基于核心素养的初中物理实验教学策略优化研究

摘 要：核心素养指人们在解决问题、交流合作、创新创造等方面所需具备的素质和能力，这一概念的提出对初中物理教学尤其是实验教学的发展提出了新的要求。综合宏观趋势和客观事实，对标常规学术问题研究、分析的模式和渠道，参照新课程标准中的有关内容、要求和标准以及核心素养的基础性概念，试从分层教学的应用、多媒体教学技术的应用、趣味实验活动的引入、小组合作学习的应用以及实践性作业的设计等角度对初中物理实验教学策略优化进行研究。

关键词：核心素养；初中物理；实验教学

作者简介：孙剑纹（1993—），女，江苏省无锡市山北中学。

进入初中阶段，学生开始接触物理这一门全新的课程。与同学段的其他课程相比，初中物理的知识容量较大，知识点间的联系方式也较为丰富，同时对实验操作的要求也较高，对初中生来说学习难度不小。结合学科的固有性质不难看出，物理教学工作优化的关键在于提升实验教学的综合质量，使学生能够以相对具象的方式去理解知识、学习技能、培养兴趣，这样才能实现物理知识教学的生本内化和效果落实。在笔者看来，初中物理教师主要应从下列几方面切入提升实验教学的质量和效率。

一、贯彻分层教学理念

初中生的身体、心理、智力等处于快速发展阶段，在诸多先天、后天因素的综合作用下，学生个体之间呈现不同的发展方向和发展状态。因此，初中物理教师在开展实验教学前，应先对学生的学情进行多渠道的详细调查，贯彻分层教学理念，针对不同的学生制订不同的引导策略。

（一）丰富了解学生实验学情的渠道和手段

在以往传统的教学模式中，部分初中物理教师习惯根据学生在课堂理论学习时的表现来推断其物理实验水平，或者将学生在操作台上的整体表现当作判断他们的综合实验素质的唯一依据。然而，必须承认的一点是，不同学生的理论学习能力和实践操作能力不同，同时学生的实验结果受诸多方面的因素影响，所以学生的实验认知必然存在巨大的个体差异。因此，初中物理教师要有效丰富了解学生实验学情的渠道和手段，既要根据学生的课堂学习表现对其理论储备进行准确的估计，又要在实验过程中观察学生的实际动手操作，同时还要在课堂之外的诸项活动中了解学生的兴趣和长处，以此来形成更为完整的学生实验学情档案。

例如，对于“探究声音的产生”这一项实验，有些学生在前段学习过程中对于涉及“声音的产生”的理论知识没有表现出很强的认知能力，但是却对实验中所用到的音叉等器材很感兴趣，也很乐意按照教师的演示和引导开展相应操作，取得了远多于理论学习的认知成果。那么，对于这部分学生，教师就应当在实验引导时提出更多的要求，比如让学生试着将振动的音叉放入水中，通过观看水面的波纹来观察声波的可视化表现等。

（二）结合学生实验学情划分不同的教学层次

“因材施教”是基本的教育准则之一，也是取得良好教学成果的一个先决条件。在完成学情了解工作后，初中物理教师便要根据学生的综合实验水平将他们划分为“基础组”“中档组”“优化组”三个学习层级，并对处于不同层级的学生采取具有针对性的实验教学方式。需要强调的一点是，教学层次的划分要体现学生实践方面素养的相对独立性，不要过多地受到学生理论学习水准的影响。同时，教师还要注意在后续工作中根据学生实验学习情况的变化及时进行层次调整，这样才能保证分层教学在实验引导工作中真正发挥效力。

例如，在“观察蒸发现象”这个实验的引导中，对于实验基础较好的“优化组”和“中档组”学生，除了课内基础实验目标，教师还可利用现有条件鼓励学生试着探究一下影响液体蒸发快慢的原因，可从“热源溫度”“器皿形状”“液体初始温度”等角度出发给予他们必要的提示；而对于“基础组”中实验基础相对薄弱的学生，教师应以课内的既有实验方式和探究目标为主要要求，不进行过多的延伸教学［1］。

