新课标下初中物理实验教学创新的探究

【摘要】基于《义务教育物理课程标准（2022年版）》，对初中物理实验教学进行创新是契合素质教育要求且符合学生认知发展规律的重要实践。这种创新举措对于培养学生成为具备科学素养、实践能力和创新精神的全面发展人才具有不可忽视的教育意义。因此，文章对这种创新教学的必要性进行简要分析，并提出了一系列策略：用丰富多元的实验内容拓宽视野；用开放设计的实验方案倡导自主学习；创设关联现实的实验情境引发兴趣；利用以合作探究为主的实验形式全面调动学生的积极性；借助虚实结合的实验平台促进学生理解；用智能化的实验数据分析来助力学生实验决策。期望这些策略对教师们的实践教学起到有益的指导作用。

【关键词】新课标；初中教学；物理实验；实验教学

作者简介：吴瑞昌（1980—），男，福建省漳州立人学校。

在《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）的指导下，初中物理实验教学的创新必须突破传统的灌输式教学模式，转向以学生为主体、以探究性学习为核心的方式。这样才能更好地培养学生的实践操作能力和科学探究精神。实验教学创新有助于激发学生对物理学科的兴趣，芇他们通过直观感知和动手操作，将抽象的物理知识变得具体化，从而深度理解和长期记忆知识。教师在推进教学创新的过程中，应当注重理论与实践的紧密结合，确保实验设计的科学性和趣味性。同时，教师应关注个体差异，引导学生在合作与交流中实现个性化发展。这样才能全面提高初中物理实验教学的质量，为培养未来社会所需的创新型人才奠定坚实基础。

一、新课标下初中物理实验教学创新的必要性

（一）激发学生科学兴趣与探究精神

新课标强调以学生为主体，注重培养学生的科学素养和创新能力。实验教学创新可以将抽象的物理理论知识转变为具体的实践操作，通过让学生亲身体验、观察和分析，激发其对物理学科的浓厚兴趣，培养他们主动探究、独立思考的品质，以此提升学生的科学素养和创新潜能［1］。

（二）深化理解和巩固知识

物理学科以实验为基础，实验可以帮助学生直观地理解物理规律，进而加深对知识的认识。通过创新实验设计，使实验更加贴近日常生活实践，引导学生学以致用，使抽象的理论知识得到具体的应用，有助于学生更好地掌握和运用物理原理。

（三）提升学生实践操作与创新能力

新课标背景下的初中物理实验教学创新，强调培养学生的实践操作技能和解决实际问题的能力。引入现代科技手段，开展项目式、研究性的实验活动，鼓励学生自主设计、改进实验方案，不仅可以提升其实践技能，还能培养他们的创新思维和团队协作能力，为他们未来的学习和发展奠定坚实的基础。

二、新课标下初中物理实验创新教学策略

（一）丰富实验内容，拓宽学生视野

新课标强调初中物理实验课程应注重实践与理论相结合。因此，教师需整合各个学科的知识，打破传统的单一学科教学模式。具体来说，就是将其他学科的元素引入物理实验中，例如数学建模和工程技术等，让学生在探究物理现象的同时，运用数学工具进行精确计算和构建模型，理解工程技术中的力学原理。

以沪科版八年级物理全册“力的平衡”的教学为例。教师可以设计一个综合性实验项目，结合数学建模与工程技术的理念，让学生在实践中深入理解“力的平衡”原理。在实验起始阶段，教师可以引导学生进行数学建模，鼓励他们借助图形化手段、列表分析法等，系统性地构建物体在受力状态下的模型。这一步骤有助于学生直观地理解力的合成与分解原则，准确把握力的平衡条件。在实践操作中，教师可以引导学生制作杠杆式天平模型，调整挂载物的质量和支点位置，观察天平臂长对平衡状态的影响，记录数据并借助已掌握的数学知识对其进行定量分析，逐步揭示实验背后隐藏的力平衡规律。除此之外，教师还可以引导学生将工程技术方面的知识应用于物理实验。

整个实验的过程充分展现了跨学科知识的整合与应用，学生在实践中深刻体会到了物理、数学和工程技术之间的紧密联系。教师通过跨学科的综合实验教学，不仅能加深学生对“力的平衡”原理的理解，还能培养他们的动手能力、逻辑推理能力和创新思维。

