新課改背景下初中物理實驗教學(xué)探討

摘 要：《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中強(qiáng)調(diào)要在核心素養(yǎng)基礎(chǔ)開展教學(xué)活動，幫助學(xué)生從物理學(xué)視角認(rèn)識自然、解決相關(guān)實際問題，初步形成科學(xué)自然觀與科學(xué)思維習(xí)慣。實驗作為物理教學(xué)的基礎(chǔ)，主要是讓學(xué)生在實踐探究中理解物理知識，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法，養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣。基于此，文章進(jìn)行了詳細(xì)分析，先闡述了實驗在初中物理教學(xué)中的地位與作用，然后提出了有效教學(xué)策略，從而以提高實驗教學(xué)的有效性，促進(jìn)學(xué)生物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等素養(yǎng)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：初中物理；實驗教學(xué)；有效策略

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-8918（2024）24-0126-04

物理作為一門綜合性學(xué)科，具有較強(qiáng)的實踐性。實驗作為學(xué)生實踐的途徑，對學(xué)生物理核心素養(yǎng)發(fā)展有積極作用，同時也為學(xué)生未來的學(xué)習(xí)奠定扎實基礎(chǔ)。學(xué)生在參與物理實驗的過程中，可以通過觀察物理現(xiàn)象、探索物理規(guī)律增強(qiáng)對物理知識的理解，提高物理學(xué)習(xí)能力。在新課改背景下，物理教師在實驗教學(xué)中要加強(qiáng)對學(xué)生自主實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，提高他們的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力以及動手操作能力。為此，物理教師在日常教學(xué)中，要清楚認(rèn)識到實驗在物理教學(xué)中的地位，及其對物理教學(xué)的作用，從而積極探索出實驗教學(xué)的有效策略，以提高教學(xué)效率，滿足新課改要求，促進(jìn)學(xué)生綜合發(fā)展。

一、 實驗在初中物理教學(xué)中的地位與作用分析

（一）實驗在初中物理教學(xué)中的地位

1. 是物理教學(xué)的重要基礎(chǔ)

常言道，實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。正是科學(xué)家堅持不懈地實踐，才有了我們現(xiàn)在認(rèn)識自然規(guī)律的理論知識。而物理作為一門實踐性較強(qiáng)的學(xué)科，實驗是驗證物理知識的有效渠道。如果說在物理教學(xué)中，教師都是按照教材內(nèi)容講解理論知識，忽視了實驗驗證，那么學(xué)生的科學(xué)思維也變得固化，對物理理論的認(rèn)識僅限于課本，也不知道這些理論是如何得出來的。而通過實驗教學(xué)，可以引導(dǎo)學(xué)生探究、驗證物理理論的形成，并做到學(xué)以致用。可見，實驗是物理教學(xué)的重要基礎(chǔ)。

2. 是物理教學(xué)重要內(nèi)容

打開教材，發(fā)現(xiàn)其中所含主要內(nèi)容有物理公式和物理實驗，如探究體驗、演示實驗、拓展實驗等。這些形式多樣的實驗可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在實驗過程中，學(xué)生會對相關(guān)物理現(xiàn)象進(jìn)行猜想、驗證、分析，體會物理的魅力，從而增強(qiáng)求知欲。可見，在物理教學(xué)中，實驗是一項重要內(nèi)容，是對物理結(jié)論與規(guī)律的驗證，是學(xué)生探究真理的方法。

3. 是物理教學(xué)的重要方法

實驗不僅是有效的學(xué)習(xí)方法，也是重要的教學(xué)方法。通過實驗，可以將物理知識變得直觀化、簡單化，使知識點的性質(zhì)、知識點之間的聯(lián)系清晰地呈現(xiàn)出來，幫助學(xué)生更透徹地理解和掌握這些性質(zhì)與關(guān)系。同時，教師也可以借助實驗為學(xué)生創(chuàng)設(shè)相關(guān)教學(xué)情境，讓他們在該情境中思考、探究，加深對知識的理解和掌握。除此之外，在實驗教學(xué)中，學(xué)生可以以小組的方式合作探究，在親身體驗中解決問題。如此既可以加深學(xué)生對物理知識、物理現(xiàn)象的掌握，又可以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、動手實踐能力，促進(jìn)其科學(xué)思維素養(yǎng)、科學(xué)探究素養(yǎng)的發(fā)展。

