指向学生科学素质提升的初中物理实验教学策略

摘 要 提高学生的科学素质有助于培养学生的创新精神，为他们未来的学习和职业生涯打下坚实的基础，为国家科技发展储备力量。初中物理实验不仅是教学内容的重要组成部分，也是培养学生科学素质的重要途径。初中物理教师通过研究初中物理实验，设计高效的教学策略，能够提升学生的科学素质，培养具备创新精神和实践能力的人才。

关键词 初中物理 科学素质 实验教学

《全民科学素质行动规划纲要（2021—2035年）》中指出：“提升科学素质，对于公民树立科学的世界观和方法论，对于增强国家自主创新能力和文化软实力、建设社会主义现代化强国，具有十分重要的意义。”学生科学素质是指学生在科学知识、科学思维、科学技能和科学态度等方面所具备的能力和素养。提高学生的科学素质有助于培养学生的创新精神，促使学生形成良好的学习习惯，为他们未来的学习和职业生涯打下坚实的基础。物理学科具有较强的实践性、探索性和自主性。在实验过程中，学生需要观察实验现象，能根据现象和结果掌握相关的物理原理和概念。因此，初中物理教师可以尝试探索有效的实验教学路径，丰富实验内容和形式，以提升学生的科学素质。

一、开拓实验资源

随着信息化时代的发展和新版课程标准的发布，原有的实验材料虽能满足实验需求，但已无法满足学生不断发展的个性化需求，无法为学生提供丰富多彩的现实体验，不利于学生创新能力的提升。因此，学校、教师可根据具体实际，利用生活中的“瓶瓶罐罐”开拓实验资源。比如，在讲授“地磁场”的知识时，笔者让学生寻找合适材料制作出一个空心的塑料球，或将废弃的地球仪充分利用起来。然后，笔者让学生在塑料球上标记出南北极，模拟地球的南北极；再在塑料球内部安装一根条形磁体，调整条形磁体的位置使其具有一定角度，模拟地磁场中的磁偏角；再配合小磁针，画出磁场分布，以此来分析和学习地磁场分布，让学生亲身参与到实验器材的制作过程之中，了解地磁场的分布规律。

此外，也可以利用科技馆、少年宫、科研机构、高等院校，以及乡土资源等社会资源，建设样态多元的实践平台，丰富实验内容。笔者所在学校会定期组织学生去一些科技馆或高等院校进行研学活动。学生在科技馆中领略到了科技发展带给人类的便利，又在高校科研实验室中体会到了科研人员在科技进步背后默默付出的努力，增强了使命感和责任感，以及对科技发展全貌的理解。

二、将演示实验可视化

在初中物理教学中，演示实验是提升课堂教学效率，加深学生对物理知识理解的有效手段。可视化的演示实验可以让实验现象更加直观，原理呈现更加明了。教师在教学过程中将演示实验可视化，能够激发学生的学习兴趣，调动学生动手操作的欲望。

比如，笔者在讲授“比热容”的概念时，利用沙子、小石子、小草、水等自制模型模拟了城市和郊区环境，旨在让学生更好地理解比热容的概念。模拟环境分为三个区域，笔者利用沙子和小石子等模拟城市环境，用小草等绿色植物模拟郊区环境，用水模拟湖泊或者河流。同时，笔者在三个区域的上方各放置一个白炽灯模拟光照，并在三个区域都放置了温度计，测量并记录其温度变化。根据测量结果，学生能够直观地观察不同区域温度的变化，“城市”环境温度变化较快，“湖泊或者河流”环境温度变化较慢，以此更好地理解“比热容”的概念。

可视化实验能够将抽象的概念转化为直观的数据或者图像，帮助学生更好地理解复杂的科学概念。模拟实验则可以模拟真实世界的场景，让学生在安全的环境中进行“实验”，加深了学生对知识的理解。教师在教学过程中将可视化实验和模拟实验结合起来，不仅有助于提高学生的学习效率，还能培养学生的实践能力、创新思维和问题解决能力，是一种行之有效的教学方式。

三、引导学生在实验中思考

物理实验是一项启发学生思维的综合性教学活动，具有较强的趣味性、开放性和新颖性，能够充分调动学生感官，刺激学生的视觉、听觉、嗅觉等，激发学生的兴趣，启发学生思考。初中物理教师应强化在实验过程中对学生的思维引导，促使学生积极主动地思考、探究和反思，避免学生机械地操作，锻炼学生的动手能力以及实验探究能力。

笔者带领学生在探究苏科版物理教材八（上）“凸透镜成像的规律”这一实验时，先用多媒体播放“投影仪与照相机成像原理”的视频，让学生思考两者所成的像的区别，让学生了解凸透镜在生活中的用途；然后，笔者让学生观察实验器材，并戴上手套触摸不同焦距的凸透镜，感受不同焦距透镜的区别；最后以问题串的形式引导学生思考：

1.我们应该怎样测量凸透镜的焦距？

2.尺寸相同、焦距不同的凸透镜有什么区别？

3.焦距相同的凸透镜所成像的大小是否一定相同？

4.怎样才能在光屏上呈现清晰的像？

5.如何区分实像和虚像？

……

教师在设计问题串时，应由简到难，逐步指向课程目标，以培养学生科学素质为核心。学生在进行实验的同时，也在不断地思考和分析。这个过程有助于学生形成批判性思维，提高实验技能，加深对科学原理的理解。

四、完善实验过程

完整的实验过程能够确保实验的严谨性和有效性，对于培养学生的实验技能，提升学生科学素质有着重要的意义。教师在开展物理实验时，应让学生明确实验目的，准确记录实验数据，学会分析实验结果，并对学生的表现进行评价。明确实验目的有助于优化实验步骤，提高实验效率；准确记录实验数据是实验过程中的关键步骤，它确保了实验结果的可信度，同时也是培养科学素质的重要环节；学会分析实验结果，有助于培养学生独立思考能力，为他们未来的学习和生活打下基础。同时，教学评价可以让教师了解教学效果，调整教学策略，提高教学质量。

例如，在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”这一实验时，笔者先让学生根据生活经验猜测滑动摩擦力大小可能与哪些因素有关，然后根据猜想明确本次实验的目的：“验证滑动摩擦力大小与压力大小、接触面粗糙程度、接触面积等的关系。”实验过程中，笔者不仅要观察学生在操作上的不当之处，及时给予引导，而且要观察学生操作的熟练程度，对他们的动手操作能力给予评价。实验结束后，笔者让学生提交实验报告，报告内容包括：实验目的、绘制的表格、记录的数据，以及对实验结果的分析等。根据学生提交的实验报告，笔者对表格是否规范，是否能够准确地记录实验数据，学生能否根据实验数据得出结论等做出判断，以此评价学生对知识的掌握情况，以及数据分析能力和问题解决的能力，再根据评价结果调整教学策略，以期提升学生综合素质。

由此可见，完整实验过程对学生科学素质的培养具有深远意义，它不仅能锻炼学生的操作技巧，还能让学生养成准确记录数据的习惯，培养学生通过分析数据得出结论的能力。

提升学生的科学素质对学生学业和未来职业的发展至关重要。初中物理教师应积极创新实验教学理念，拓展实验资源，充分利用生活和社会资源，为学生提供能够满足其学习与发展需求的实践性教学活动；改善实验教学方式，将演示实验可视化，激发学生学习的兴趣；着眼于学生未来的发展，引导学生科学实验，让学生能够严谨高效地完成实验，提高其科学素质。

（作者单位：江苏省盐城市明达初级中学）