新課改視角下初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略研究

【摘要】實(shí)驗(yàn)教學(xué)是初中物理教學(xué)的重要組成部分。初中物理教師應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并采用多元化的教學(xué)策略提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，助力學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)。文章立足于初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐，靈活運(yùn)用《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中的理念探析物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效策略，以期優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的育人價(jià)值，推動(dòng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的形成與全面發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】初中物理；新課改；新課標(biāo)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；核心素養(yǎng)

作者簡介：李特（1984—），男，廣東省珠海市第九中學(xué)。

實(shí)驗(yàn)是物理的基礎(chǔ)，物理學(xué)科的“高樓大廈”建立在大量的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上。初中物理教材依據(jù)教學(xué)內(nèi)容編排了若干個(gè)物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，旨在借助物理實(shí)驗(yàn)還原物理知識形成的過程，培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)探究觀；借助物理實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生對所學(xué)物理知識的認(rèn)知與理解，切實(shí)提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)效果。《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）指出，物理實(shí)驗(yàn)和跨學(xué)科實(shí)踐是落實(shí)物理課程育人要求的重要載體，鼓勵(lì)教師從實(shí)際出發(fā)，全面重視物理實(shí)驗(yàn)與跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)，充分發(fā)揮課程活動(dòng)的育人功能。物理教師應(yīng)始終堅(jiān)持積極探索、大膽創(chuàng)新的教育觀，認(rèn)真學(xué)習(xí)、分析新課標(biāo)中的教育理念，積極推動(dòng)新課改理念在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的普及、落實(shí)。

一、基于核心素養(yǎng)明確物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)

新課標(biāo)指出，初中物理學(xué)科的核心素養(yǎng)框架體系由物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)維度組成。物理核心素養(yǎng)框架體系向初中物理學(xué)科的教育教學(xué)提出了明確的要求，即教師應(yīng)以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，組織、開展各項(xiàng)教育教學(xué)活動(dòng)，其中作為重要組成部分的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)也應(yīng)基于核心素養(yǎng)明確具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)［1］。

以人教版初中物理九年級全一冊第十三章第1節(jié)“內(nèi)能”的教學(xué)為例。教材圍繞“做功可以改變物體的內(nèi)能”這一知識點(diǎn)設(shè)置了兩個(gè)物理實(shí)驗(yàn)，其一為演示空氣壓縮時(shí)內(nèi)能增加，其二為演示壓縮氣體對外做功。由此，教師結(jié)合教材內(nèi)容，充分考慮學(xué)生的物理學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、個(gè)性化發(fā)展需求等要素，基于核心素養(yǎng)框架體系明確了如下實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。

【物理觀念】讓學(xué)生理解做功和改變物體內(nèi)能之間的關(guān)系，知道如何通過做功來改變物體的內(nèi)能。

【科學(xué)思維】通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力和基本的分析、判斷能力。

【科學(xué)探究】引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與物理實(shí)驗(yàn)探究，認(rèn)真觀察、積極思考，嘗試從發(fā)現(xiàn)的物理現(xiàn)象中總結(jié)科學(xué)有效的物理規(guī)律。

【科學(xué)態(tài)度與責(zé)任】激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、大膽創(chuàng)新的精神；引導(dǎo)學(xué)生辯證認(rèn)識人類活動(dòng)，讓學(xué)生樹立正確的自然觀、環(huán)境觀。

上述實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)緊扣物理核心素養(yǎng)，具有合理性與可操作性，為教師組織學(xué)生開展物理實(shí)驗(yàn)提供清晰的依據(jù)，同時(shí)為物理實(shí)驗(yàn)的有效教學(xué)打下基礎(chǔ)。

二、合理利用信息技術(shù)輔助物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

當(dāng)下，教育領(lǐng)域充分融入了各種信息技術(shù)手段，為教學(xué)活動(dòng)賦能。新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)“合理運(yùn)用信息技術(shù)”，主張教師根據(jù)實(shí)際需求將信息技術(shù)手段運(yùn)用到物理教學(xué)中，利用信息技術(shù)服務(wù)教學(xué)活動(dòng)，充分彰顯和發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢。由此，在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，教師可以巧妙引入信息技術(shù)，以信息技術(shù)輔助物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率，推動(dòng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的全面發(fā)展［2］。

