初中物理实验教学凸显学生主体地位的再思考

◎ 福建省泰宁县教育局教仪站 李良明

实验教学是初中物理教学的重要组成部分，关于初中物理实验教学的研究，常见的着力点是实验的改进以及实验器材的开发等，从学生的生活角度去选择可以随手用来做实验的器材，往往可以放大学生对实验的兴趣，从而让实验教学的效果更加符合预期。多年来，笔者一直重视物理实验教学，并对改进实验进行过相关研究，在研究的过程当中发现，尽管很多时候教师想方设法去改进实验，但是这种成就感更多的时候只属于教师，而不属于学生。后来通过进一步的研究则发现，之所以出现这种情形，是因为在实验教学的过程当中没有将学生置于主体地位，而无论教师如何改进实验，只要学生处于被动者的地位，那他们对实验的兴趣就很难从浅层兴趣走向深层兴趣。因此从这个角度来看，进一步强化实验教学中的学生主体地位，才是优化实验教学过程、提升实验效果的重要保障。

一、初中物理实验教学中学生主体地位的基本理解

在现阶段的教育背景下，培养学生核心素养逐渐成为最重要的教育目标之一，所以在初中物理课程中，核心素养成为实施教学改革的着眼点。而实验作为物理学科中的重要研究工具，必然是培养学生物理核心素养的有效途径。《义务教育物理课程标准（2022年版）》中，“实验探究”是一级主题，其中包括测量类和探究类学生必做实验。这一类实验设计的目的，根据课程标准的阐述，就是培养学生发现问题和提出问题的能力、动手操作和收集数据的能力、分析和处理数据的能力、解释数据的能力、表达和交流的能力，且要求在此过程当中引导学生学会学习、学会合作，培养学生严谨认真、实事求是的科学态度。这样的描述对于确定学生在实验教学中的地位有着重要的指导作用，可以对教师理解实验教学中学生的地位构成有所启发。

其一，学生在物理实验当中应当是问题的发现者和提出者，应当是实验的动手操作者和数据的收集、分析、处理、解释者，是关于实验过程和结果的表达与交流者。这样的角色定位，可以用来判断传统的实验教学当中学生是否真正站在这个地位之上。比如说，传统的“声”的知识教学中，当教师想引导学生得出“声音是由于物体的振动产生的”这一结论时，通常会用准备好的实验器材如锣、鼓、音叉等，然后通过敲击，再运用转换方法来放大声源的振动，当学生看到撕碎的纸片在鼓面上振动时，当学生看到敲击的音叉能够激起水花时，也就顺理成章地得出了结论。这样的实验教学有过程、有结论，看起来非常自然，因此也就成为了日常实验教学的常态，被称为传统实验教学的规范动作。

那么这样的实验教学中学生的主体地位到底有没有得到体现呢？这就可以从课程标准的相关阐述当中去寻找判断的依据。于是也就发现，在这样的实验过程中，学生是实验现象的被动观察者，是实验结论的被动引导者，实验现象与结论的吻合，加上本知识相对简单，学生理解起来不存在逻辑上的困难，因此一定程度上掩盖了学生在实验中的被动地位。核心素养培育下的初中物理实验教学，也应当想方设法对这一现状进行矫正。

其二，实验教学是学生物理学科核心素养培育的载体。核心素养培育在当下的初中物理教学当中，有着理论与实践上的强大生命力。理论角度的生命力自不必说，具有纲领作用的课程标准已经给予了清晰的回答。而实践角度的生命力，体现在物理学科核心素养的内涵要素，与当下中考的素养利益指向完全一致。要培养学生的中考应试能力，就必须得到物理学科核心素养的支撑。就拿实验教学来说，物理观念的形成、科学思维的培养、科学探究的体验，以及科学态度与责任的获得，都可以在物理教学当中得到实现。因此从核心素养的角度来看实验教学中的学生地位，就可以发现学生应当是实验过程中的物理观念建立者，是科学思维和科学探究的体验与运用者，是科学态度与责任的体验与获得者。

相对于具体的实验技能掌握与实验结论得出而言，这样的地位确定更符合当前初中物理教学的需要，同时也更符合学生的成长需要。

二、初中物理实验教学中学生主体地位的有效体现

要将上面所阐述的学生地位在实验教学当中充分体现出来，需要初中物理教师要依照物理教学改革的目标，转变教学思维定式，尊重学生主体地位，激发其自主学习的热情，把实验教学作为载体，培养学生的创新思维能力以及实践能力，树立学生的实验探究精神。课程标准所规定的物理学科核心素养，也就可以在这样的过程当中得到培育。在这一努力的过程中，学生的主体地位体现是最核心的环节，围绕这一核心进行实验教学的设计与实施，可以将学生的主体地位真正凸显出来。

根据笔者的教学及研究经验，要达到上述目的，那实验教学的思路就必须发生相应的改变。哪怕是再简单的实验，都要进行换位思考，最直接的做法就是站在学生的角度，去判断学生在做这个实验的时候，可能会有怎样的想法，思维可能会向哪些方向延伸，当学生在实验过程中的思考与预设不一致的时候应当采用怎样的方法进行引导。这样的阐述看起来简单，但是到了具体的实验教学过程当中，一旦遇到问题要及时处置的时候则不那么容易，其需要教师发挥出应有的引导智慧。

