核心素養視角下初中物理實驗活動設計

王巖

近年來，核心素養教育受到了各級學校的高度關注。它不僅成為一種教育模式，還是一種新的教育理念。核心素養教育強調學生的個人素養的綜合發展，旨在培養孩子的自主思考、團隊協作、創新意識等核心素養能力。物理實驗則是培養這些能力的重要手段之一。本文以核心素養為切入點，探討初中物理實驗活動的設計策略，旨在為物理教師提供一些建議和啟示，以便大家更好地運用核心素養教育理念進行教學活動設計。

一、初中物理核心素養概述

初中物理核心素養內容包括以下幾個方面：物理知識學習能力、物理實驗操作能力、物理知識應用思維、物理模型構建能力。其中，物理知識學習能力是學習物理的基礎，包括學生對力學、熱學、電學、光學、聲學等知識的學習能力；物理實驗是學習物理的關鍵，能夠培養學生的實驗能力和實踐能力；物理思維是學習物理的重要部分，要求學生能夠靈活運用科學思維方法解決問題；物理模型是幫助學生理解物理現象的工具，能夠將抽象的物理概念具體化；物理應用是將物理知識應用于實際生活中，解決實際問題。這些核心素養內容將有助于學生全面系統地學習和掌握物理知識，提高他們的理解和實踐能力，為未來學習知識和科學研究打好堅實的基礎。

二、初中物理實驗活動設計中的問題

（一）教師對實驗創新缺乏重視

初中物理教師對實驗創新缺乏重視，主要體現在兩方面。一方面，一些初中物理教師對于基礎的實驗內容理解不深，埋頭于完成教學大綱規定的基本實驗，忽略了實驗中的探究和創新；另一方面，更高級別的實驗和創新性實驗因為缺乏技術和經濟支持，也難以在初中教學中得到實踐。

（二）學生合作探究意識不足

當前初中物理實驗課堂上，存在學生合作探究意識不足的問題，主要表現在學生們往往只關注實驗結果而忽略實驗中的發現和探究過程。他們缺乏主動探究的熱情和合作交流的意愿，導致實驗結果單一、缺乏創新性。這種現象可能與學生對實驗操作步驟不熟悉、對實驗宗旨不明確、思路不清晰，以及缺乏探究和實驗能力等因素有關。

（三）實驗內容脫離學生生活

當前初中物理實驗課堂上存在著實驗內容脫離學生生活的問題。許多教師設計的實驗內容與學生的生活經驗和實際需求相去甚遠。由于學生無法理解和感受實驗內容，導致學生對物理實驗的興趣和學習成效受到影響。因此，需要教師進行實驗內容的優化，注重實驗與學生生活經驗的“對接”，使實驗內容更有意義，學生能夠從中獲得更多的實踐經驗和思維啟發，提高物理實驗課堂的教學效果。

（四）部分實驗內容不夠直觀

部分實驗內容不夠直觀主要表現為某些實驗的過程或結果難以直接觀察或感知。例如，在光學實驗中，學生可能難以直接觀察到光路和光線的傳播方向；在熱學實驗中，學生可能難以直接感受到溫度和熱量的變化。這些問題可能會影響學生對物理知識的理解和掌握，也可能導致他們對實驗的興趣和積極性降低。

三、基于學生核心素養發展的初中物理實驗設計策略

（一）開展教材分析，形成創新理念

實驗教學是培養學生物理核心素養不可或缺的一環，而教師如何開展教材分析、形成創新理念則是成功實施實驗教學的關鍵所在。首先，教師應該全面了解學生的學習需求，對教材進行深入分析，有針對性地為學生制訂教學計劃。其次，教師應該根據實驗教學的特點，在教育教學中積極探索，開展適應性強的授課方法，注重學生的參與性和實踐性，引導學生將理論知識和實踐操作有機結合。在這個過程中，教師還應該注重引導學生發表自己的意見和建議，為實驗教學的改進提供寶貴的參考意見。