以人教版初中物理九年級全一冊第十三章第1節(jié)“分子熱運(yùn)動(dòng)”的教學(xué)為例。教材根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置了“液體擴(kuò)散”這一物理演示實(shí)驗(yàn)，旨在引導(dǎo)學(xué)生了解擴(kuò)散現(xiàn)象可以發(fā)生在液體之間。然而，該實(shí)驗(yàn)所需要的時(shí)間較長，在一節(jié)課中難以完成，若按照教材文字將實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的變化講述給學(xué)生，將不利于學(xué)生的深入學(xué)習(xí)。由此，教師引入信息技術(shù)手段，通過精心制作的視頻，帶領(lǐng)學(xué)生觀察不同時(shí)間段量筒里清水與硫酸銅溶液之間發(fā)生的變化。如此，教師借助視頻將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象集中演示出來，以一種靈活且巧妙的方式帶領(lǐng)學(xué)生觀察具體的物理變化，使得他們深刻理解發(fā)生在液體之間的擴(kuò)散現(xiàn)象。

三、充分規(guī)范物理實(shí)驗(yàn)過程中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)

實(shí)驗(yàn)具有較強(qiáng)的嚴(yán)謹(jǐn)性，實(shí)驗(yàn)過程中的任何疏忽都有可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期存在較大偏差。因此，初中物理教師應(yīng)對物理實(shí)驗(yàn)過程中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)都予以明確的規(guī)范，以規(guī)范的物理實(shí)驗(yàn)流程及步驟確保每一項(xiàng)物理實(shí)驗(yàn)真正發(fā)揮其價(jià)值與作用，從而助力學(xué)生的物理學(xué)習(xí)，推動(dòng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展［3］。

以人教版初中物理九年級全一冊第十三章第3節(jié)“比熱容”的教學(xué)為例。教材根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置了“比較不同物質(zhì)吸熱的情況”這一物理實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)要求“思考怎樣得到相同質(zhì)量的水和油、怎樣比較水和油吸收熱量的多少。設(shè)計(jì)表格，記錄并分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)”。針對這一實(shí)驗(yàn)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前認(rèn)真思考并制訂與該實(shí)驗(yàn)相關(guān)的方案，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)表格設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)具體過程及步驟等。學(xué)生經(jīng)過思考完成了這些準(zhǔn)備工作之后，教師便可以指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行接下來的實(shí)驗(yàn)探究。在進(jìn)行了充分的準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)上，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究的過程中得心應(yīng)手，能夠有條不紊地展開實(shí)驗(yàn)操作，全面、真實(shí)地記錄各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；能夠關(guān)注與預(yù)設(shè)相矛盾的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，嘗試解決遇到的各項(xiàng)問題；等等。如此，確保了“比較不同物質(zhì)吸熱的情況”這一物理實(shí)驗(yàn)的有效進(jìn)行，也為學(xué)生理解“不同物質(zhì)，在質(zhì)量相等、升高的溫度相同的情況下，吸收的熱量不同”這一知識點(diǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

再以人教版初中物理九年級全一冊第十四章第1節(jié)“熱機(jī)”的教學(xué)為例。教材圍繞“內(nèi)能轉(zhuǎn)化”這一知識點(diǎn)設(shè)置了物理演示實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)需要使用的器材與材料有鐵架臺、試管、酒精燈、打火機(jī)、瓶塞、水等。在該演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)注重演示操作的規(guī)范性，同時(shí)，提醒學(xué)生在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)正確使用酒精燈、試管等實(shí)驗(yàn)器材，避免發(fā)生危險(xiǎn)。如此，教師通過演示這一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，既讓學(xué)生理解了“不同形式能量之間的轉(zhuǎn)化”的相關(guān)知識，又有效引導(dǎo)學(xué)生規(guī)范進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)安全意識；同時(shí)，為學(xué)生在后續(xù)的物理實(shí)驗(yàn)中能夠獨(dú)立、規(guī)范地完成實(shí)驗(yàn)打下了基礎(chǔ)。

四、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合作探究式實(shí)驗(yàn)

在以往的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，部分教師將許多需要學(xué)生親自動(dòng)手操作的實(shí)驗(yàn)以“演示”的方式向?qū)W生呈現(xiàn)出來，從而導(dǎo)致學(xué)生只能在座位上被動(dòng)、淺顯地學(xué)習(xí)。這一做法顯然未能充分尊重學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中的主體地位，不僅無法培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，而且容易使學(xué)生失去對物理實(shí)驗(yàn)的探索熱情。針對這一情況，新課標(biāo)提出了具體的教學(xué)建議，指出教師應(yīng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，還應(yīng)為學(xué)生提供交流、合作、探索、發(fā)展的平臺。基于此，初中物理教師應(yīng)依據(jù)實(shí)際情況引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合作探究式的物理實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體驗(yàn)完整的實(shí)驗(yàn)過程、積累物理實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生進(jìn)行各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)所需的基本能力，使學(xué)生切實(shí)朝著核心素養(yǎng)的方向發(fā)展［4］。

