基于核心素养培养的初中物理实验教学实践

摘 要：分析了传统初中物理实验教学中存在的问题，包括实验教学内容单一和实验操作依赖教师等情况。探讨了基于核心素养培养的初中物理实验教学的意义，包括深化物理知识理解和提高物理探究能力两个方面，提出了一系列实践策略，包括探究实验背景、激发实验兴趣、优化实验过程、组织合作实验、开展头脑风暴以及问题引领教学，旨在更好地实施基于核心素养培养的实验教育，提高学生的综合素养水平。

关键词：核心素养；初中物理；实验教学

作者简介：秦志威（1974—），男，甘肃省兰州市第六十三中学。

核心素养教育已成为现代教育改革的重要方向，旨在培养学生的综合素养，包括批判性思维、问题解决能力、沟通技巧、创新意识以及合作精神等。在这一教育理念的引领下，初中物理实验教学正在进行改革。传统的实验教学注重知识传授和技能培养，而基于核心素养培养的实验教学更强调学生的参与度、思考能力和综合素养。本文探讨了如何运用核心素养教育理念，优化初中物理实验教学，以提高学生的综合素养水平，促进学生的个人发展。

一、传统初中物理实验教学中存在的问题

（一）实验教学内容单一

传统初中物理实验教学存在一系列问题，其中较显著的问题之一是实验教学内容单一。在传统教学模式下，学生通常只能接触到少数几个标准化的实验，这些实验通常与课程中的理论知识直接相关。首先，这种偏重于课本知识的实验教学模式忽略了物理实验的多样性和实验科学的本质。学生只能通过有限的实验经验来理解物理学科，而无法真正体验到科学探究的乐趣。实验教学内容的单一性还限制了学生的创造力和探索欲望。其次，传统实验通常是固定的，学生必须按照既定的步骤和结果来操作，这减少了他们在实验过程中提出问题、尝试新方法和独立思考的机会［1］，这种教学方法不利于培养学生的批判性思维和实验设计能力。实验教学内容的单一性也让学生丧失了学习兴趣，反复进行相似的实验，学生可能会感到实验课程单调乏味，缺乏新鲜感和挑战性。这种情况容易导致学生对物理学科的兴趣减退，降低他们学习物理的积极性。最后，单一的实验教学内容难以满足不同学生的学习需求。每个学生都有自己的兴趣爱好和学习风格，但传统教学模式未能为他们提供足够的选择机会。这可能导致一些学生无法在传统实验中找到自己感兴趣的内容，进而产生挫折感。

（二）实验操作依赖教师

在传统初中物理实验教学中，有一个显著的问题是实验操作依赖教师。这一依赖现象产生了一系列不利影响，限制了学生的自主学习和实验技能的提升。首先，实验操作依赖教师意味着学生通常只是被动的执行者，而不是主动的探究者。在这种模式下，教师扮演着指导者的角色，会详细介绍每个实验步骤，并提供给学生他们想得到的信息和答案。这种情况下，学生失去了独立思考和解决问题的机会，因为他們只需按照教师的指示来完成实验即可。这样的实验教学模式使学生仅关注如何得到正确的结果，而不是理解实验的科学原理和方法。其次，实验操作依赖教师也阻碍了学生的实验技能发展［2］。学生在这种情况下很少有机会独立选择实验方法、设计实验程序或解决实验中的问题，难以学习如何调整实验条件以获得不同的结果，也无法提升自己的实验技巧。最后，实验操作依赖教师还可能导致学生不愿意自己尝试解决问题或进行思考，这会影响到他们学习的独立性和自信心。

