优化初中电学实验 落实学科核心素养

摘要：文章旨在探讨初中物理核心素养的内涵，分析初中物理教学中学生电学实验存在的问题，探讨如何通过优化初中电学实验解决当前存在的问题，提出基于核心素养优化初中电学实验的策略，进而落实学科核心素养的培养目标，为教师的教学研究提供思路.

关键词：初中物理；电学实验；核心素养

中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1008-0333（2024）26-0094-03

在新课程改革的深入推进过程中，初中物理教学越来越注重对学生核心素养的培养.如何提高学生的实践能力水平，成为初中物理教师关注的问题.现阶段物理实验教学中仍存在不少问题，阻碍学生的核心素养发展.因此，初中物理教师应当优化电学实验，立足探究式教学来培养学生的物理学科核心素养，提高动手操作的水平.

1初中物理核心素养的内涵

1.1物理观念

物理观念是初中生在物理学习过程中逐步形成的关于物质世界的基本认知框架，包括对物质、运动、时间和空间等基本物理概念的理解和应用.这一维度强调的是学生能否建立起正确的物理世界观，如理解物体的质量属性、力的作用与物体运动状态的关系等，并能运用这些观念去观察和解释日常生活中的物理现象.

1.2物理思维

物理思维指的是初中生运用物理学的方法和逻辑来分析和解决物理问题的能力.通过构建模型、分析抽象物理问题，学生需培养逻辑思维和抽象思维能力，能够将复杂的物理知识转化为直观的表现形式.例如，面对电学问题，学生需能够根据已知条件和物理规律进行推理，以求解未知变量或预测结果.

1.3物理实验能力

物理实验能力是指学生通过实际动手操作，验证和探索物理知识的能力.在电学实验中，学生需学会正确组装实验器材，按照电路图进行操作，记录和分析实验数据，以此验证物理定律、定理，培养自己独立操作实验器材和解决问题的实践能力.实验能力的培养有助于增强学生对物理知识的深入理解，同时提升其综合能力和社会实践素质.

1.4科学态度精神

科学态度精神包含对科学研究的责任感、科学精神的认同以及科学方法论的掌握.在物理学习中，学生需要通过长时间的学习和反思，树立起实事求是、客观严谨、勇于质疑、积极探索的科学态度，坚持在遵循科学规律的前提下大胆创新.教师通过讲述物理学家的故事和物理发展史，引导学生形成良好的学习态度，培养其尊重科学、热爱物理的情感，激发主动学习的热情和对物理学科持续探究的动力.

2初中物理教学中学生电学实验存在的问题

2.1学生实验器材组装不规范

电学实验能够有效锻炼学生的动手操作能力.实践发现，部分学生未按教师指导正确组装实验器材，容易导致实验失败甚至出现安全隐患.还有一些学生未按照教师的要求来正确组装实验器材，容易造成电路受损，甚至会对学生的人身安全造成隐患.

2.2学生实验脱离电路图指导

电路图是保证实验顺利进行的关键参照物，若忽视电路图的指导而盲目操作，不仅难以高效完成实验任务，还会造成实验数据不准确，甚至出现电路故障.目前，教师在实验教学中过于强调原理讲解而忽略对电路图的具体指导，使学生在无图指导下实验，易出现电路短路、接触不良等问题，既影响学生体验，又扰乱正常教学进程.

2.3学生物理实验观念滞后

实验是研究物理原理的重要过程，学生可以在电学实验中学习更多的实践性知识，掌握操作技能.然而，部分学生依旧偏重理论知识学习，忽视实验探究的重要性，这种传统的观念导致学生形成理论重于实践的偏向，不利于对未来物理知识的深入学习和创新能力的培养.学生长时间采用单一的学习模式，致使对物理的兴趣减弱，不愿积极参与实验，严重影响物理实验课程的教学质量和效果.