（二）开放实验设计，倡导自主学习

在新课标背景下，初中物理实验教学的创新应该从传统的教师主导式教学转变为学生主体式教学［2］。核心策略在于倡导学生基于基本物理原理主动探究、独立设计实验，旨在激发学生的内在学习动机，培养其批判性思维和问题解决能力，使他们能够更深入地理解并灵活运用物理知识。

以沪科版八年级物理全册“物体的浮与沉”的教学为例。教师可以引导学生通过阿基米德原理开展一系列探索性和设计性实验。在探索性实验阶段，学生可以选择不同材质、形状和质量的物体进行浸没实验，初步验证阿基米德原理。在设计性实验中，学生可以结合所学知识，设计一套测量未知物体密度的装置，并测试该物体在不同液体中的浮沉状态。在具体实施过程中，学生需要考虑如何选择合适的测量工具，精确测量物体在空气中的质量和完全浸没后受到的拉力差（即浮力）。教师可鼓励他们尝试设计复杂的浮沉调节系统，例如构建一艘小船模型，保证小船能够承载不同重量的货物并保持浮力。在实验中，教师应充当指导者的角色，帮助学生改进实验方法和完善实验方案，而不是直接提供现成的步骤或答案。

如此一来，本节课不再是理论知识的灌输，而是引导学生在面对真实情景时运用所学原理，不断试错和改进解决方案，进而培养其科学精神和创新能力，全面提高物理实验的教学效果。

（三）关联生活情境，激发学生兴趣

在实际教学中，教师可以将物理实验与日常生活实践相结合，通过创设贴近生活的实验情境，使抽象的物理概念更加具体，从而有效提高初中生对物理学习的兴趣和参与度。

以沪科版八年级物理全册“滑轮及其应用”的教学为例。教师可以设计生活化的实验情境。首先，通过生活中常见的实例，如起重吊车、窗帘滑轨、升降晾衣架等，引导学生观察和推导滑轮的运作原理，以初步认识定滑轮和动滑轮的功能特性，以及它们在改变力的方向和省力方面的作用。在实验环节，教师可以组织学生分组设计并制作简易的滑轮组装置，如搭建一个小型的模拟吊车模型，通过使用不同配置的定滑轮和动滑轮来实现重物的升降。在此过程中，学生需要亲自测量绳索上的施加力，比较不同滑轮组合的省力效果，记录数据并进行深入分析和讨论，以深化对滑轮组省力原理及其与绳索段数的关系的理解。通过实验，学生巩固了对滑轮知识的理解，真正实现了理论与实践相结合。

这种教学方式有助于提高学习的实用性和趣味性，同时也促进了初中生的动手实践能力和创新思维的发展。因此，这样的教学模式符合新课标所提倡的素质教育理念，其重要性不言而喻。

（四）以合作形式为主，调动学生积极性

教师应转变传统的单向传授形式，采用小组合作学习模式，即鼓励学生在实验过程中积极交流探讨，共享思路和成果，共同面对和解决问题，让每个学生都有机会成为知识的传播者和接受者，提高课堂的活跃度与参与感［3］［4］。

以沪科版九年级物理全册“电阻和变阻器”的教学为例。教师可以将班级学生分成若干小组，负责研究电阻的基本特性、串联与并联电路中电阻的计算，以及变阻器的工作原理和应用等内容。首先，教师可以设定小组合作任务，指导学生设计并搭建简单的串联和并联电路，在实验中测量各个电阻的值以及总电阻，然后对比理论计算结果，以加深对欧姆定律的理解。在实验过程中，各小组成员需分工合作，分别负责数据读取、计算验证、记录和汇报等，通过这种方式来促进彼此间的合作。接下来，针对变阻器部分，教师可以安排小组模拟电子产品的制作场景，比如设计一个亮度可调的手电筒电路。小组成员需要共同探讨如何选用合适的变阻器并将其连接到电路中，然后通过相互配合、共同操作变阻器，观察并记录电流和电压的变化，从而直观感受变阻器在实际电路中的功能和作用。

通过小组合作与互动学习，学生在实践中发现问题、提出假设、验证结论，提升实验技能。同时，这种合作交流有助于培养学生的团队合作精神，促使他们积极互动，使得物理实验课程更加生动有趣且具有实质性成效。