（二）實驗對初中物理教學(xué)的作用

1. 有利于學(xué)生理解物理知識

學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識的時候，都是通過感官接受信息，然后將這些信息傳輸給大腦，最后讓大腦進(jìn)行理解、處理、儲存。簡單來說，這個學(xué)習(xí)過程就是由實物和圖像到物理符號的過程。物理實驗便是實物的展示過程，學(xué)生能夠通過實際操作與具體感知，將實物轉(zhuǎn)化為物理符號，從而輕松理解物理知識。

2. 有利于增強(qiáng)學(xué)生的積極性

在實驗探究中，經(jīng)常會出現(xiàn)實驗結(jié)果與學(xué)生原有認(rèn)知、教材結(jié)論不相符的情況，這樣就會讓學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的好奇心，并在好奇心的驅(qū)動下，積極參與到實驗驗證中，提高其學(xué)習(xí)興趣。再加上實驗現(xiàn)象、實驗效果是教師無法用語言表述出來的，而具體實驗?zāi)軌驗閷W(xué)生提供真實的物理情境，讓學(xué)生在情境中體驗物理知識的趣味性，從而增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)積極性。可見，在物理教學(xué)中，實驗的有效開展能夠增強(qiáng)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)積極性，提高其學(xué)習(xí)效果。

3. 有利于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力與動手實踐能力

有效且安全的實驗操作需要學(xué)生集中精力、全身心投入。因此，實驗教學(xué)對學(xué)生觀察能力、動手操作能力有良好的培養(yǎng)作用。首先，學(xué)生在實驗中，不單單是按照步驟一步一步完成，更重要的是學(xué)會觀察、善于思考，發(fā)現(xiàn)實驗中的各種現(xiàn)象，以及生活中所涉及的相關(guān)現(xiàn)象，提高學(xué)生的觀察能力。其次，要組織學(xué)生自己動手設(shè)計與操作，如實驗流程、儀器操作、試驗方法等，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力的同時，提高其動手操作能力。

二、 新課改下初中物理實驗教學(xué)的有效策略

（一）充分開發(fā)利用實驗資源

1. 改進(jìn)現(xiàn)有器材，自制實驗教具

在現(xiàn)階段的初中物理實驗教學(xué)中，一個突出問題就是實驗器材資源缺乏，無法跟上現(xiàn)代教育的步伐。為此，除了學(xué)校購買一定的實驗器材，物理教師還要開發(fā)自制實驗器材與教具，從而豐富實驗器材資源。這樣不僅彌補(bǔ)了學(xué)校資金緊張而無法補(bǔ)全實驗器材資源的問題，還通過帶領(lǐng)學(xué)生自制教具，啟發(fā)他們的物理學(xué)習(xí)興趣，提高其動手實踐能力。

就像在“探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系”的實驗中，實驗室當(dāng)中的器材需要讓學(xué)生多次操作，整個過程復(fù)雜且煩瑣。為此，教師可以與學(xué)生一起改進(jìn)實驗器材，在使用實驗室升降臺、鐵架臺的基礎(chǔ)上，利用大小不一的飲料瓶和吸管開展實驗。這樣，學(xué)生就是可以同時測量浮力的大小和排開液體所受重力，不需要多次測量數(shù)據(jù)，使得整個實驗更加簡單。又如，在“壓強(qiáng)”的教學(xué)中，教材中通過在雪中滑行和走路的對比，引出壓強(qiáng)概念，但是有很多學(xué)生不會滑雪，他們感受不到滑雪時的壓強(qiáng)。為此，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生自制實驗教具，先準(zhǔn)備兩塊80×80cm的板子、一盒釘子和多把錘子，然后讓學(xué)生在一塊板子上釘滿釘子，另一塊板子上釘幾個釘子，然后分別嘗試坐在兩塊不同的板子上，感受壓強(qiáng)的不同。這樣學(xué)生就可以輕松理解壓強(qiáng)概念、特征，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。在經(jīng)過幾次改進(jìn)實驗器材以后，發(fā)現(xiàn)課堂氛圍明顯變好，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性也更強(qiáng)。

