初中物理实验教学优化策略探析

赵春燕

【摘要】本文以鲁科版九年级上册物理教材电学部分的典型物理实验教学为例，探讨分析在学科核心素养理念下，对演示性物理实验、测量性物理实验、验证性物理实验及探究性物理实验进行优化及完善的策略方法，意在以初中物理实验及教学模式的革新为支点，推动义务教育物理课程的教学改革，全面促进立德树人根本任务的落地.

【关键词】初中物理；物理实验；实验教学

电学，是九年级学生在初中物理课程学习中所需掌握与理解的核心内容，在促进学生物理学习能力进阶，推动学生物理核心素养等方面上有突出的现实意义.《义务教育物理课程标准（2022年版）》（下称《物理课标》）在“课程内容”中更是将“用电流表、电压表测量电流、电压、电阻”“探究电流与电压、电阻关系”等电学实验定位为中学生必做物理实验.鉴于此，本文便以中学物理电学部分实验教学为例，对行之有效的优化革新方法展开探析，望能为处于教学一线的初中物理教师带去重构物理实验教学模式的启发与借鉴.

1 发掘微课技术智慧，理实结合，优化演示性实验

演示性物理实验是一种让学生以观察为主要学习方式的物理实验类型.在诱发学生物理学习动机、提高学生课堂参与度、激发学生求知欲与好奇心等方面有积极作用.在核心素养导向下，优化初中物理演示性实验教学时，教师可充分借助微课等现代信息化教学技术的直观形象优势，将肉眼较难观察到的实验现象以更为立体与真实的方式呈现到学生眼前，在吸引学生注意力、调动学生多重感官的同时，激发学生对未知的好奇及渴求，促进学生对抽象、晦涩物理概念的高效建构.

例如 以鲁科版九年级上册物理教材（以下简称“鲁科版物理教材”）为例，在“电流和电路”一课中，以演示性物理实验“电荷的定向移动”引导学生学习新知、建构“电流”“电流方向”等关键物理电学概念时，初中物理教师就可利用微课教学技术将该物理演示性实验以更为清晰、直观与立体的形式呈现给学生，以其中验电器A与B金属箔张开角度的变化激起学生的求知欲与物理学习兴趣.

首先，初中物理教师可为学生提供验电器实物，让学生在课堂中传阅观察、观看验电器的构造，即上部有一与金属杆相连的金属球，金属球穿过橡皮塞，其下端悬挂两片极薄的金属箔，金属杆的下端与金属箔被封装在玻璃瓶中.而在学生细致观察验电器构造时，教师则可将验电器的工作原理绘声绘色地讲述给学生，使学生在观察验电器构造、触摸触碰验电器结构的过程中，通过细致聆听教师的说明，认识到：验电器是一种能够检测物体是否带电和粗略估计带电量大小的仪器，其工作原理为同种电荷相互排斥，验电器的金属箔会自动分开，张成一定角度，可根据两片金属箔张开的角度粗略估计物体带电量，从而为解释、演示实验现象，总结归纳演示实验结论打好基础.

其次，初中物理教师可紧随其后地利用微课为学生播放“电荷的定向移动”演示实验视频，并运用“放大镜”“倍速播放”“暂停”等功能，将视频中“带电的验电器A与不带电的验电器B在被金属杆相连后，验电器A的金属箔张开角度逐渐变小，验电器B的金属箔逐渐张开”这一现象以更为直观、具体的形式呈现给学生，引发学生对其中电荷移动情况的分析探讨，即根据验电器A金属箔张开可知，验电器A带电；根据验电器B金属箔闭合可知，验电器B不带电.而在用金属杆连接两个验电器上端金属球后，验电器A金属箔张开角度逐渐变小，验电器B金属箔张开角度逐渐变大，可以感知到有电荷通过金属杆从验电器A流向到了验电器B，形成了短暂的电流.

最后，初中物理教师可立足学生的实验观察发现，因势利导地向学生渗透简易电路中电流的移动方向，让学生在一边观察一边倾听的过程中，自然而然地完成对“电流”“正电荷定向移动方向是电流方向”等物理电学基本概念的建构与理解认识，进而在直观形象演示性物理实验现象的推动下实现深度物理学习与精准的概念建构.

2 开发情境导学作用，寓教于乐，优化测量性实验

测量性物理实验是中学物理课程中极为重要与关键的实验类型，直接作用著学生实验用具操作能力、实验方案设计能力与数据收集解释能力的发展提升.相较于其他物理实验类型，测量性物理实验的开放性与自由度相对较低，需要初中学生严格遵循物理实验原则与测量工具的规范使用方法进行动手操作.因此，在学科核心素养视域下优化改进初中物理测量性实验教学形式时，教师就可以以增强测量性实验对学生吸引力为切入点，合理运用情境教学法将能够有效调动学生积极物理学习情绪与兴趣热情的趣味元素融入测量性物理实验之中，以此来有效缓解学生对物理实验的排斥及抵触，推动寓教于乐理念的落地.

例如 在鲁科版物理教材“电流的测量”一课教学中，引导组织学生展开“用电流表测电流”物理实验活动时，教师可以将对电流表规范使用情况作为划分学生层次的重要依据，将其划分为基础层、发展层与进阶层三个层次，并按照基∶发∶进=2∶3∶2的比例组建物理实验小组，确保学生能够在实际动手测量中与组员紧密配合和团结协作.

而在科学划分实验小组之后，初中物理教师就可关联学生现实生活经验，为学生创设“我们是专业电工团队！”的角色扮演教学情境，并利用多媒体教学设备将电工规范使用电流表测量家庭住宅、办公楼以及大型商场等场所电路电流的情形呈现出来，增强学生角色扮演代入感的同时，向学生渗透一丝不苟、精益求精的工匠精神，驱使各个学习小组严格遵循电工工作规章制度（电流表的规范使用方法）展开本次测量性物理实验活动.