（五）平台虚实结合，促进学生理解

基于新课标对信息化教学的倡导，教师进行实验教学创新时，应当着重构建虚拟实验室环境，通过虚拟与真实实验的结合方式来打破时空限制，使学生得以随时随地进行实验操作，并得以反复实践，从而加深对物理现象的理解和记忆。

以沪科版九年级物理全册中的“升华和凝华”的教学为例。虚拟实验室在此教学环节发挥了关键作用。由于升华和凝华的过程属于相变现象，传统的物理实验无法直接观察物体固态、液态和气态之间的动态变化。但是，在虚拟实验室环境下，教师可以借助专门设计的模拟软件引导学生进行操作。通过调节温度、压力等参数，学生可以观看碘、干冰等物质的升华和凝华的动画演示。软件能够实时显示物质粒子状态的变化过程，并展示温度曲线与相变的关系。学生可以自由调整视频进度，反复观察每一处细节，从而深刻理解升华和凝华的概念及其影响因素。同时，为了进一步巩固理论知识，教师可以同步安排真实实验，例如观察碘加热后升华为紫色蒸气，遇冷玻璃片又凝华为固态碘的过程。通过亲眼观察实物变化，并将其与虚拟实验的可视化过程对比，学生能够形成更加立体的认知。

这种虚实结合的教学方式让学生不仅可以获得直观的视觉体验，还能通过实际操作加深对升华和凝华的物理现象的理解，从而提高学生的学习兴趣和学习效果，体现了新课标中信息化技术与物理实验教学深度融合的理念。

（六）智能分析数据，助力学生决策

在物理实验数据分析环节，不再仅限于传统的读数记录和手工计算，而是转向数字化、智能化的操作，这有助于他们更好地理解和掌握物理概念，提升解决实际问题的能力。为此，教师可以利用先进的传感器技术和物联网技术，实现对实验数据的实时采集与精确测量［5］，并进行可视化展示与分析，以培养学生的数据分析能力和基于数据做出科学判断的能力。

以沪科版九年级物理全册“测量电压”的教学为例。传统实验通常需要学生手动使用电压表来测量电路中各个点的电压值，而引入传感器和物联网技术后，实验过程得到极大的改进。例如，将配置带有无线传输功能的电压传感器连接到电路的不同位置，实时监测并自动将各点电压数据发送至计算机终端。教师可指导学生布置实验电路，随着电流通过电路，传感器即时捕获电压数据，并通过物联网技术实时传送到计算机上的专用分析软件。软件界面能随时更新、动态展示电压随时间变化的曲线图，并提供不同条件下的电压分布对比图等可视化结果。

通过分析软件强大的计算和拟合功能，学生不仅能直观地观察电压随电阻的改变而变化、电压受变压器的改变而变化等情况下的变化，还可以进一步探究数据背后的物理规律，例如欧姆定律在实际测量中的验证等。这种实践活动培养了学生未来进入社会所需的科学素养与实践能力。

结语

总之，在新课标背景下，初中物理实验课的教学创新对于激发学生的学习兴趣、提升学生的实践能力和创新能力具有重要意义。教师在教学过程中需重视实验内容、实验方案和实验形式的创新，使其与学生的生活实际更贴近。同时，混合式教学模式的应用可以将线上和线下教学相结合，进一步提升教学效果。多元的教学方式有助于培养学生的自主学习意识，提高他们的实践能力，使他们从成功的体验中获得喜悦，从而激发学习的兴趣和积极性，全面提高物理学科素养。

【参考文献】

［1］马雄英.新课改背景下的初中物理实验教学优化模式探析［J］.广西物理，2023，44（4）：77-79.

［2］杨德草.新课改下初中物理实验教学的改进与创新研究［J］.华夏教师，2023（34）：74-75.

［3］陆佳娜.基于新课改背景下初中物理实验教学的有效实施路径与思考［J］.广西物理，2023，44（2）：78-80.

［4］胡倩.试论新课改下初中物理实验教学的改进与创新［J］.广西物理，2023，44（1）：118-120.

［5］姚如才.新课标背景下非常规物理实验在初中物理教学中的应用研究［J］.广西物理，2022，43（3）：148-151.