3基于核心素养优化初中电学实验的策略

3.1剖析实验现象，消除学生畏难心理

物理实验教学是利用简单的实验仪器，引导学生洞悉物理规律，培养物理观念［1］.在教学中解读物理电学实验现象，可以帮助学生克服实验畏难情绪.因此，初中物理教师应当列举生活之中常见的用电问题，引发学生对物理实验现象的思考，从而结合实际案例来引出实验教学内容，并在学生动手实践的过程中，逐步培养学生正确的物理观念，促进学科核心素养发展，使之不断克服实验畏难情绪，提升学习质量.

例如，在讲解初中物理“两种电荷”部分内容的过程中，首先，教师可以在教学中结合日常生活实例，通过分析常见电学问题，引导学生思考实验现象背后的物理规律，从而降低实验的神秘感和畏惧心理.教师可以利用“摩擦起电现象”引发学生思考，并介绍两种电荷的概念及其作用规律，联系学生的梳头发、穿毛衣经历，解读与静电相关的物理实验现象，降低物理知识学习难度，使实验现象直观、一目了然.在实验教学中，教师要分别指导学生用绸子摩擦玻璃棒、用毛皮摩擦橡胶棒，详细解读所带电荷的区别和抽象的物理实验现象，避免学生被一些无关事物影响，使其明白同种电荷互斥、异种电荷相吸的道理，形成正确的物理观念.为了使实验现象更加简单明了，教师可以引导学生用不带电的物体接触验电器的金属球，帮助学生更快更好地集中注意力，使之能够通过观察金属箔不张开现象，明白电量的概念，在亲身实验中，理解抽象的物理现象原理，克服实验畏难情绪.教师也可引用“打雷”现象，解读电荷量的概念，由摩擦过的玻璃棒或橡胶棒所带的电荷量，引出云上所带的几十库伦电荷量，让学生明白“雷鸣”物理现象中的道理，培养学生良好的物理观念，使之增加对所学物理知识的感性认识，由此提高物理实验课堂的教学效率.

3.2引发认知冲突，点燃学生实验热情

教师设计实验教学活动时，可设置具有挑战性和矛盾点的问题，刺激学生从不同认知视角去探索.这样不仅能训练物理思维，也能激发他们对实验的兴趣.教师可预先安排学生了解多种生活电器，结合物理知识分析相关电学实验现象，巧妙提问制造认知冲突，促使学生在解决疑惑的过程中实现物理核心素养的发展［2］.

例如，在讲解初中物理”欧姆定律在串、并联电路中的应用”部分内容的过程中，首先，让学生思考问题：手中有5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω的电阻，但实验还需要25 Ω和4 Ω的电阻，实验还能进行吗？利用问题引发学生的认知冲突，并分两种情况指导学生推理欧姆定律，激发物理学习兴趣.电阻的串联：由欧姆定律推导出U1=I1R1、U2=I2R2、U=IR，根据串联电路得到U=U1+U2、I=I1+I2，可以知道串联电路的总电阻等于各电阻之和，即R=R1+R2.电阻的并联：由欧姆定律推导出I=I1+I2、U=U1=U2，根据并联电路得到UR=U1R1+U2R2，可以知道并联电路总电阻的倒数等于各电阻倒数之和，即1R=1R1+1R2.然后，利用多媒体教具呈现等效电路图，指导学生按照正确方法组装实验器材，尝试根据教师提出的问题来进行探索，利用欧姆定律解决问题，从而促进物理思维发展，懂得根据串、并联电路的特点，以简化电路的方式进行实验，化解自身的认知冲突，深入理解串、并联电路中电阻的关系.最后，教师要总结学生实验，渗透学以致用的科学思想，促进学生形成良好的物理思维，使学生在历经严密的逻辑推理基础上，体会物理规律应用中的乐趣.

