基于核心素養的初中物理演示實驗的創新研究

摘要：隨著教育改革的實施，對初中物理教育提出新的要求，在學習教材知識的同時，通過實驗課程教學培養學生的實踐能力和創新能力，提高學生的邏輯思維能力。物理演示實驗是物理教學的重要部分，對培養學生核心素養有重要的作用。本文分析了初中物理演示實驗的意義以及當前教學存在的問題，探討如何基于核心素養的初中物理演示實驗的創新。

關鍵詞：初中物理;演示實驗;核心素養;創新研究

基于核心素養的初中物理教育，要求學生掌握必要的物理知識以及實踐操作能力，培養學生樹立科學的意識，提升學生的思維能力，為學生今后的發展打下基礎。在初中物理教學中，演示實驗是很重要的一部分，可以提高學生的實踐操作能力以及科學思維意識，是培養學生核心素養的有效途徑。因此物理教學緊跟新課改潮流，不斷優化教學理念和教學方式，演示實驗在教學中同樣需要創新，以提升學生的綜合能力。

一、 初中物理演示實驗的意義

（一）讓學生熟練地掌握物理知識

物理演示實驗可以幫助初中學生理解接受新的知識點，同時還可以提高學生對已學知識進行鞏固。演示實驗能夠將籠統的物理知識融入實驗過程中，通過物理教師對學生引導，讓學生通過實踐、思考和討論，在獲取新的知識點的同時鞏固已學的知識。

（二）活躍課堂氛圍，讓學生對物理更感興趣

演示實驗是初中物理實驗的重要部分，通過實踐操作參與到演示實驗過程中，可以激發學生好奇心，讓課堂變得更加生動，讓課堂教學處于一個良好的氛圍，幫助學生在實驗過程中將抽象的物理知識理解透徹，提高學生對物理的興趣，更加喜歡物理課堂。

（三）培養學生觀察和理解能力

學生通過參與物理演示實驗，提升觀察能力和對物理概念的理解能力，提高學生的邏輯思維能力，有效的幫助學生學習物理知識，對提高物理水平有著極大的促進作用。例如在學習光的色散這一章節時，通過三棱鏡將太陽光分解“紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫”七種顏色，通過“自制彩虹”讓學生能夠具體地理解光的色散，加深對色散概念的理解。教師引導學生分析討論彩虹形成的原因，雨后的空氣非常濕潤，含有很多的小水珠，水珠相當于一個三棱鏡，陽光照射在水珠上，發生色散從而形成彩虹。這個例子中，通過演示實驗讓學生觀察色散現象，對知識點深入理解，再延伸到彩虹以及形成的原因，提高了學生的觀察和理解能力。

（四）培養學生實踐操作的能力

物理演示實驗中最重要的步驟是建立物理模型，物理模型是演示實驗的基礎。在演示實驗中，學生在老師的指導下建立物理模型，通過演示實驗更好的理解物理知識。例如在學習摩擦力這一章節時，學生在物理老師的指導下建立物理模型，通過演示實驗了解摩擦力對物體運動軌跡的改變。由此可見，通過建立物理模型，學生既能更清晰理解物理知識，同時也可以培養提高學生實踐操作的能力。

二、 初中物理實驗教學中存在的問題

（一）學生對物理學習興趣有待提升

初中時學生才開始接觸物理這門學科，且學習物理需要具有一定的邏輯思維能力。一些基礎較差的學生對物理知識的理解有限，學習效率很低，久而久之影響學習積極性，甚至因為學習成績的壓力對物理產生懼怕心理，所以，采用有效的實驗教學法提高學生的學習興趣顯得尤為重要。

（二）對物理知識掌握不夠全面

學生在物理學習過程中由于學習方法的問題，對物理知識掌握不夠全面。學習物理知識需要良好的物理思維能力，方法得當才能靈活掌握物理知識并合理運用，提高物理基礎。一些學生對物理知識點理解不透徹，學習的方法以死記硬背為主，導致不能對物理知識融會貫通，增加了物理學習難度，物理基礎不能得到提升，從而影響學習積極性，達不到物理教學的目的。

（三）學生實踐操作能力不強，實驗創造性差

在物理教學中，實驗教學有著至關重要的作用，但是目前仍存在教師對實驗教學不重視的現象。上課時教師只對實驗步驟進行演示，讓學生通過觀察記錄了解實驗過程，這樣的實驗教學忽視了學生的實踐操作能力，學生缺少實踐操作的機會，實踐操作能力嚴重不足，不能透徹地理解物理學知識，導致學生的核心素養難以提高。

（四）學校對物理實驗的投入不足

物理實驗通過使用實驗器材完成，但是當前很多學校實驗器材未更新，導致器材陳舊，不能被很好地利用于物理實驗之中。物理實驗教材內容不能完全適應學生學習的需求，如果物理教師不積極設計教案，實驗方案沒有創新，不能很好地引起學生的好奇心，學生對演示實驗的參與欲低，影響了演示實驗的教學質量。

三、 基于核心素養的初中物理演示實驗的創新研究

（一）物理教學信息化

信息化教學已經是教學的趨勢，物理演示實也要將信息技術充分地利用到教學過程中。物理教師通過查找網絡教案資源，并加以創建立演示實驗教學方案，同時將信息技術融入實驗過程中。如利用3D動畫技術進行演示實驗，相對于傳統幻燈片的播放，3D視頻可以從各個視角分析講解實驗過程，學生對演示實驗有更立體的理解。

