重視物理實驗教學，提高學生核心素養

丁凱

【摘要】當前物理教學中，部分教師對物理實驗的重要地位認知不充分，存在教師用講實驗代替學生做實驗的現象.為了提高學生綜合素質，落實新課標理念，教師一定要重視物理實驗教學.實驗教學不僅可以幫助學生掌握物理概念，構建知識網絡，還能鍛煉學生的科學思維、創新意識，兼顧素養提升與考試要求.作為教師，應當開展形式豐富的實驗教學，不僅能提高學生的物理核心素養，還可以減輕學生學習負擔，落實減負政策.

【關鍵詞】初中物理；核心素養；實驗教學

物理是一門以實驗為基礎的自然科學.實驗是初中物理的基礎，也是教學的重要內容和方法.在新課教學中，有趣的實驗可以吸引學生的注意，引出本節課的學習內容.實驗課對本章節的知識點進行系統地梳理，通過實驗的復現和改進，可以幫助學生對重點知識有更加深入的理解.在習題課中，實驗也必不可少的.有趣的實驗不僅可以激發學生學習的熱情，還能幫助學生更加直觀地認識題目所描述的物理現象.總的來說，實驗在初中物理教學中占有非常重要的地位.學生只有通過物理實驗，才能形成知識體系，進而凝練方法，從而提高核心素養[1].

但是，在目前的初中物理教學中，部分學校和教師忽視動手做實驗的重要性.為了提高學生的考試成績，教師經常用板書板畫結合口頭講解的方式，代替真實的實驗操作，將時間節省下來大量做題.學生通過背實驗、記實驗來學習物理，體會不到物理學習的樂趣，也不符合學生的認知發展規律.機械記憶容易遺忘，后續需要用大量時間重復練習以鞏固這些考試要點，學生陷入題海，身心俱疲.

隨著課程改革的不斷深入，物理教育更加重視對學生核心素養的培養，只會死記硬背的學生必然跟不上時代的步伐.近兩年的中考試卷中客觀題比重降低，實驗題分值增加.目前中考實驗題涵蓋知識面廣，內容多變，創新性強，不僅考查學生的基礎知識，對學生的綜合素質和物理思維也提出了更高的要求[2].

1 項目式學習實驗

新課程標準倡導發展學生的核心素養，從生活走向物理，從物理走向社會.物理教學應當以具體事實、鮮活案例引導學生進行理性思考，加強物理知識與生產生活的聯系.項目式學習強調學生在真實情境中學習，重視學生的體驗，通過解決實際問題，發展學生的多種能力，培養學生學科核心素養.學科知識是項目式學習的載體，在教與學的過程中，學生構建學科知識體系，實現“從做中學”[3].

開展項目式學習，教師需要對項目任務進行優化設計，激發學生的積極性.只有讓學生發揮主觀能動性，才能順利開展實驗操作環節，學生才能在實踐活動中不斷思考，持續探索.電學是初中物理的重要內容.串、并聯電路的特點、歐姆定律、動態電路等知識不僅是考試的重點，在現實生活中也有豐富的應用.傳統的電學學習通過大量的實驗題進行反復練習，通過做題、背題的方式，形成答題套路.筆者在一節公開課中，應用熱敏電阻開展了一節項目式學習探究活動，取得了良好效果.

1.1 項目名稱

“多變”的電阻——制作熱敏電阻溫度計.

1.2 項目簡述

本節課主要知識有串聯電路的特點、歐姆定律、動態電路、電阻的影響因素、熱敏電阻的性質、設計電路、電表使用與讀數、電阻箱使用、溫度計使用等.在本項目中，通過教師的引領，學生應用這些知識，改變電表用途，制作可以測溫度的熱敏電阻溫度計，找到電壓或電流與溫度的對應關系，完成產品的設計并提出改良方案.

1.3 項目過程

1.3.1 設計電路研究熱敏電阻性質

首先帶領學生復習歐姆定律在串并聯電路中的應用，引導學生利用所學知識設計電路，探究熱敏電阻的性質.在設計的過程中，小組合作設計電路，教師巡視，展示不同的設計方案.

1.3.2 小組合作，完成實驗

給學生準備熱敏電阻以及電源、開關、導線、定值電阻、滑動變阻器、電壓表、電流表等器材，根據電路圖連接電路，教師針對連接電路時可能出現的問題，予以適當提示.學生小組合作，利用連接好的電路，找到溫度與電壓或電流的關系，完成制作說明書.