二、应用多媒体教学技术

初中生的认知能力与思维模式还没有发展成熟，在摄入、整合、内化信息时习惯沿用感性化的路径和策略，在解决一些概念性较强的中高阶问题时存在一定的困难。初中物理教师要正视这一客观事实，借助多媒体教学技术在信息呈现多元化和可视化方面的优势来提高实验教学效果，一方面可使学生直观地了解各类实验技能的内容和应用方法，另一方面也可拓展学生的实验观察维度和范围。

（一）实现实验内容的具象化展现

实验本身就是一种感官参与性极强的学习活动，且各个实验环节的内容和形式也比较丰富，很难完全凭借语言文字来进行完整的流程介绍。除此之外，传统的初中物理实验展示是教师在讲台上实际操作来进行的，由于学生观察的角度不好或视野有限，因此其难以获得良好的观察效果，进而影响课堂的教学效率。为了更好地解决这两个问题，初中物理教师可借助多媒体教学技术来提升实验教学的质量和效率，利用图片、视频等更直观的方式来呈现知识内容，并通过对教学资料的暂停、回放、倒放和画面放大等操作来满足学生二次观察的需要。这样一来，学生就可以通过更直接、简单的方式来理解实验的原理和步骤，同时也能得到更为详尽而清晰的实验指导。

例如，对于“观察光的传播路径”这一课内实验项目的指导活动，教师可以从网上搜集一些资料制作相应的教学视频并播放给学生看，让学生通过观察视频中透镜、激光仪等器材和设备的使用方法与实验过程，对接下来的实验操作步骤和顺序形成清晰的认识。教师还可以在一些出现重要操作环节的镜头做暂停和截图处理，让学生能够看得更真切、细致，从而让实验更容易取得预期成效。

（二）拓展学生的实验观察维度和范围

“实验”是一个宽泛的概念，任何以实践手段来探索、验证客观知识、规律的活动都可以被称为实验，所以实验教育不能局限在有限的空间当中。初中物理教师需要认识到的一点是，部分初中物理知识以普通学校的条件是无法通过实验的方式得到展现和应用的，也不会出现在实验考核中；但让学生有效认知这部分知识，却非常有利于学生物理核心素养的提升。因此，初中物理教师应依托多媒体教学技术的场景还原功能，将那些高难度或比较危险的实验以虚拟影像等形式引入课堂，以此让学生形成更为具体、丰富的认知。同时，这一教学模式还可应用于常规实验项目的教学，从而降低常态化组织学生进行实验操作的成本［2］。

例如，在“宇宙探秘”这一课中关于“天体引力”的教学中，学生无法在实验室中对天体间的引力作用形式进行探究。对此，教师可以借助VR设备、软件以及全息影像资源，将太阳系中八大行星的运转影像投射到大屏幕乃至教室空间中，让学生观察行星在引力的相互作用下所发生的运行轨迹、速度和方向的变化，并可在条件允许的情况下进行交互操作，让学生感受改变行星间的距离对行星间引力作用强弱的影响。

三、引入趣味实践活动

初中生有着强烈的“求鲜”主观意趣，比起传统的听讲式学习模式，他们更热衷于通过一些有意思的实践活动来学习知识、掌握技能。初中物理教师不妨利用学生的这一特性，在实验教学中多设计一些符合实验内容和学生兴趣的趣味活动，让学生在富有参与感和趣味性的游戏的带动下，激发更多的潜能与灵感，从而达成“寓教于乐”的理想目标，也让学生进一步体会到物理实验在实践应用中的巨大价值。

例如，在进行“探究压力作用的效果”这一项实验之前，教师可以仿照体育活动中的拔河项目来设计一个别开生面的游戏活动：准备两只皮碗并将它们牢牢地反扣在一起，利用注射器抽光皮碗间的空气，而后在两只皮碗的底部分别系上一根绳子。选出6到8名学生，并将他们分成两个小组，每组握住一根绳子用力向相反的方向拉拽，看看能否将两只皮碗分开。这个游戏还原了历史上著名的马德堡半球实验。在这个游戏中，学生将惊诧于两只小小的皮碗居然会有这样大的力量，从而对这种力量的来源——大气压产生强烈的好奇心，这为教师后续的实验教学打下了良好的基础［3］。

