初中物理實驗教學對培養學生科學素養的作用及應用策略

科學素養是學生必備的基本素質之一，不僅包括科學知識和科學方法，還包括科學態度、科學精神和科學價值觀等。初中物理實驗教學是培養學生科學素養的重要途徑。通過實踐活動，學生能夠形成科學思維和態度，為未來的科學學習打下堅實的基礎。本文分析了實驗教學的特點與作用，并提出了利用實驗教學培養學生科學素養方面的建議。

一、初中物理實驗教學對培養學生科學素養的作用

（一）加深對科學知識的理解

初中物理實驗教學通過實踐體驗，助力學生深化物理概念理解，如光的折射實驗，讓學生直觀感知折射定律。此外，實驗教學還能激發學生的興趣，提高學生學習積極性，并培養學生解決實際問題的能力。

（二）提升對科學方法的應用

初中物理實驗教學對培養學生科學素養影響顯著。教師通過鼓勵學生參與觀察、實驗設計和數據分析等活動，培養了他們的觀察能力和思考分析能力。實驗現象觀察有助于發現規律，培養學生敏銳的觀察力，提升學生的科學思維水平。通過解決實驗中的問題，培養學生自主學習和自主解決問題的能力，鍛煉學生堅韌不拔的品質。

（三）養成良好的科學態度

初中物理實驗教學能培養學生科學精神，激發學生探索熱情，增強學生實證意識及創新意識的形成。同時，實驗教學能發展學生的批判性思維，教會他們分析評價實驗結果，形成辨別真偽、質疑探真的科學態度。

（四）樹立正確的科學價值觀念

初中物理實驗教學對學生培養科學價值觀非常重要，不但可以促使學生形成科學倫理觀念和誠實、守信的態度，而且可以通過實驗活動強化科學責任感，培育勤奮嚴謹的作風。此外，實驗教學還可以使學生尊重科學事實和方法，培養他們客觀、公正的科研態度及堅定的科學信仰。

二、不同初中物理實驗提升學生科學素養的教學案例設計

（一）測量類實驗教學案例

測量類實驗要求學生使用科學的方法以及所掌握的知識完成實驗課程教師布置的任務，幫助學生進一步掌握科學方法的使用策略，促進學生對相關知識的理解和掌握。下面以“測量小電燈泡功率”實驗為基礎進行設計。

【教學準備】本次實驗教學所選擇教學內容為人教版初中物理教材九年級第十八章第3 節“測量小燈泡的電功率”。在之前的學習中，學生已經基本掌握電壓表和電流表的使用，學習了歐姆定律和滑動變阻器的作用，因此，本實驗引導學生繼續使用電壓表和電流表進行電功率的計算。

【教學目標】要求學生能夠掌握本次實驗原理，熟練使用“伏安法”進行電功率的測量，理解小燈泡發光的原理并能對實驗的結論進行反思。學生能夠在觀察實驗的過程中分析影響小燈泡亮度的原因，并通過實驗教學形成規范的操作意識和環保責任感。

【任務設計】課前任務：學生統計家中照明設備類型并根據自身發現提出節能措施。主要設計意圖為培養學生發現生活中物理現象的能力以及將所學知識用于分析和解決現實問題的能力。

課中任務：首先，觀察40W 與100W 小燈泡串聯、并聯時的亮度，引導學生思考影響燈泡亮度的因素有哪些。然后，要求學生學習小組設計實驗方案，并對所設計的實驗方案進行討論。最后，要求學生使用所設計的方案進行實驗操作，測量實驗數據并計算燈泡的電功率，結合所學習的知識解釋為什么會出現串聯和并聯燈泡亮度不一樣的問題。

課后任務：結合所學習能量轉化相關知識，解釋推廣使用LED 燈的原因。主要設計目的是對本次實驗課程知識內容進一步拓展，提升學生自主探索的觀念，加深學生對知識的理解。