1.3.3 討論設計優點，思考方案改良

完成實驗后，小組代表介紹本組設計的電路圖，展示實驗數據.學生針對每一組的方案，進行討論交流，思考改良方案.

1.4 小結

項目式學習的評價維度是多元的.在本項目中，電路設計與分析、按照電路圖連接實物圖、實驗儀器的正確使用和操作、搜集實驗數據、交流與合作、產品展示等都可以作為評價依據，形成量化評價表格.這節課學生應用電學基本知識解決實際問題，學生的實驗能力、合作交流能力有了進一步的提高.通過這個項目，學生認識“多變”的電阻，光敏、熱敏、氣敏等敏感電阻在生活中有廣泛應用，學生可以將學過的知識遷移到其他情境中，理論聯系實際，學以致用，舉一反三.

2 低成本實驗

當今社會發展日新月異，學生不僅要掌握知識，更應提高創新意識，注重實踐.進行物理實驗不一定要在專門的物理實驗室，使用精密的實驗器材.生活中的日常用品、廢舊器材、自制器材等都可以充當物理實驗道具.通過一些簡單的器材進行物理實驗，不僅成本低，而且實驗道具取材于生活，學生有熟悉感、參與感，可以激發學習興趣.低成本物理實驗裝置簡單，實驗現象清晰明了，便于學生理解掌握[4].接下來介紹幾個低成本實驗案例.

2.1 如何分辨生熟雞蛋

實驗器材：一生一熟兩枚雞蛋.

實驗過程：一生一熟兩枚雞蛋混在一起，再不破壞蛋殼的情況下，有哪些辦法可以確定雞蛋是熟的還是生的？

學生討論得到方案：（1）通過強光照，觀察結構的不同；（2）用同樣大小的力轉動雞蛋，可以持續轉動的是熟雞蛋，很快停止轉動的是生雞蛋.

2.2 為什么要戴頭盔？

實驗器材：兩枚熟雞蛋、鐵筷子、礦泉水瓶蓋.

實驗步驟：（1）用筷子敲擊一枚雞蛋，發現雞蛋殼有裂痕.（2）將礦泉水瓶蓋放到雞蛋殼上，用同樣大小的力度敲擊瓶蓋，雞蛋殼完好無損.

學生總結：鐵筷子敲擊時力一樣，但是經過礦泉水瓶蓋的保護，受力面積更大，壓強小，雞蛋殼不容易破.教師引導學生，這個實驗和騎電動自行車必須戴頭盔是一個道理.把雞蛋看作頭部，礦泉水瓶蓋就相當于頭盔，這樣的比喻風趣幽默，在課堂中滲透安全教育.

2.3 制作創意樂器

實驗器材：口服液空瓶、水.

實驗步驟：（1）將口服液空瓶清洗干凈，倒入一定質量的水，對著瓶口吹氣；（2）改變水的質量，吹氣，感受音調的變化.

對于有音樂才能的學生，可以將任務升級.多準備幾個口服液空瓶，裝上不同質量的水，嘗試演奏樂曲.引導學生制作不同的創意樂器，開展自制樂器音樂會.

2.4 高空拋蛋

實驗器材：雞蛋、筷子、吸管等.

實驗步驟：給學生限定器材，制作雞蛋保護裝置，進行比賽，看看哪個方案對雞蛋的保護性最好.這個實驗可以在學生之間開展比賽，看看哪種方案對雞蛋的保護效果最好，豐富學生學習活動.

2.5 小結

筆者在課堂中應用這些小實驗取得了良好的課堂效果，學生的興趣被調動，課堂氛圍活躍.低成本實驗不僅能提高學生的物理興趣，還能培養學生的實踐意識.低成本實驗的器材往往可以讓學生自己設計制作，學生自主動手動腦，發展創造性思維.復雜抽象的物理知識，通過簡單的實驗，學生理解起來更容易.作為物理教師，善于發現身邊的實驗器材，在課堂上多做有趣的實驗，可以有效調動學生的積極性，提升課堂效率.