以“測量小燈泡的電功率”為例。這個實驗教學環節可以將理論知識與實踐操作有機結合起來，激發學生的學習熱情，提升他們的參與度。在這個實驗教學過程中，教師不僅可以對燈泡的電功率、電阻、電壓等理論知識進行詳細講解，還可以引導學生親自動手進行實驗操作，從而達到理論與實踐相結合的效果。此外，教師還可以引導學生對實驗結果進行數據分析，讓學生通過觀察實驗結果得到結論，從而提升學生自主研究的能力和創新意識，使學生的物理核心素養得到全面發展。

（二）設計小組實驗，培養合作意識

在開展實驗教學培養學生物理核心素養的過程中，教師應該注重設計小組實驗，以培養學生的合作意識。當學生分組進行實驗時，教師可以要求學生在小組內分工合作，相互協作，細致認真地完成實驗并互相幫助。教師可以小組報告的形式，鼓勵學生共同完成實驗報告，培養學生分享、鑒賞和評價的能力。在這個過程中，學生相互學習、相互促進、相互鼓勵，從而增強了歸屬感和團隊協作意識。

以大氣壓強教學活動為例。教師可以讓學生分組設計實驗，利用傳感器和電子衡器等工具測量大氣壓強并計算結果。在實驗過程中，教師需要鼓勵小組成員之間的合作，當然也要有合理的角色分工。例如，一個同學負責觀察實驗數據，另外一個同學負責記錄數據和計算平均值等。通過角色分工可以讓學生體驗到合作所帶來的好處，同時還可以培養學生分享、協作意識。最終，每組學生都可以共同完成一份實驗報告，介紹他們的實驗方法和數據處理過程。同時讓各組成員上臺分享自己的實驗成果，可以更好地促成學生之間相互交流和學習。

（三）聯系生活，培養應用思維

在開展實驗教學培養學生物理核心素養的過程中，重要的一點是要聯系生活，培養應用思維。教師可以以學生在實際生活中看到的現象為背景，引導學生去探究物理現象的本質和規律，從而使學生能夠將所學的知識與實際生活結合起來，并在遇到實際的問題時，運用所學的物理知識和技能解決問題。同時，也需要教師注意學生學習的興趣和需求，以此為基礎提供有創造性和探究性的實驗設計，讓學生充分參與實驗過程、自主探究，從而培養學生的應用思維。

以“生活中的透鏡”為例。為了充分展現實驗課程內容與學生實際生活之間的關聯，促進學生應用思維的發展，教師可以組織學生使用凸透鏡對水花進行聚焦，從而通過實驗得到凸透鏡成像的規律，進而探討人眼成像的原理，最終了解凸透鏡的應用。這個實驗設計讓學生通過實踐感受到物理規律和現象對他們日常生活的影響，能夠加深他們對物理的認識和理解，培養應用思維能力。

（四）結合信息技術，提高學生理解能力

在開展實驗教學培養學生物理核心素養的過程中，教師可以結合信息技術來提高學生的理解能力。例如，在講解不夠直觀的物理實驗內容時，可以使用模擬軟件或視頻進行演示。這樣可以讓學生更加直觀地了解不同物理規律的基本概念和相關法則，減少抽象概念給學生帶來的學習困擾。同時，通過信息技術的輔助，學生能夠進行相應的虛擬實驗，更好地理解抽象性物理因素在不同情況下的變化規律。

例如，教師可以使用磁場模擬軟件，讓學生觀察磁場中磁力線的變化，從而理解磁場的強度隨距離變化的規律。通過這種方式，學生可以更深入地理解磁場的本質，并且能夠將虛擬實驗中得到的結論應用到現實生活中。如，理解磁懸浮列車的工作原理等。因此，結合信息技術能夠提高學生的理解能力，使得實驗教學更加生動、有趣和有效。

在核心素養視角下，初中物理實驗活動設計不僅僅是為了提高學生的實驗技能和知識理論水平，更重要的是要培養學生的核心素養，包括學習能力、思考能力、溝通能力、合作能力、問題解決能力等。在本文中，筆者提出了針對性實驗教學活動的開展策略，讓學生在探究物理規律的過程中，找到學習方法，提高思考和表達能力，拓寬視野和眼界，增強同學之間的合作意識和團隊精神，進一步提升學生的核心素養和綜合素質。在今后的教學實踐中，筆者將繼續探索出更多符合核心素養視角下的實驗活動設計方案，不斷完善教學體系，為學生帶來更加優質的學習體驗。