2.2 为什么要戴头盔？

实验器材：两枚熟鸡蛋、铁筷子、矿泉水瓶盖.

实验步骤：（1）用筷子敲击一枚鸡蛋，发现鸡蛋壳有裂痕.（2）将矿泉水瓶盖放到鸡蛋壳上，用同样大小的力度敲击瓶盖，鸡蛋壳完好无损.

学生总结：铁筷子敲击时力一样，但是经过矿泉水瓶盖的保护，受力面积更大，压强小，鸡蛋壳不容易破.教师引导学生，这个实验和骑电动自行车必须戴头盔是一个道理.把鸡蛋看作头部，矿泉水瓶盖就相当于头盔，这样的比喻风趣幽默，在课堂中渗透安全教育.

2.3 制作创意乐器

实验器材：口服液空瓶、水.

实验步骤：（1）将口服液空瓶清洗干净，倒入一定质量的水，对着瓶口吹气；（2）改变水的质量，吹气，感受音调的变化.

对于有音乐才能的学生，可以将任务升级.多准备几个口服液空瓶，装上不同质量的水，尝试演奏乐曲.引导学生制作不同的创意乐器，开展自制乐器音乐会.

2.4 高空抛蛋

实验器材：鸡蛋、筷子、吸管等.

实验步骤：给学生限定器材，制作鸡蛋保护装置，进行比赛，看看哪个方案对鸡蛋的保护性最好.这个实验可以在学生之间开展比赛，看看哪种方案对鸡蛋的保护效果最好，丰富学生学习活动.

2.5 小结

笔者在课堂中应用这些小实验取得了良好的课堂效果，学生的兴趣被调动，课堂氛围活跃.低成本实验不仅能提高学生的物理兴趣，还能培养学生的实践意识.低成本实验的器材往往可以让学生自己设计制作，学生自主动手动脑，发展创造性思维.复杂抽象的物理知识，通过简单的实验，学生理解起来更容易.作为物理教师，善于发现身边的实验器材，在课堂上多做有趣的实验，可以有效调动学生的积极性，提升课堂效率.

3 开展模型竞赛教育

对科学兴趣的引导和培养要从学生抓起.通过模型竞赛教育，可以培养学生善于创造、勇于实践的品格和能力.模型竞赛教育可以激发学生的学习兴趣，提高学生科学素养，使学生养成主动学习、善于实践、持之以恒的习惯.学生通过这些活动还能学习和继承一通百通、精益求精的工匠精神[5].

拼装类模型，按照材质主要可分为塑料模型和木质模型.在拼装的时候，学生需要熟练使用剪刀、剪钳、锉刀、镊子、胶水等工具，培养动手能力.模型拼装是否完整、美观，是评价的重要依据.拼装是否规范、完整，也会影响模型的性能.

例如 以四驱车拼装竞速活动为例，学生需要依据图纸，使用工具将一个个零件拼装成赛车，还要进行一系列调试和改装.在阅读说明书的过程中，学生要学会看图纸，依照图纸完成拼装.通过这样的活动，学生可以养成仔细阅读使用说明书的习惯.四驱车的动力依靠电池驱动马达，这是一个简单电路，可以通过这个结构向学生讲解电路的有关知识.不同种类的四驱车，有不同的传动系统，学生在实际的拼装过程中，可以认识各种机械结构，激发好奇心和探究欲望.四驱车竞速，需要把拼装好的赛车放到跑道上，跑完全程所用时间越少，成绩越高.想让四驱车跑得更快，要对导轮、轮胎、马达等多个零件进行改良，可以设置一系列问题和方案给学生探究.

小结 模型竞赛活动具有挑战性和趣味性，能激发学生的探究欲，给学生提供一个展示平台.开展此类活动，可以涉及诸多学科，关联多个知识点，培养学生综合素质.学生通过模型拼接，可以学习到关于车辆、船舶、飞机等模型知识.

4 在线教学实验策略

面对突发公共卫生事件，学校需要结合实际情况开展线上教学.线上教学时师生不能面对面互动，学生的学习缺乏监督，为了提高学生的学习效率，更应该重视实验[6].

4.1 摄像头直播

期间可以利用电脑和手机等进行直播.学生能看到实时的实验视频，有疑问可以及时得到解答，互动效果良好.教师能掌握实验的节奏，对部分实验细节进行特写，学生可以观察得更加细致，掌握细节.

4.2 软件模拟实验

随着信息技术的发展，[4]出现很多实验仿真软件.通过软件模拟的方法，让学生有直观体验.这些软件和模拟实验还能分享给学生，让学生自己在电脑上操作，学生能设计出非常有创意的模拟实验，发挥主观积极性.利用Nobook虚拟实验室、手机物理工坊等软件，学生可以把物理实验室“装进口袋”.

4.3 实验视频推送

如果没有條件进行直播实验和模拟实验，可以给学生推送实验视频资源，避免通过做实验题来学习物理实验.教师可以自己录制视频进行剪辑，或者利用网络平台进行资源整合，给学生提供丰富的内容.教师自己录制的视频，学生有亲切感，教师可以把握重点难点.网络资源形式更加多样，风格多变，可以给学生新鲜感.

5 结语

为了培养学生综合素质，落实新课标理念，教师一定要重视物理实验教学.实验教学不仅可以帮助学生掌握物理概念，构建知识网络，还能锻炼学生的科学思维、创新意识，兼顾素养提升与考试要求.作为教师一定要重视项目式学习实验，开发低成本物理实验资源，有条件的学校可以开展模型竞赛课程，线上教学也要丰富实验形式，这样才能落实新课标理念，培养学生核心素养.

参考文献：

[1]王雄.初中物理实验常用的十种方法[J].物理教学，2021，43（11）：42-44.

[2]田龙.中考物理实验复习策略[J].初中生辅导，2022（18）：60-66.

[3]陈单飞.以项目学习优化初中物理教学的策略分析[J].数理化解题研究，2022（17）：89-91.

[4]黄英奇.新课程理念下低成本实验的研讨[J].物理教学探讨，2004，22（6）：15-16.

[5]周秩榆.青少年创新思维能力的培养——以航海模型赛科技活动为例[J].西部素质教育，2021，7（10）：86-87.

[6]唐建华.在线教学环境下初中物理实验教学的思考[J].物理教师，2020，41（09）：43-44+48.