3 開展模型競賽教育

對科學興趣的引導和培養要從學生抓起.通過模型競賽教育，可以培養學生善于創造、勇于實踐的品格和能力.模型競賽教育可以激發學生的學習興趣，提高學生科學素養，使學生養成主動學習、善于實踐、持之以恒的習慣.學生通過這些活動還能學習和繼承一通百通、精益求精的工匠精神[5].

拼裝類模型，按照材質主要可分為塑料模型和木質模型.在拼裝的時候，學生需要熟練使用剪刀、剪鉗、銼刀、鑷子、膠水等工具，培養動手能力.模型拼裝是否完整、美觀，是評價的重要依據.拼裝是否規范、完整，也會影響模型的性能.

例如 以四驅車拼裝競速活動為例，學生需要依據圖紙，使用工具將一個個零件拼裝成賽車，還要進行一系列調試和改裝.在閱讀說明書的過程中，學生要學會看圖紙，依照圖紙完成拼裝.通過這樣的活動，學生可以養成仔細閱讀使用說明書的習慣.四驅車的動力依靠電池驅動馬達，這是一個簡單電路，可以通過這個結構向學生講解電路的有關知識.不同種類的四驅車，有不同的傳動系統，學生在實際的拼裝過程中，可以認識各種機械結構，激發好奇心和探究欲望.四驅車競速，需要把拼裝好的賽車放到跑道上，跑完全程所用時間越少，成績越高.想讓四驅車跑得更快，要對導輪、輪胎、馬達等多個零件進行改良，可以設置一系列問題和方案給學生探究.

小結 模型競賽活動具有挑戰性和趣味性，能激發學生的探究欲，給學生提供一個展示平臺.開展此類活動，可以涉及諸多學科，關聯多個知識點，培養學生綜合素質.學生通過模型拼接，可以學習到關于車輛、船舶、飛機等模型知識.

4 在線教學實驗策略

面對突發公共衛生事件，學校需要結合實際情況開展線上教學.線上教學時師生不能面對面互動，學生的學習缺乏監督，為了提高學生的學習效率，更應該重視實驗[6].

4.1 攝像頭直播

期間可以利用電腦和手機等進行直播.學生能看到實時的實驗視頻，有疑問可以及時得到解答，互動效果良好.教師能掌握實驗的節奏，對部分實驗細節進行特寫，學生可以觀察得更加細致，掌握細節.

4.2 軟件模擬實驗

隨著信息技術的發展，[4]出現很多實驗仿真軟件.通過軟件模擬的方法，讓學生有直觀體驗.這些軟件和模擬實驗還能分享給學生，讓學生自己在電腦上操作，學生能設計出非常有創意的模擬實驗，發揮主觀積極性.利用Nobook虛擬實驗室、手機物理工坊等軟件，學生可以把物理實驗室“裝進口袋”.

4.3 實驗視頻推送

如果沒有條件進行直播實驗和模擬實驗，可以給學生推送實驗視頻資源，避免通過做實驗題來學習物理實驗.教師可以自己錄制視頻進行剪輯，或者利用網絡平臺進行資源整合，給學生提供豐富的內容.教師自己錄制的視頻，學生有親切感，教師可以把握重點難點.網絡資源形式更加多樣，風格多變，可以給學生新鮮感.

5 結語

為了培養學生綜合素質，落實新課標理念，教師一定要重視物理實驗教學.實驗教學不僅可以幫助學生掌握物理概念，構建知識網絡，還能鍛煉學生的科學思維、創新意識，兼顧素養提升與考試要求.作為教師一定要重視項目式學習實驗，開發低成本物理實驗資源，有條件的學校可以開展模型競賽課程，線上教學也要豐富實驗形式，這樣才能落實新課標理念，培養學生核心素養.

參考文獻：

[1]王雄.初中物理實驗常用的十種方法[J].物理教學，2021，43（11）：42-44.

[2]田龍.中考物理實驗復習策略[J].初中生輔導，2022（18）：60-66.

[3]陳單飛.以項目學習優化初中物理教學的策略分析[J].數理化解題研究，2022（17）：89-91.

[4]黃英奇.新課程理念下低成本實驗的研討[J].物理教學探討，2004，22（6）：15-16.

[5]周秩榆.青少年創新思維能力的培養——以航海模型賽科技活動為例[J].西部素質教育，2021，7（10）：86-87.

[6]唐建華.在線教學環境下初中物理實驗教學的思考[J].物理教師，2020，41（09）：43-44+48.