二、基于核心素养培养的初中物理实验教学的意义

（一）深化物理知识理解

基于核心素养培养的初中物理实验教学具有深化学生对物理知识的理解的重要意义。核心素养培养强调跨学科的综合素养，包括批判性思维、沟通能力、创新能力和合作精神等。将核心素养培养与物理实验教学相结合，可以为学生提供更有深度和广度的学习体验，从而加深他们对物理知识的理解。首先，核心素养培养强调学生的批判性思维和问题解决能力的提升。在物理实验中，学生不仅要完成实验任务，还要分析实验结果、推断原理，并评估实验过程中存在的误差。在这一过程中，学生能够深入思考、提出问题并寻找解决方案，从而更好地理解物理学的基本概念和原理［3］。其次，核心素养培养强调沟通能力的重要性。在物理实验教学中，学生通常需要以口头或书面的方式向老师和同学解释实验过程和结果。这种实践有助于他们提高表达和沟通的能力，将自己的观点清晰地传达给他人，同时也能够让他们更好地理解和吸收他人的观点和反馈。最后，核心素养培养还强调合作精神和团队协作的价值。在物理实验中，学生需要与同学合作，共同完成实验任务。这不仅有助于学生学会协调合作，还能够让他们从他人那里学到不同的思考方式和方法，扩大自己的知识视野。

（二）提高物理探究能力

基于核心素养培养的初中物理实验教学具有提高学生物理探究能力的重要意义。核心素养培养强调学生的批判性思维、问题解决能力、独立学习能力和实验探究能力等综合素养。将核心素养培养融入物理实验教学中，不仅有助于学生更好地理解物理概念，还能够培养他们成为主动的、有探究精神的科学学习者。首先，基于核心素养培养的实验教学强调批判性思维和问题解决能力的培养。在物理实验中，学生需要分析和解释实验结果，提出问题并寻找解决方案。他们必须思考实验背后的科学原理，评估实验方法的有效性，并识别可能存在的误差。这一过程鼓励学生通过自主思考和逻辑推理来解决问题，能提高他们的批判性思维和问题解决能力。其次，基于核心素养培养的实验教学强调独立学习和自主探究的能力。在实验教学中，学生有机会自主选择实验主题、设计实验方案，并进行实验探究。这种自主性的学习过程能培养学生的独立学习技能，使他们能够主动获取知识，而不是依赖于教师的传授。学生在自主探究中能充分发挥学习的主动性和掌控力，这有助于他们更深入地理解物理学科。最后，基于核心素养培养的实验教学强调实验探究的重要性。学生不仅仅是实验的执行者，还是问题的提出者和解决者。学生应主动地提出假设，设计实验来验证这些假设，并根据实验结果进行推断和总结。实验探究的过程能培养学生的科学方法论，使他们能够更好地理解科学研究的本质和掌握科学知识。

三、基于核心素养培养的初中物理实验教学实践策略

（一）探究实验背景，激发实验兴趣

基于核心素养培养的初中物理实验教学实践需要采用一系列策略，以激发学生对实验的兴趣，并帮助他们更好地探究实验背景。首先，引入引人入胜的实验故事或历史背景。在做实验前，教师可以简要介绍与实验相关的有趣故事、历史事件或科学发现［4］。这可以帮助学生将实验内容置于更广阔的背景中，激发他们对实验的兴趣。例如，在进行光的折射实验时，教师可以讲述光的折射在历史上的重要应用，如望远镜等，以引起学生的好奇。其次，鼓励学生提出问题。在实验开始之前，教师可以鼓励学生提出与实验主题相关的问题。这些问题可以是关于实验结果的预测、实验条件的影响、科学原理的解释等。通过提问，学生可以更深入地思考实验的目的和意义，并自主探索问题的答案。再次，提供具体的实验背景信息。在做实验前，教师可以向学生提供一些关于实验背景的基本信息，以便他们更好地理解实验的目的。这些信息可以是相关的物理定律、科学原理、历史背景和实际应用等。通过这些信息，学生可以更深入地理解实验的意义，并将实验与实际生活联系起来。最后，创设具有挑战性的实验设计任务。为了激发学生的兴趣和好奇心，教师可以设计一些开放性的实验任务，让学生自主选择实验方法和探究路径。教师可以要求学生自己设计实验程序、提出假设并验证其正确性。这种方式能够鼓励学生积极参与实验过程，培养他们的实验设计和探究能力。

