核心素养下的物理中考实验教学研究与实践

熊庆龙

【摘要】核心素养是教育改革中的一个重要概念，旨在培养学生全面发展的能力，包括知识、技能、情感和价值观等方面.物理作为一门自然科学学科，具有独特的教育价值，既可以培养学生的科学素养，又可以促进培养学生的创新能力和批判性思维.因此，将核心素养与物理中考实验教学相结合，有助于更好地实现教育目标.核心素养培养是一种全面发展学生能力的教育理念，强调知识、技能、情感、价值观的统一发展，是教育改革的重要方向之一.物理实验作为培养学生核心素养的有效手段之一，具有重要的教育意义.本文从核心素养的概念和重要性出发，探讨物理实验教学的有效策略，旨在为相关教育人员提供借鉴参考.

【关键词】核心素养；初中物理；实验教学

物理中考实验教学是培养学生科学素养的有效途径之一.通过实验，学生可以亲自操作、观察、实验，从中获取科学知识和科学方法.然而，仅进行实验操作是不够的，还需要引导学生思考实验现象背后的科学原理，培养学生的科学思维和批判性思维.此外，物理实验还可以激发学生的兴趣，培养学生的创新精神，使学生更好地适应未来社会的发展.

1 初中物理核心素养的概念和重要性

初中物理核心素养是指学生在初中阶段通过物理学习和实践，培养和发展的一系列关键能力和素养，包括物理基本观念、科学探究方法、良好科学思维以及正确科学态度.这些素养不仅有助于学生在物理学科中取得优异成绩，更重要的是为他们的全面发展和未来的学习和生活奠定了坚实的基础.

1.1 物理基本观念

物理基本观念是学生在初中物理学习中应当建立和巩固的核心概念.这些概念包括力、运动、能量、电磁现象等，是物理学的基石.通过学习这些基本观念，学生能够理解自然界的运行规律，解释物理现象，从而提高他们的科学素养.物理基本观念的建立不仅有助于学生在物理学科中取得优异成绩，还培养了他们的逻辑思维和抽象思维能力，这对于其他学科和问题的理解也具有重要价值.

1.2 科学探究方法

科学探究方法是指学生通过观察、实验、推理等方式，积极参与到物理学习和实践中，主动探究自然界的规律和现象.这种方法强调了学生的主动性和参与性，培养了他们的实际动手能力和解决问题的能力.通过科学探究，学生能够深入理解物理概念，培养创新能力，提高批判性思维水平.这些能力在学术研究和职业发展中都具有重要价值.

1.3 良好科学思维

良好科学思维包括逻辑思维、系统思维、抽象思维等一系列思维能力.在初中物理学习中，学生需要培养这些思维能力，以便更好地理解物理概念和解决物理问题.逻辑思维帮助学生建立科学模型和理论；系统思维有助于学生将知识整合和应用到实际问题中；抽象思维能力则有助于学生理解物理概念的本质.这些思维能力不仅在物理学科中有用，还在其他学科和日常生活中具有广泛的应用.

1.4 正确科学态度

正确科学态度是指学生对科学持有的一种积极、负责任和谦虚的态度.这种态度包括尊重科学事实、遵循科学方法、愿意接受新的科学知识和观点等.通过培养正确科学态度，学生能够更好地理解科学的不断发展和变化，增强他们对科学的信任和兴趣.此外，正确科学态度还有助于学生将科学知识应用到生活中，解决现实问题.

2 核心素养背景下物理中考实验教学特点

2.1 强调综合性和实践性

核心素养在物理中考实验教学中的强调综合性和实践性，体现了对学生全面发展的追求.物理中考实验教学并非仅仅局限于传统的课堂知识传授，而更注重学生积极参与和实际动手的体验.学生通过实际操作、观察和实验，将抽象的物理理论与现实世界相结合，这样的学习方式不仅有助于深化他们对物理基本观念的理解，还培养了解决实际问题的能力.这种综合性的教学方法让学生从被动的知识接收者转变为主动的知识创造者和应用者，促进了学生的科学素养的全面提升.