3.3营造趣味情境，强化学生安全用电意识

电学知识是初中物理中学习难度较大的部分，教师通过创设趣味生活情境，引导学生科学探究物理实验现象，能够让枯燥的课堂教学活动生动化，让学生加强安全用电意识，从生活走向物理，提高物理实验能力.针对电学知识的高难度特点，教师可通过创建生活化的、富有趣味性的教学情境，引导学生科学探究电学实验现象，活跃课堂氛围，增强学生的安全用电意识.

例如，在讲解初中物理“测量小灯泡的电功率”部分内容的过程中，首先，教师可以列举生活中的路灯、节日彩灯、键盘跑马灯，创设生活情境，总结测量电阻的公式R=UI，带领学生回忆测量小灯泡电阻eFv6IpVWu9LZbOUYTDUu3GEXuorH03m97lB51rwd5u0=的实验经历，引出测量小灯泡的电功率实验，利用生活情境来加强学生的安全用电意识.接着，要与学生讨论分析计算功率的公式P=IU，测量三种情况下的功率：①灯泡的额定功率；②灯泡两端的电压是额定电压1.2倍时的功率；③灯泡两端的电压低于额定电压时的功率.联系生活中的灯光表演，让学生在生活化实验情境中，通过调节滑动变阻器改变电路中的电流大小，调节灯泡两端电压的大小，得到需要的功率，加强安全用电意识，提升物理实验能力.最后，引用生活中由电路短路引起的灯泡熄灭问题，提问“以保护电路为目的，需要将滑动变阻器滑片放在什么位置？”由此引导学生通过思考生活问题，结合具体实验，明白滑片在阻值最大的位置上，可以使电路刚闭合时的电流最小，达到保护电路目的.

3.4运用仿真软件，增强学生自主学习能力

利用仿真模拟软件辅助教学，可以生动展示肉眼难以观察的物理现象，便于学生深入理解复杂的电路知识.教师应倡导学生通过操作仿真软件进行虚拟实验，将抽象的电路图像具体化，模拟真实的电学实验情境，从而使物理学习更具直观性和真实性，进一步培养学生的自主学习能力和科学态度.

例如，在讲解初中物理“家庭电路中电流过大的原因”部分内容的过程中，首先，运用动画软件模拟由家庭电路中电流过大问题所引起的一系列灾害场景，让学生明白家用电器的总功率过大和短路，会导致电路中电流过大.然后，要为学生提供家庭电路演示板，指导根据电功率与电流、电压的关系式P=UI，运用仿真模拟软件进行实验，激发学生的兴趣和求知欲，使之通过点击不同的虚拟实验器材，直观了解当用家用电器增多或在电路中接入大功率用电器时，电路中的干路电流变大.再让学生回顾自己模拟实验操作流程，根据焦耳定律Q=I2Rt讨论当电路中总功率增大时的电流变化情况，从而明白导线电阻不变、电流增大时，电流在导线上释放出大量的热，易使导线升温，从而引发火灾.最后，教师要鼓励学生运用仿真模拟软件进行实验，分析控制家庭电路中电流的方法，设计保护电路、避免家庭用电灾害的方案，增强学生的节约用电和安全用电意识.

4结束语

综上所述，对初中电学实验进行系统优化，纠正现存问题，结合生活实际，创新教学手段，充分利用现代教育资源，可显著提升初中生在电学实验中的实践能力，有效落实物理学科核心素养的培养目标.教师需关注实验器材的合理配置、实验流程的科学规划、实验指导的精确实施，同时紧密结合现实生活情境，创造一个既有安全保障又能激发兴趣的学习环境，让学生在亲自动手操作中不断提升物理实验能力，最终实现物理学科核心素养的全面提升.

参考文献：［1］ 王晓荣.初中物理电学实验整合式教学：以“电阻的测量”为例［J］.亚太教育，2022（19）：115-118.

［2］陶恒.基于跨媒介的复习教学初探：以初中物理电学实验的复习教学为例［J］.物理之友，2022，38（5）：32-34，37.

［责任编辑：李璟］