2. 跨學(xué)科融合開拓教學(xué)資源

新課標(biāo)中明確指出，要加強(qiáng)跨學(xué)科實踐教學(xué)，發(fā)展學(xué)生運用知識、分析和解決問題的綜合能力、動手操作的實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和樂于實踐、敢于創(chuàng)新的精神。為此，在物理實驗教學(xué)中，教師也要通過跨學(xué)科融合拓展相關(guān)教學(xué)資源，幫助學(xué)生建立知識概念體系，提高其學(xué)習(xí)效率。同時，開展跨學(xué)科融合開拓教學(xué)資源還可以優(yōu)化不同學(xué)科知識點的前后聯(lián)系，有效強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)思考與創(chuàng)新的能力，讓學(xué)生與其他學(xué)習(xí)知識相聯(lián)系形成完善的物理知識體系。

就像在“分子熱運動”的教學(xué)中，教材中安排的實驗是氣體擴(kuò)散實驗，該實驗較為簡單且枯燥，學(xué)生的參與積極性不強(qiáng)。為此，教師可以與化學(xué)知識相結(jié)合開展實驗，具體操作步驟為：先準(zhǔn)備一個小樹枝和一些棉花，然后將棉花揉成小團(tuán)粘貼在樹枝上，并將酚酞點在棉花團(tuán)上，這樣就可以得到開滿白色小花的小樹。之后，教師在一個小燒杯中倒入濃氨水，與棉花小樹一同放在透明玻璃罩中。經(jīng)過一段時間以后可發(fā)現(xiàn)，棉花變成了紅色。該實驗證明了分子不停運動的概念，并且棉花小樹要給學(xué)生帶來一絲的藝術(shù)氣息，增強(qiáng)學(xué)生的探究興趣；同時，也為學(xué)生在后續(xù)化學(xué)課程中分子的學(xué)習(xí)建立前概念，降低他們的學(xué)習(xí)難度。

（二）豐富實驗開展方式

1. 結(jié)合生活開展實驗

“從生活走向物理，從物理走向社會。”這句話物理課標(biāo)一直在沿用，而且陶行知先生也提出過“生活即教育”的觀念。因此，初中物理教師在實驗教學(xué)中，首先可以遵循初中學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律，貼近學(xué)生生活，關(guān)注學(xué)習(xí)生長點，以具體事實、鮮活案例、生活經(jīng)驗和基本概念等開展的實驗活動，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理性思考，增強(qiáng)實驗趣味性的同時，讓學(xué)生看到生活中的物理現(xiàn)象，提高他們的學(xué)習(xí)積極性。拿“光的折射”這一實驗來說，以往教師多是直接用激光從空中照向水中，學(xué)生無法看到光在空氣中和水中的路徑；但是將超聲波加濕器7NziQBLBQJUSZVr/ZGECGOZaMwhX2tDE7I8I1ZP+4po=放在旁邊并開啟，同時在水中滴入少量牛奶，學(xué)生便可以看到光在空氣中和水中的路徑。又如，在“蒸發(fā)”這一知識點的教學(xué)中，教師可以開展“煮雞蛋”實驗，具體操作步驟為：教師準(zhǔn)備數(shù)顆雞蛋與一個電鍋，然后將雞蛋煮熟，接著讓學(xué)生到講臺上，感受雞蛋剛撈出時的溫度；之后，等雞蛋上的水分蒸發(fā)完以后，再讓學(xué)生感受一下雞蛋的溫度。通過該實驗，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)水分蒸發(fā)完雞蛋的溫度更高，進(jìn)而得出水分蒸發(fā)吸熱的物理結(jié)論。這樣，學(xué)生也不覺得實驗無趣了。

教師在實驗教學(xué)中可以加強(qiáng)與生產(chǎn)生活、社會發(fā)展和科技進(jìn)步的聯(lián)系，凸顯我國科技成就，引導(dǎo)學(xué)生增強(qiáng)文化自信，樹立科技強(qiáng)國的遠(yuǎn)大理想。就像在“能源與可持續(xù)發(fā)展”的教學(xué)中，教師可以引入風(fēng)力發(fā)電、海洋能發(fā)電等的視頻，并用多媒體呈現(xiàn)其工作原理，讓學(xué)生感受到我國科技的進(jìn)步，增強(qiáng)其民族自豪感。