（二）注重實驗內容

物理教師課前通過設計教案深入了解實驗課程的重點和難點，根據學生物理基礎靈活選擇適合學生的物理內容，再選取實驗需要的器材設計物理演示實驗。學生通過實踐操作學到物理知識，老師授課內容結束后，鼓勵學生深入創新自主設計物理演示實驗鍛煉學生的物理思維能力。

例如，在影響摩擦力大小因素的實驗教學中，教師設計教案充分了解實驗，確定通過測定滑動摩擦力了解影響滑動摩擦力的因素。根據實驗方案選取長木板、毛巾、玻璃板、彈簧秤、木塊、砝碼等實驗器材。將木塊分別放在木板、毛巾、玻璃板三種不同物質表面上，拉動彈簧秤分別記下木塊運動時彈簧秤的數值;三組實驗完成后在木塊上放上砝碼，按照第一組方法進行對照實驗并記下彈簧秤數值。根據彈簧秤的數值，分析六個實驗對照組，確定滑動摩擦力的相互關系。最后得出影響滑動摩擦力因素是接觸面粗糙程度和物體所受壓力，接觸面相同時，所受壓力越大滑動摩擦力越大;物體所受壓力相同時，接觸面越粗糙滑動摩擦力越大。

（三）提高課堂氛圍

演示實驗中尤其要注意課堂氛圍，以及如何激發學生興趣讓學生學好物理。通過演示實驗，加深對知識的理解并熟練地掌握。中學生在觀察事物時大多觀察不夠細致，通過老師的引導，讓學生透過實驗現象看本質，探索實驗現象中蘊含的物理知識，讓學生多層次更深入的了解物理現象。

例如在學習氣壓章節時，通過設計一個小實驗引起學生好奇，由實驗引申至授課內容，讓學生對壓強學習更感興趣。在課堂開始前，教師向學生提問，如何將雞蛋放入一個瓶口比雞蛋小的瓶子內，讓學生集思廣益，互相討論。學生經過討論發表見解后，老師再演示如何把雞蛋塞入瓶內。在瓶內放入一個燃燒的棉球，等棉球快要熄滅時，將雞蛋放在瓶口，雞蛋被慢慢吸入瓶內。演示實驗成功過后，讓學生討論其中的原因，通過教師的講解讓學生明白，棉球燃燒會消耗氧氣，瓶內的氧氣被消耗時瓶內氣壓小于外面的氣壓，由于壓力差產生的力將雞蛋吸入瓶內。通過演示實驗，教師順其自然的引入教學內容。

（四）物理演示實驗以學生為主導

物理實驗需要學生實踐操作，如果在實驗中以教師演示為主，學生只是觀察記錄沒有深層次地對演示實驗理解，實驗收效小之又小。實驗過程中應該讓學生主動參與實踐，通過實驗數據得出實驗結論，才能達到演示實驗的教學目的。教師實驗方案結束后，學生可以自主設計實驗方案，設立實驗對照組，教師選取其中成熟度高的實驗方案進行演示，讓學生分析評估實驗方法，比較老師和學生的實驗模式的異同，使學生能理解并且掌握物理知識點。這種課堂模式，改變傳統教師演示學生觀看的教學模式，讓學生自主思考、親身實踐在實驗中發揮主導作用，提高學生自主思考和獨立創新的能力，提高學生的核心素質。

例如在探究物體浮沉條件的實驗中，教學開始前讓學生自主討論影響物體浮沉的條件。教師準備一個小鐵塊和一個小木塊，將小鐵塊和小木塊同時放入水中，木塊浮在水面，鐵塊沉入水底，此時讓學生討論分析影響物體浮沉的條件是什么，如果學生得出的答案是密度可以影響物體浮沉，教師再指導學生做牙膏皮實驗，將牙膏皮揉成一團放入水中，牙膏皮沉入水底，教師向學生提問讓牙膏皮漂浮在水面的方法，在學生思考后，將牙膏皮取出還原平整，在注入空氣后，牙膏皮便漂浮在水面，牙膏皮充滿空氣和牙膏皮揉成一團密度并沒有發生變化，說明影響物體浮沉的條件是物體所受的浮力的大小而不是物質的密度。通過這個例子可以看出，在演示實驗中老師更多的是起到拋磚引玉的作用，需要學生更多地參與實踐和自主思考，這樣才能培養學生的物理思維能力。

（五）教學方式創新

物理演示時最主要的特點就是探究性，能夠激發學生的學習興趣，提高學生物理的學習信心。因此教師在實驗教學中要敢于創新應用，采用多種教學方式開展物理實驗教學工作。例如利用信息技術開展虛擬實驗，將抽象的物理概念變為學生可以直接感知的圖像或者視頻，提高學生對知識點的領悟能力，為學生今后的學習提供幫助。

（六）學校加大對物理實驗的投入

為了使學生更好地學習物理、參與演示實驗，學校應該加大對物理實驗的投入，更新物理實驗器材和設備，為物理實驗打好基礎。同時學校組織物理教師參與教學培訓，學習最新的教育理念以及教育方法，老師通過培訓學習增強教學水平，在物理演示實驗教學工作開展過程中，敢于對教育方法創新，提高學生學習能力的同時提升學生的核心素質。

四、 結語

綜上所述，演示實驗是物理教學至關重要的一部分，是物理實驗必不可少的環節。學校應該加大對物理實驗教學的投入，購買新型的設備和實驗器材讓初中物理教師在教學中能得心應手。教師在教學過程利用信息技術提升教學內容，對教學方法進行創新，以學生為主導，讓學生更多地參與到實驗實踐中，全面培養學生的自主思考能力、對事物的理解能力、實踐能力和創新精神，提高學生的核心素質。

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作者簡介：

馬俊福，甘肅省蘭州市，甘肅省蘭州市榆中縣銀山中學。