四、引入小组合作学习模式

学生的主观能动性是最值得开发、利用的一种宝贵的学习资源。如何彰显学生的学习主体地位，提升物理教学质量，是初中物理教师必须认真思考的一个问题。初中物理教师要在实验教学过程中给予学生充足的合作探究空间和契机，一方面要完善对基本知识内容的讲解和演示，另一方面又要点到为止，预留出足够的“知识余白”或问题，从而使学生能够发挥自己的聪明才智进行探索，通过小组合作的方式利用既有的学习成果去思考问题、设计实验、验证猜想、得出结论，让学生获得更多表现自己的机会，明白实验的价值。此外，活动的开展还能让学生充分表现出自己的思维习惯和知识短板，为教师后续教学的调整提供可靠的参考［4］。

例如，在完成“用小磁针探究磁体周围的磁场”这一项实验之后，教师可以提出这样一个问题：有人说手机在通话时所产生的磁场是最大的，那么事实真的如此吗？我们该怎么证明呢？随后，教师可鼓励学生结成二人或四人小组，根据本次实验的有关结论自行提出假设、设计实验，并利用课后时间执行实验方案，结束后将实验报告、心得和相关的资料作为作业上交。

五、注重实践作业的设计

古人云：“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”所有的知识、技术都要从实践中获得，而只有通过实践，这些知识、技术的价值才能够得到最大限度的发挥——这也是实验活动能够在教育工作中占据一席之地的根本原因。作业是促进学生吸收学习成果的重要环节，在设计课后作业的过程中，初中物理教师不仅要完善纸面作业的科学设计，还要结合实践性教育主题来布置一些执行性较强的活动性任务，让学生得以通过亲身实践、动手操作的方式将自己掌握的实验技法、知識等进行巩固、内化，并在这个过程中让学生获得强烈的满足感，以此来达成开发学生实验思维资源、培养学生实验操作兴趣的理想目标。当然，这项工作的开展也要遵循适度的原则，要考虑学生的主观意趣和行为能力，不可好高骛远从而导致一系列问题的出现。

例如，在完成“探究物质吸热升温的属性”这项实验的教学和操作引导后，教师可以鼓励学生将实验的方法应用到现实中，探究诸如瓷碗、易拉罐、木质案板、铁锅等身边常见的不同物品的吸热升温能力，并将相关实验的过程和结果整理成一份完整的实验报告。教师还可鼓励学生和自己的父母一起完成这项作业，这样既能让学生得到来自父母的协助和保护，又能满足学生在父母面前表现自己的主观意愿［5］。

结语

除了以上几项主要策略，初中物理教师还要在实验教学中践行课程思政理念，不光要教授给学生具体的实验操作知识和技法，还要在实验过程中有意识地培养学生敢于质疑、大胆猜想、不懈探索、乐于观察的实验精神，使他们能够在形成完备实验知识和技能素养的过程中树立起正确的实验学习态度，将物理核心素养的培养提升到一个全新的高度。

初中物理教师要在实验教学中贯彻正确的核心素养培养观念，通过分层教学的应用、多媒体教学技术的应用、趣味实验活动的引入、小组合作学习的应用以及实践性作业的设计等策略从不同角度、不同层面提升学生的物理实验操作能力和意识，培养他们浓厚的物理实验操作兴趣，使学生真正学会物理、用好物理、爱上物理，继而为他们将来更进一步的物理实验学习和课程核心素养发展打下坚实的基础。

［参考文献］

［1］杨红.基于核心素养的初中物理实验教学方法研究[J].数理天地：初中版，2023（20）：69-71.

［2］陈磊.立足物理实验发展核心素养：以初中物理教学为例[J].科普童话，2023（20）：80-82.

［3］欧阳校准.核心素养下提升初中物理实验课堂教学有效性初探[J].数理天地：初中版，2023（16）：71-73.

［4］刘翠平.初中物理实验教学中培养学生的核心素养策略[J].数理天地：初中版，2023（6）：77-79.

［5］陈淑珍.基于核心素养的初中物理实验教学实践探究[J].考试周刊，2023（9）：90-93.