初中物理实验教学培养学生科学素养的思考与实践

相 云

在初中阶段的学习中，物理是非常重要的一门学科，而物理知识又是很多科学研究的基础，凸显了物理学科的重要性。初中物理实验教学必须要创新实验教学方法，为初中生创造更好的实践机会和平台，实现初中生科学素养的提升。［1］反过来，物理实验能否顺利开展，与学生的科学素养又有着密切的关系，为此教师要借助物理实验，搭建起学生学习与科学素养提升之间的稳固桥梁。

一、立足当前教育需求，突出科学素养要求

首先是适应改革需要，强化学生知识联系。随着素质教育和素养培养的实施，义务教育课堂教学正面临着不断的变革，各学科教师也迎来新的挑战。为达到适应教育改革的发展、满足学生的科学素养要求的目标，强化学生的知识联系，形成一套完整的科学教育体系是教师应该重点考虑的问题。在物理实验教学中，知识联系主要体现在教材与实验的关联上，具体来说，就是学生必须清楚实验的原理，有效开展物理实验。

以人教版《义务教育教科书·物理》（以下简称“物理教材”）八年级上册第一章第一节《长度和时间的测量》为例，学生学习这两个物理量的测定，是为后面学习速度测定的相关内容做好准备。测量长度的常用工具是尺子，而测量时间的主要工具就是秒表，在实验开展之前，教师必须要向学生明确说明，为什么要用这两种工具进行测量。首先长度是肉眼可见的，在已经定义了单位长度的基础上，只要根据尺子的读数，就可以测出物体的实际长度，长度这个量也是不容易改变的，属于可控量；而时间随时在流逝，不受人们的控制，时间的测量在本质上只是截取一段时间，并用秒表上的数字表示这一段时间，是可变量，并且可能受个人操作的影响。

其次是依据发展规划，激发学生实践能力。科学素养中包括了对学生科学实践能力的激发。学生仅仅掌握理论还远远不够，实践能力的提升才是未来实现科学技术发展、社会进步的根本保证。因此教师要依据社会及个人发展的规划，有针对性地激发学生的实践能力。

以人教版物理教材八年级下册第七章《力》的实验教学一课为例，力不仅是整个物理教学的中心知识，且在生活中无处不在，然而人们肉眼却无法直接观察到力的存在，因此必须要用实验的方式才能让学生感受到各种力的存在。在日常生活中常见的力主要有：重力、弹力、摩擦力、支持力等，教师就可以进行这样的实验设计：

教师可以让学生通过对生活现象的观察和研究，找出各种力的存在，然后设法排除其他力的干扰，重点观察其中一种力的实际表现，最后根据观察到的实际现象，说出这种力存在的依据。以重力的实验研究为例，学生可以举起一块橡皮，再放开橡皮，让它做自由落体运动。学生就会观察到，放开橡皮之后，橡皮会以垂直地面的方向，向下加速运动，而不是朝着其他的方向，这就得出了橡皮受重力作用，且作用的方向是竖直向下这一结论。在本实验中，教师还要引导学生思考，为何要选择橡皮，而不是一张纸？进而理解到使用橡皮就能在很大程度上排除其他力，如空气阻力的影响，这样才能使实验更加直观。

二、解析科学素养要素，明确实验教学方向

其一是夯实知识基础。良好的认知基础，是物理学习乃至实验开展的必要条件。初中物理，相对于其他学科而言，主要特色在于其知识点的基础性。

以人教版物理教材八年级上册第四章《光现象》的实验教学为例，光是人们看清一切事物的物质基础，物体只有通过光的反射传到人的眼中，才能形成具体的图像。光的传播、反射、折射、色散等现象的存在造就了我们所看到美好的世界。对于光而言，还有许多未知的领域值得人们去探索，其中包括了很多对光特有现象的应用。因此，教师在实验中，可以重点为学生讲述光的作用及其存在的重要性，在吸引学生兴趣的同时，也能引导学生主动进行深入探索。

其二是注重方法过程。相比于基础知识的掌握和理解而言，学生对科学研究方法与过程的掌握，更是学生科学素养的重要组成因素。成功的实验要以特定的方法与技巧为根本保证，因此实验方法的教学就显得尤为重要，是教师在教学中应关注的重点。当然在物理实验中，又要注意物理实验研究方法的灵活性与有效性，这就需要教师结合具体的案例，对一种或一类实验展开系统的分析，以帮助学生更好地兼顾灵活性与有效性。

初中阶段的电学实验，通常是测量电路中的电流、电压与电阻，这类实验的基本流程，应该是先画出电路图，分析不同链接方式的特点，再进行实际的电路连接，同时要记录好具体的现象或数据。以人教版物理教材九年级全册第十六章《电流和电路》的实验为例，教师在组织学生测定小灯泡的电阻值时，为了确保实验的准确性，学生应改变滑动变阻器接入的阻值大小，从而改变电流与小灯泡两端的电压大小，经过多次测量后取平均值，这种方式能使实验更加精确，更有效地说明理论的准确性。学生完成实验并理解这种实验方法的科学性后，就能够将这种思维贯彻到其他的实验学习中，促进自身科学素养的提升。

三、掌握科学素养要领，全面推进教学升级

其一是兴趣培养，激发学生学习动力。要真正实现学生科学素养的可持续提升，必须从兴趣着手，开启学生学习动力的源泉。兴趣的培养也是新时代课堂教学变革的基本方向和必然趋势，是教师物理实验教学的思维指引。［2］

以人教版物理教材八年级下册第十章《浮力》的实验为例，教师在开展本实验时也可以与学生喜爱的一项运动——游泳进行结合。教师可以引入如下两个问题：为什么有些人不会游泳却能够漂浮在水面上，而有些人不行？人能够在死海上自由漂浮的原因是什么？然后再以这两个问题作为引导，通过实验解释原理，更能吸引学生的兴趣，激发学生探索物理知识的欲望。兴趣培养要求教师能够从学生的日常生活及相关调查中发现学生的兴趣，从而有针对性地进行实验设计。

其二是精神凝聚，塑造学生探索品质。物理实验是一个十分严谨的过程，因此学生必须要拿出饱满的精神，始终坚持以求真务实的良好心态来对待实验流程。教师可以从实验的设计出发，加强对学生品质素养的培养。

有些学生往往不经过实验，就对一些物理情景进行主观判断，没有考虑到凡事都具有特殊性，不能以主观判断作为最终的结论。例如，有学生认为，只要一个物体的密度比水大，那么在没有其他因素影响下就一定会下沉，教师此时就可以通过实验，向学生演示铁块放置在水中必然会下沉，但依然可以通过各种方式让其浮起。这样的实验目标将看似不可能的事件变为可能，就能够引导学生进行科学思考，激发学生的探索与思辨精神。

科学素养的培养不仅是新时代人才培养的基本要求，也将对社会的进步、科技的发展产生重要作用。教师应通过改进教学方法，切实增强学生的科学素养，将初中学生培养为有知识、有精神、有品质、有能力的“四有”优秀青年。