2.2 注重问题解决和创新

核心素养背景下的物理中考实验教学强调问题解决和创新的重要性.学生被鼓励不仅仅是简单地进行实验，而是要主动提出科学问题，设计相应的实验方案，收集数据，进行数据分析，并最终得出合理的结论.这种探究性的学习过程培养了学生的创新思维和批判性思维能力.他们不再满足于仅仅记住事实，而是能够主动探求新的知识，质疑和改进已有的理论和模型.这种创新性思维对于培养富有创造性思维的人才至关重要.

2.3 强调跨学科整合

核心素养倡导不同学科之间的整合，物理中考实验教学也积极贯彻这一理念.物理实验可能涉及数学、化学、生物等多个学科领域的知识和技能.学生在实验中需要综合运用各学科的知识，这有助于提高他们的系统思维和综合能力.通过跨学科整合，学生能够更全面地理解复杂的物理现象，将不同学科的知识有机结合，进一步加深对物理世界的认识.

2.4 個性化和差异化教学

核心素养背景下的物理中考实验教学强调个性化和差异化教学的重要性.每位学生都具有其独特的兴趣、能力和学习风格，因此教师需要根据学生的个体差异进行个性化教学设计.这种个性化和差异化教学可以更好地满足学生的学习需求，提高他们的学习兴趣和动力.教师可以根据学生的实际情况，提供不同难度和深度的实验项目，使每位学生都能够在物理中考实验教学中受益.这样的教学方式促进了学生的学术成就和自我发展.

3 核心素养下的物理中考实验教学实践策略

3.1 设计具有挑战性的实验项目

在核心素养下的物理中考实验教学中，一项关键策略是设计富有挑战性的实验项目.这些实验项目不仅要关注于传授基本知识，还要强调学生的科学探究方法和创新能力的培养.通过引导学生提出问题、设计实验方案、进行实验、分析数据以及得出结论，教师可以激发学生的好奇心和求知欲.挑战性的实验项目使学生需要充分运用已学知识，同时也要在解决问题的过程中不断思考、探索和改进.这种学习方式不仅有助于深化对物理概念的理解，还能培养学生的创新和批判性思维，使他们能够更好地应对未来的挑战.

例如 在学习“光的反射”的课程内容时，设计实验项目“探究光的反射角与入射角的关系”，将光源安置在一个固定位置上，确保光线垂直射向一块平面镜，在平面镜前方放置一个白纸或屏幕，以便观察光线的反射，使用夹子将平面镜固定在支架上，确保它可以固定在不同角，选择一个入射角度，并记录下来，让光线照射到平面镜上，观察光线的反射方向，用量角器测量反射角度，选择不同的入射角度，记录对应的反射角度，将实验数据整理并绘制成图表，以分析入射角和反射角之间的关系.通过实验，学生观察到入射角和反射角之间存在一定的关系，即角度相等的规律，这就是光的反射定律.这样的实验激发了学生的好奇心和求知欲，培养了他们的科学探究方法和创新能力.同时，通过深入研究光的反射现象，学生也能更好地理解和运用物理学的基本原理.

3.2 引导学生开展跨学科研究

在核心素养背景下，物理中考实验教学可以引导学生开展跨学科研究.物理实验通常与数学、化学、生物等多个学科领域相关，因此学生在实验中需要整合不同学科的知识和技能.例如，研究光的折射涉及光学原理、几何学的角度计算以及数学的数据分析等.这样的综合性学习让学生更好地理解物理现象，培养他们的系统思维和综合能力.跨学科研究也有助于学生将学科之间的联系和应用更好地融入实际生活中.