2. 利用虛擬仿真技術(shù)開展實驗

現(xiàn)階段，虛擬仿真實驗室系統(tǒng)已經(jīng)較為完善，包含大量實驗?zāi)M項目，可以滿足初高中學(xué)生的實驗學(xué)習(xí)需求。同時，虛擬仿真實驗系統(tǒng)還為教師與學(xué)生提供了相應(yīng)平臺，讓他們能夠自主設(shè)計、完成實驗。除此之外，虛擬仿真實驗系統(tǒng)中還包含實驗室無法開展、演示實驗無法呈現(xiàn)的實驗過程，為物理實驗的開展提供更多資源。

就像在教授“光的色散”的時候，實驗器材要求高，實驗過程難度大，需要教師準(zhǔn)備衍射光柵或三棱鏡；并且對光線與光源也有較高要求，如果光沒有清晰地投影到墻面，那么學(xué)生是難以觀察到光的色散現(xiàn)象。為此，教師可以利用虛擬仿真技術(shù)開展相關(guān)實驗（圖1），讓學(xué)生清晰地觀察到光的色散現(xiàn)象，從而透徹地理解太陽光是白光，它通過棱鏡后被分解成各種顏色的光，這種現(xiàn)象叫光的色散這一概念。之后，教師還可以適當(dāng)引入實物驗證實驗，讓學(xué)生在操作中驗證虛擬仿真實驗結(jié)果，培養(yǎng)他們的自主探究能力。

3. 開展合作探究實驗

新課改倡導(dǎo)“自主、合作、探究”，培養(yǎng)學(xué)生的自主思考、合作探究、團(tuán)隊協(xié)作的能力。為此，初中物理教師在實驗教學(xué)中，要積極開展合作探究實驗，鼓勵學(xué)生在自主思考與合作探究中，提高他們綜合實踐能力的同時，促進(jìn)實驗教學(xué)的發(fā)展。如在“測量滑動摩擦力”的實驗中，教師可以讓學(xué)生以小組為單位完成實驗。首先，各個小組推選出組長，然后組長為組員布置任務(wù)；其次，各組在小組長的帶領(lǐng)下，設(shè)計實驗方案，制訂實驗步驟，開展實驗過程，并討論實驗結(jié)果；最后，各個小組展示自己的實驗結(jié)果，并闡述自己實驗中遇到的問題以及解決方法。在所有小組都展示完以后，教師再進(jìn)行整體點評，包括整體表現(xiàn)、個別學(xué)生積極性不高、個別學(xué)生想法新穎等。如此，可以有效增強(qiáng)學(xué)生的實驗積極性，提高實驗教學(xué)成效。

4. 開展家庭實驗

經(jīng)過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，很多物理教師不開展實驗的一個重要原因就是課堂時間短，教學(xué)任務(wù)緊張，沒有多余時間開展實驗活動。這樣在一定程度上制約了實驗教學(xué)的發(fā)展。針對此，教師可以開展家庭實驗，讓學(xué)生有充足的時間完成實驗，實現(xiàn)對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)。另外，家庭實驗還有效豐富了實驗形式，讓學(xué)生的課后生活更加豐富。

就像在教授“壓強(qiáng)”這一知識點之前，教師可以先為學(xué)生布置一項家庭實驗：讓學(xué)生購買一塊正方形豆腐，然后將各種重物以疊加形式放在豆腐上，直到豆腐被壓垮。在此過程中，要將豆腐被壓垮時重物的質(zhì)量記錄下來，并且將豆腐被壓垮的狀態(tài)與重物拍照發(fā)在微信群中。第二天上課時，教師要將學(xué)生所拍的照片用多媒體呈現(xiàn)出來，讓學(xué)生分享自己的實驗過程，并相互比一比，誰放的重物質(zhì)量最大。通過該實驗，不僅幫助學(xué)生提前理解壓強(qiáng)概念，讓他們掌握增大（減小）壓強(qiáng)的方法，還豐富了他們的課外生活，增強(qiáng)其物理興趣。