（二）优化实验过程，提高教学质量

优化实验过程并提高教学质量是基于核心素养培养的初中物理实验教学的关键目标之一。具体而言，优化实验过程涉及一系列策略和方法的应用，能确保学生在实验中获得深刻的学习体验，并培养他们的核心素养。首先，在实验准备阶段，教师需要精心设计实验方案。以牛顿第一定律的相关实验为例，教师应该明确实验的主要目标，即验证运动中的物体在不受外力作用时将保持匀速直线运动的状态。在这个阶段，教师应该确定实验所需的材料、仪器和实验条件，以确保实验的有效性和安全性。此外，教师还可以预测可能出现的问题，并为学生提供相应的解决方案，以减少实验中的困难和阻碍。其次，教师在实验过程中应充当指导者的角色。教师可以引导学生学会正确测量物体的质量，选择适当的测量工具，并记录实验数据。教师还要鼓励学生在实验过程中提出问题和假设，并自主选择实验方法。这有助于培养学生的独立思考和实验设计能力，同时增强他们的学习动力。最后，教师应要求学生完成实验报告或说明，展示他们的实验过程和结果。这可以帮助学生提高书面表达和沟通能力，同时加深他们对实验的理解。同时，教师还可以提供反馈和评估，帮助学生改进他们的实验设计。

（三）组织合作实验，开展头脑风暴

在基于核心素养培养的初中物理实验教学实践中，教师可以采用组织合作实验和开展头脑风暴的策略，以促进学生的综合素养和创新思维发展。第一，组织合作实验是一种有效的教学策略，可以提高学生的团队协作能力和沟通技巧。在实验中，教师可以将学生分成多个小组，并让每个小组负责完成一个特定的实验任务。这种合作模式鼓勵学生分享观察、讨论结果、解释现象，并一起解决实验中可能出现的问题。通过合作实验，学生能互相协助，共同面对复杂的实验挑战。这有助于培养他们的团队合作能力，同时也能为他们提供学习如何有效沟通和协商的机会［5］。让学生在小组中互相学习，分享不同的思考方式和方法，能拓宽他们的知识视野。第二，开展头脑风暴也是一种有益的策略，可以提高学生的创新思维和解决问题的能力。在实验开始之前，教师可以鼓励学生在小组中开展头脑风暴，提出与实验主题相关的各种疑问、假设和可能的解决方案。这种思维过程能够激发学生的好奇心，培养他们提出问题和寻找创新解决方案的能力。在开展头脑风暴的过程中，学生能够积极参与，提出他们的创意和想法。教师可以鼓励学生考虑不同的实验方法和变量，以及可能的实验结果。这有助于培养学生的批判性思维和实验设计技能，使他们能够自主地探究和解决问题。此外，头脑风暴也有助于提高学生的自信心。当他们的想法得到鼓励和尊重时，学生会更有动力参与实验学习。这种积极的学习氛围有助于提高教学质量，促进学生知识的积累和创新思维的发展。

（四）问题引领教学，培养物理思维

在基于核心素养培养的初中物理实验教学实践中，问题引领教学是一种关键策略。首先，问题引领教学强调将问题作为学习的起点。在实验开始前，教师可以提出一个或多个引导性问题，这些问题通常涉及实验的主题或目标。通过引入问题，教师可以激发学生的好奇心，引导学生思考和探究，从而激发其学习的动机和提高其学习参与度。其次，问题引领教学鼓励学生主动思考和提出问题。在引导性问题的帮助下，学生会积极思考和提出与实验主题相关的更深层次的问题［6］。这有助于培养学生的批判性思维和探究精神，让他们主动参与知识的构建和问题的解决。再次，问题引领教学注重实验结果的分析和推理。学生在完成实验后，需要分析实验数据并提出结论，回答他们最初提出的问题。在这一过程中，学生需要运用物理知识和科学原理，这能培养他们的物理思维和科学推理能力。最后，问题引领教学强调实验结果的讨论和共享。学生与同学分享实验结果、现象和结论，并进行讨论，能促进知识的共享和交流，同时也能鼓励学生从不同的角度思考和学习，拓宽他们的知识视野。

结语

总之，基于核心素养培养的初中物理实验教学旨在培养学生的批判性思维、问题解决能力、沟通技能、创新意识和合作精神。这一教学方法强调了学生的自主性和参与度，能够使他们更深入地理解物理学科，同时也能培养他们在未来学习和工作中所需的综合素养。通过问题引领教学、合作实验以及开展头脑风暴等策略的应用，教师可以提高教学质量，激发学生的兴趣，并为他们的学业发展奠定坚实的基础。

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