例如 在学习“汽化和液化”的知识内容时，学生可以首先进行汽化和液化实验，以观察不同物质在不同温度和压力条件下从气态到液态或由液态到气态的转变.这部分实验将帮助学生理解物质的相变过程，是物理学的一部分.在实验的第二阶段，学生可以分析不同物质的化学特性，探究为什么某些物质在较低温度下液化，而其他物质则需要更高的温度.这一部分与化学领域相关，帮助学生理解物质的化学性质.学生可以收集实验数据，例如温度、压力和时间，然后使用数学工具建立数学模型，以描述物质的汽化和液化特性.这部分则将数学知识纳入跨学科研究，使学生能够用数学方式解释和预测现象.通过将物理、化学和数学知识整合到同一个课题中，学生将更全面地理解汽化和液化现象.他们不仅了解了物质的物理性质，还能分析其化学性质，并用数学模型来描述这些现象.这种跨学科研究培养了学生的系统思维和综合能力，使他们能够更好地应用不同学科的知识解决实际问题.

3.3 提供多样化的实验材料和设备

为了满足不同学生的学习需求，教师应提供多样化的实验材料和设备.学生在物理学习方面的兴趣、能力和前提知识各不相同.提供多样化的实验项目意味着可以根据学生的水平差异来选择合适的項目.对于初学者，可以提供基础的实验，帮助他们建立物理基本观念；对于高水平学生，可以设计更具挑战性和深度的实验，鼓励他们深入探究物理现象，激发他们的创新能力.多样化的实验项目可以涵盖丰富多彩的物理现象，从简单的机械运动到复杂的电磁波现象.这种多样性有助于激发学生的学习兴趣，因为他们可以选择与自己兴趣相关的实验项目.学生在参与感较强的实验中更容易产生学习动力，积极参与教学过程.虚拟实验和模拟软件等现代科技工具为多样化的实验提供了可能性，这些工具可以模拟各种物理现象，使学生能够进行虚拟实验，即使在实验材料有限的情况下也能够深入探究.此外，虚拟实验还可以提供更安全的实验环境，特别是在涉及危险物质或高风险实验时，这对学生的安全至关重要.还可提供多功能实验箱和设计多样化的实验项目，有助于培养学生的实验技能.这些不同类型的实验需要不同的操作技能和数据分析方法，学生通过参与不同类型的实验，掌握更广泛的实验技能，提高他们在科学实验中的独立性和自信心.

3.4 强调科学伦理和社会责任

在物理中考实验教学中，教师应该强调科学伦理和社会责任的重要性.学生需要了解科学研究可能带来的影响和风险，以及如何进行负责任的科学研究.这有助于培养学生的正确科学态度，让他们意识到科学的力量和潜在影响.学生应该学会如何在科学研究中遵循伦理原则，以及如何将科学知识应用于解决社会问题.

例如 以“生物医学光学成像技术的应用”为例，学生首先学习关于光学成像原理的物理知识，包括光的传播、折射和散射等基本概念.他们也了解了如何使用光学设备进行成像.随后，参与医学影像学应用的调研和体验，使用X射线、彩超、CT扫描、MRI等设备进行影像学检查.在这一阶段，教师要强调患者隐私和辐射安全等伦理问题.学生讨论如何确保患者的隐私被尊重，同时保持高质量的医学影像.教师与学生进行伦理和社会责任的讨论，涵盖了医学成像技术的伦理挑战，如生物样本的来源、患者信息的保密性、辐射安全、研究诚实等问题.学生被鼓励去思考如何在科学研究中遵循伦理原则，以及如何将科学知识应用于社会问题的解决.

4 结语

物理中考实验教学不仅仅是对知识的传授，更是培养学生全面素养的重要途径.通过实验教学，学生不仅可以深化对物理概念的理解，还可以培养创新思维、实验技能、伦理意识和社会责任感，为未来的科学研究和社会发展作出积极贡献.因此，教师应继续关注核心素养下的物理中考实验教学，以确保学生在科学领域获得全面而深入的教育.

参考文献：

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