（三）優(yōu)化教學(xué)評價體系

新課標(biāo)要求教師要在“四基四能”基礎(chǔ)上開展教學(xué)活動，提高教學(xué)效率，促進(jìn)學(xué)生綜合發(fā)展。但是傳統(tǒng)的評價方式已經(jīng)無法滿足新課標(biāo)要求，教師必須優(yōu)化教學(xué)評價體系，采用多種評價方式開展評價活動，照顧到學(xué)生的個體差異性，滿足學(xué)生的評價需求，幫助他們更全面地認(rèn)識、提升自己；同時，還要豐富評價主體，讓學(xué)生也參與其中，通過自評與互評的方式提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)水平。

1. 積極開展過程性評價

過去，物理教師都是采用考試的方式進(jìn)行評價，這屬于終結(jié)性評價。這種評價方式將重點放在了考試成績上，導(dǎo)致學(xué)生忽視平時的物理學(xué)習(xí)與實驗參與。因此，教師要開展過程性評價，對學(xué)生實驗過程中的具體行為表現(xiàn)（包括動腦、動手、態(tài)度等）進(jìn)行打分，并讓平時成績占到總成績的70%。這樣，學(xué)生對實驗就會更加重視，也會認(rèn)真對待。

2. 加大對實驗具體內(nèi)容的評價力度

依據(jù)新課改，對物理實驗具體內(nèi)容的評價主要包含以下7個方面：①能夠?qū)嶒炘怼嶒炞⒁馐马棥x器使用方法、實驗設(shè)計思路等準(zhǔn)確表述出來，并且能夠用已掌握的物理知識解釋實驗理論依據(jù)；②能夠根據(jù)實驗要求科學(xué)地設(shè)計實驗步驟，并保證其可行性；③能夠在實驗中準(zhǔn)確選擇實驗器材，且合理裝配、使用器材；④能夠熟練完成實驗，保證實驗操作順序的規(guī)范化、實驗數(shù)據(jù)的合理性、實驗現(xiàn)象觀察的準(zhǔn)確性；⑤能夠根據(jù)實驗數(shù)據(jù)總結(jié)出相應(yīng)實驗8N7mnKY4YRfXyBbEQkyMvA==結(jié)論，并用文字表述出來，完成實驗報告；⑥能夠有效分析實驗誤差，找到誤差的產(chǎn)生原因并有效解決；⑦能夠掌握實驗研究方法，如比較法、模擬法、替代法、觀察法等。通過對這些實驗具體內(nèi)容的評價，可以進(jìn)一步掌握學(xué)生的實驗水平，從而有效針對地開展實驗教學(xué)。

三、 結(jié)論

綜上所述，在新課改背景下，創(chuàng)新物理實驗教學(xué)，不僅可以提高教學(xué)效率，還可以激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在參與實驗中提高創(chuàng)新能力與動手操作能力，發(fā)展其物理核心素養(yǎng)。因此，初中物理教師在實際教學(xué)中，可以通過充分開發(fā)利用實驗資源、豐富實驗開展方式、優(yōu)化教學(xué)評價體系等方式創(chuàng)新實驗教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生深入探究物理知識，加深對物理知識的理解和掌握，提高其物理水平。

參考文獻(xiàn)：

［1］張峰.新課改下初中物理實驗教學(xué)的改進(jìn)與創(chuàng)新［J］.數(shù)理天地（初中版），2023（22）：69-71.

［2］王佳奇.論新課改下如何提高初中物理教學(xué)的有效性［J］.數(shù)理天地（初中版），2023（22）：36-38.

［3］孫永平.淺談初中物理實驗教學(xué)的改進(jìn)與創(chuàng)新策略［J］.中學(xué)課程輔導(dǎo)，2022（29）：48-50.

［4］楊浩.初中物理實驗教學(xué)提質(zhì)增效的策略探究［J］.數(shù)理化學(xué)習(xí)（教研版），2022（2）：52-53.

［5］王東紅.優(yōu)化初中物理實驗探究教學(xué)的策略研究［J］.試題與研究，2022（17）：13-14.

［6］范良珉.新課改背景下初中物理多元化教學(xué)［J］.文理導(dǎo)航（中旬），2022（4）：19-21.

［7］萬廣恒.淺談初中物理實驗教學(xué)的困境及出路［J］.知識文庫，2022（4）：151-153.