在这一过程中，学生能够在团队（物理实验小组）的密切配合与互动协作中，把握正确规范使用指针式电流表的五个“必须”：必须在使用电流表前“调零”；必须让电流从电流表标有“+”的接线柱流进去，从标有“－”的接线柱流出来；必须让电流表和被测用电器串联；必须保证电流表不直接连到电源两极；必须以正确的方式读电流表示数.在测量性物理实验操作过程中，模拟还原生活中电工一丝不苟的工作态度与安全用电规范时，学生也会对工匠精神、严谨求真的科学态度形成更为真切及深刻的认知体会，从而得到物理核心素养及科学素养的协调发展.

3 重视问题意识培养，授之以渔，优化验证性实验

验证性物理实验，是以验证已知物理原理、规律及定理为主要内容的实验形式.在验证性物理实验中，学生既需要对既定的科学事实进行批判性质疑，同时也需要立足自身的猜想假设，设计出契合实验目的、要求与科学的实验方案.因此，可以说验证性物理实验是初中物理课程教学中进阶学生科学思维能力、树立学生严谨科学态度与发展发育学生实验设计能力的最佳渠道.但由于初中学生的认知能力、思维能力尚处低阶到高阶的过渡转化阶段，这就使得绝大多数的青少年学生在验证性物理实验中，往往不能对既定物理原理、科学事实发出有理有据的质疑批判.

基于这一认识，初中物理教师在学科核心素养视域下开展优化验证性物理实验教学工作时，就可对问题导学法的思维引领、思维发散作用进行深度开发，通过向学生提出具有深刻探究价值核心教学问题的形式，促进学生的思维碰撞，激发开化学生的潜在智能，并将规范合理的实验方法、探究策略以内隐的形式嵌入教学问题之中，让学生在问题的引导及推动下形成较好的问题意识，学会用正确有效的实验方法进行验证及推理.

例如 在鲁科版物理教材“欧姆定律及其应用”一课教学中，在学生通过学习物理理论知识内容，理解认识欧姆定律的实质为I=UR，即导体中的电流导体与导体两端电压成正比，与导体的电阻成反比后，初中物理教师便可立足于此，向学生提出核心教学问题“聯系已有物理电学学习经验与电学实践经验，你们认为欧姆定律一定是正确的吗？对于导体中电流与电压、电阻的关系，你们有什么不同的见解或观点？”活跃发散学生的思维，驱使学生主动关联原有物理学习经验对欧姆定律提出基于事实证据的批判质疑，如认为导体中的电流与导体两端电压成反比，与导体电阻成正比等等.

4 突出任务驱动优势，合作学习，优化探究性实验

探究性物理实验，是最能够体现出物理课程实践性、综合性特点的实验类型，在发展提升学生物理核心素养，进阶锻炼学生科学探究能力等方面有无可替代的重要作用.在核心素养视域下的初中物理探究性实验教学中，教师可采用“任务驱动+小组合作学习”的组合教学模式对其进行优化与改进，在充分突出学生实验操作、科学探究的主体作用的基础上，使其通过积极参与探究性物理实验学会学习、学会合作，并真实体会到物理研究是建立在观察和实验基础之上的创造性工程，形成与发展面向未来社会、满足个人全面发展、终身发展需要的品格、能力及价值观.

例如 在鲁科版初中物理教材“探究串、并联电路中电流的规律”一课的实验教学中，教师可严格遵循“组间同质，组内异质”的分组原则划分学习小组，并为各个学习小组布置如下驱动型学习任务.

任务1 根据串、并联电路的特点，绘制电路图.并根据电路图，利用开关、导线、电池与两只小灯泡搭建串、并联电路，对串、并联电路中各点电流的大小提出基于事实证据的科学假设.

任务2 综合应用控制变量法、实验推理法、比值定义法等方法设计物理实验方案.

任务3 解释分析实验数据，总结归纳实验结论，以公式的形式简洁明了地表示出串、并联电路中电流的规律.

以如此方式对中学物理探究性实验教学模式进行优化，不仅能够有效驱动初中学生物理学习方式的变革，学生在以小组合作的形式依次推进指向实验装置搭建、实验方案设计与实验结论总结的学习任务时，学生的问题解决能力、合作学习能力及实验探究能力也会得到应有的锻炼提升.

5 结语

总而言之，在学科核心素养导向下优化初中物理实验教学，教师可在充分把握不同教学主题下演示性、测量性、验证性及探究性物理实验特点的基础上，将更为先进、更具智慧的现代教育手段、理念思想及技术方法融入学生的物理实验学习过程之中，在促使学生以多种学习方式、探究方式展开科学探究活动、动手操作活动及创新实践活动的同时，为其物理核心素养与科学素养的协调发展、整体提升助力.

参考文献：

[1]马红才.优化初中物理实验探究教学的策略研究[J].知识文库，2022（24）：151-153.

[2]朱舒雁.基于学生经验的初中物理实验优化策略——以“流体压强与流速的关系”教学为例[J].中学物理教学参考，2022，51（36）：18-20.

[3]陶德泉.改进与创新高中物理实验的有效途径探讨[J].广西物理，2022，43（04）：82-84.

[4]徐海东.在初中物理实验中融入科技制作的教学实践——以初中光学实验部分为例[J].广西物理，2022，43（04）：88-90.

[5]李富祯.初中物理实验教学策略探究[J].科普童话，2023（20）：69-70.