举一个例子，在“探究声音的响度与哪些因素有关”的实验中，可以先设计并向学生提出一个问题：如果要你（指学生）用一面鼓演示出强弱不同的声音，你会怎么做？这个时候绝大多数学生都能够根据生活经验来演示，即用大小不同的力敲击鼓面。此时可以进一步提出问题：通过刚才的实验，你能得出什么结论呢？结果发现相当一部分学生都说：声音的响度与敲击的力度有关。

此时学生的答案是否符合逻辑呢？从实验的过程与结果来看，实验过程中学生用力的大小不同，实验的结果是声音的响度不同。将结果与过程对应起来，就能够得出：强度决定于力气的大小，力气越大响度越大。更需要注意的是，这一结论符合学生的经验事实，因此绝大多数学生都深信不疑。这个时候要矫正学生的思维，而不是直接告诉学生结论那么简单。尊重学生在实验现象研究过程中的主体地位，引导学生的思维向正确的答案靠近，才是教师应有的努力方向。一个有效的引导方法是：声音是由于物体的振动产生的，声音的响度应当取决于振动的特征；借助于外力敲鼓，目的是让鼓面振动，不同的外力敲击鼓面，所引起的鼓面振动会有所不同，这个“不同”才是影响响度的要素……这样的引导可以让学生进一步思考，从而让学生得出正确的结论，且可以在此过程中培养学生分析问题与解决问题的合理逻辑，能够在一定程度上发展学生的物理学科核心素养。

这样的实验分析与引导，才是真正尊重学生的主体地位，才能够让学生在实验的过程当中有所收获。

三、基于学生主体地位的初中物理实验教学例与析

上面从理论与实践相结合的角度，并借助于日常教学当中的常规实验例析，对实验教学中的学生主体地位进行了论述。这可以得出一个基本结论，即在初中物理实验中应转变教学思路，体现学生主体地位，突出物理知识的应用价值，重视实验过程的评价。那么对于一些相对重要的实验而言，不知道学生的主体地位又如何得到体现呢？下面同样来看一个例子。

“探究小灯泡的电功率”实验中，主要任务是探究得出小灯泡的额定功率与实际功率，其所对应的知识就是当提供给小灯泡的电压分别小于、等于和大于额定电压时，小灯泡的实际功率是不一样的。这个实验当中涉及到电路的设计，涉及到电流和电压的测量，涉及到学生对额定电压的判断等。为了让这个实验不变成简单的按步骤操作的实验，从而有效体现出学生的主体地位，在实验设计的时候可以分为这样两个大的步骤。

步骤一：引导学生体验小灯泡的实际功率变化，进而引导学生提出问题。

首先可以给学生提供一个生活中的实例，即白炽灯因为电压不同而亮度不同；然后将这个例子转化为学生可以看到的实验，即借助于简单电路加一个滑动变阻器，通过改变电路中的电流来改变小灯泡的亮度。这样可以帮助学生建立起这样的认识：对于小灯泡而言，其亮度与实际功率有关，基于实际功率可以判断小灯泡乃至于其他用电器的工作情况。这一步设计的主要目的，在于帮助学生建立并巩固感性认识，同时产生测量小灯泡实际功率的动机。

步骤二：组织学生设计实验。

这里有两个核心任务：一是实验电路的设计；二是实际功率的数据分析。对于前者而言，教师不宜直接给出电路与实验步骤，而应当采用“反推”的方法，用问题链来引导学生思考：实际功率如何求得？要测量电路中的实际电压与电流，需要哪些测量仪器？如何改变电路中的电流，从而获得多组实际电压与电流？在这一问题链的作用之下，学生就能够基于简单电路去添加电压表与电流表，然后添加滑动变阻器，而这个时候学生就会发现此电路与探究得出欧姆定律的实验装置相一致。对于后者而言，首先需要学生通过对小灯泡的观察而获得额定电压，然后需要赋以一定的实际电压。此时学生在实验的过程中会不加限制地调节滑动变阻器，有可能会出现实际电压大于额定电压20%以上的情形，考虑到小灯泡的实际成本，教师可以对学生的这一尝试不加以太多的干预，只要强调日常生活当中额定电压的重要性即可。

在上述两个步骤的设计之后，再结合传统的实验要求，学生在实验当中就会有显著的主体体验，学生在获得实际功率相关数据的同时，还能够对用电器的实际功率产生更多的理解。

总而言之，新课程改革中强调以学生为主体，倡导学生自主学习，鼓励学生主动参与，激发学生乐于探究、勤于思考、勇于创新的科学精神，尤其体现在物理实验课教学活动中，以学生为主体，拉近了学生与物理的距离，能够让学生深切地感受到物理的真实性。这也说明，用学生的主体地位夯实初中物理实验教学基础，应当成为当下初中物理实验的基本认识，同时也应当成为核心素养发展的重要途径。