（二）探究類實驗教學案例

探究類實驗教學旨在加深學生對已經掌握知識的理解并幫助學生養成良好的科學價值觀和科學態度。下面以“探究杠桿的平衡條件”為基礎進行案例設計。

【教學準備】探究杠桿平衡條件的實驗教學課程選擇的內容為人教版物理教材八年級下冊第十二章第1 節“杠桿”。在之前的學習中，學生已經學習平衡狀態相關內容，具備科學探究的素養，但是尚未形成較好的科學探究態度。

【教學目標】加深學生對杠桿平衡條件的理解并建立杠桿平衡模型，使用觀察記錄等方法探究該物理現象中的規律并將所發現規律進行應用。

【任務設計】課前任務：利用生活中常見的物品，制作桿秤。主要目的是培養學生的動手能力，加深學生對杠桿模型的理解。

課中任務：展示課前制作的小桿秤，討論并講解其原理，嘗試使用實驗室中的物品進行平衡杠桿的制作并稱量物品質量。觀察所稱量物品的位置移動，并記錄數據。主要設計目的是讓學生在探究的過程中形成杠桿平衡的概念，認識到其影響因素并培養學生的思維能力。

課后任務：通過杠桿平衡條件實現彈簧測力計量程的擴大。主要目的是發散學生的思維，培養學生靈活運用知識的能力。

三、利用物理實驗教學培養初中生科學素養的具體措施

（一）加強實驗教學資源的建設

首先，需要進行設備的更新與完善，包括但不限于購買新型的實驗儀器和器材以及對現有設備進行修復和升級，以滿足不斷變化的教學需求。同時，應開發和編寫一系列實驗教材，其內容涵蓋不同主題和難度級別，旨在滿足學生多元化的學習需求。此類教材應包含詳盡的實驗操作步驟、實驗原理闡述及實驗現象的解釋，為學生提供全面的學習指導。

其次，應編制詳盡的實驗指導書，旨在為教師和學生提供明確的實驗操作指導和實驗內容介紹。該指導書需要詳細說明實驗的目的、所需材料、操作步驟、數據記錄及分析方法等，以確保學生能夠順利完成實驗并深入理解實驗原理。為創建安全、整潔、舒適的實驗學習環境，需要建立高質量的實驗室和實驗場地。此類實驗室須配備必要的實驗設備和儀器，并具備優良的通風、采光等條件，以確保學生的實驗安全，提升學生學習效率。

（二）增加實驗教學的學時

在課堂上應確保安排充分的時間供學生進行實驗操作與實驗思考，并擁有足夠的時間進行數據收集、分析和討論。通過精心策劃課程進度與時間分配，最大限度地利用每一堂課的時長，以優化實驗教學。組織學生參與課外實驗活動，如實驗競賽、科技創新項目等，為學生提供更廣闊的實驗學習機會與實踐平臺，幫助學生深化對物理知識認識的同時，還能培養其實驗設計與操作能力。并且在增加實驗教學課時的同時，加強對學生實驗操作與實驗思考的評價與反饋，及時發現并幫助學生解決存在的問題和困難，以促使其持續改進與提升，確保實驗教學的有效性與學生實驗能力的持續提升。

（三）注重實驗教學的評價

注重初中物理實驗教學的評價是確保教學效果和提高學生實驗能力的關鍵。構建科學的實驗教學評價體系可以綜合評價學生的實驗知識、實驗能力和實驗態度，激發學生的實驗學習積極性。

制訂實驗教學評價目標與標準，涵蓋學生對物理原理的理解、操作技能、數據分析、態度和體驗。運用多樣化的評價方法，如實驗報告、記錄、設計、操作、觀察和討論，全面評估學生的實驗能力與態度。評價重點在于激勵學生積極參與實驗，提升實驗興趣和能力，可通過實驗獎勵、競賽和項目合作等活動提高學生的學習動力。

四、結語

初中物理實驗教學深刻影響了學生的科學素養。通過實踐、探究和綜合性實驗，學生深化了對物理知識的理解，對科學產生了興趣。此外，實驗教學培養了學生的科學思維、方法論和實驗操作技能，促進了學生邏輯思維和問題解決能力的提升。實驗教學還塑造了學生積極的科學態度，培養了他們的科學精神和品質，為學生未來的學習和發展打下了堅實基礎。