以人教版初中物理九年級全一冊第十五章第3節(jié)“串聯(lián)和并聯(lián)”的教學(xué)為例。教材根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置了“連接串聯(lián)電路和并聯(lián)電路”這一物理探究實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位展開探究，每個(gè)小組由4—6名學(xué)生組成。在合作探究式實(shí)驗(yàn)中，小組成員共同閱讀、分析教材，了解實(shí)驗(yàn)步驟；共同觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果；合作展開實(shí)驗(yàn)探究，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中總結(jié)歸納物理規(guī)律并對結(jié)論進(jìn)行合理解釋。當(dāng)學(xué)生以小組合作的形式展開實(shí)驗(yàn)時(shí)，他們的思維交流與互動(dòng)會(huì)迸發(fā)出智慧的火花，有助于他們突破各種實(shí)驗(yàn)中遇到的問題，獲得預(yù)期的實(shí)驗(yàn)效果。例如，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，一名小組成員操作不當(dāng)，致使導(dǎo)線出現(xiàn)了相互交叉的情況。對此，小組其他成員及時(shí)提醒，并解釋了相關(guān)原因：“導(dǎo)線不能交叉，以免在實(shí)驗(yàn)過程中我們看不清楚自己連接電路的方式。”再如，有一名實(shí)驗(yàn)小組成員具備較強(qiáng)的安全意識，他提醒小組其他成員在連接電路時(shí)一定要斷開開關(guān)，否則很容易在接通電路的瞬間產(chǎn)生巨大電流，導(dǎo)致所使用的電源被損壞。可見，教師充分尊重學(xué)生的主體地位，引導(dǎo)他們以小組為單位進(jìn)行合作探究式實(shí)驗(yàn)，這能夠有效提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，使學(xué)生在相互溝通、協(xié)作中經(jīng)歷真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)過程，讓學(xué)生從中深入了解物理知識、鍛煉實(shí)驗(yàn)操作水平；同時(shí)，學(xué)生溝通交流的能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力、解決問題的能力都能在合作探究式實(shí)驗(yàn)中獲得有效提升與發(fā)展，使學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中更好地成長、進(jìn)步。

五、鼓勵(lì)學(xué)生積極開展家庭趣味物理實(shí)驗(yàn)

生活是知識的來源，也是知識的歸宿。教師應(yīng)重視生活與知識之間的密切關(guān)系，并有意識地建立所教授的學(xué)科知識與學(xué)生社會(huì)生活之間的聯(lián)系，巧妙創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的、感興趣的生活化氛圍，從而有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促使他們積極主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)活動(dòng)［5］。新課標(biāo)指出，物理課程應(yīng)“遵循初中學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律，貼近學(xué)生生活”，還應(yīng)“注重時(shí)代性，加強(qiáng)與生產(chǎn)生活、社會(huì)發(fā)展及科技進(jìn)步的聯(lián)系”。在實(shí)際的教學(xué)實(shí)踐中，初中物理教師不僅需要充分利用課堂這一教學(xué)的“主陣地”，還需要鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間進(jìn)行家庭趣味物理實(shí)驗(yàn)，將課程中的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)與課外實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有效融合，借助“生活”這一廣闊的場景充分賦能學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，使學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的空間變得更加開闊，所使用的物理器材變得更加經(jīng)濟(jì)、方便易得，從而讓學(xué)生更好地感受物理實(shí)驗(yàn)的魅力與樂趣。

例如，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生在家中利用5角硬幣、錫箔紙、吸水紙、紙巾、發(fā)光二極管、盛有鹽和醋混合物溶液的小碗、剪刀等材料進(jìn)行“神奇的硬幣電池”的趣味家庭物理實(shí)驗(yàn)。具體的實(shí)驗(yàn)步驟為：1.認(rèn)真清洗硬幣，確保硬幣上沒有明顯的污漬；2.裁剪吸水紙、錫箔紙，并將錫箔紙泡在盛有鹽和醋混合物溶液的碗里；3.將5枚5角硬幣、吸水紙、錫箔紙按順序?qū)訉又丿B摞好，使其成為“硬幣電池”；4.將發(fā)光二極管按正負(fù)極準(zhǔn)確地固定在硬幣電池上。在學(xué)生認(rèn)真完成這些實(shí)驗(yàn)步驟后，固定在硬幣電池上的發(fā)光二極管會(huì)發(fā)光亮起，實(shí)驗(yàn)成功。此外，教師可以引導(dǎo)學(xué)生探究這一實(shí)驗(yàn)反映的物理原理，學(xué)生搜集資料、查閱書籍，而后發(fā)現(xiàn)：5角硬幣（銅幣）和錫箔紙分別充當(dāng)了電池的正極和負(fù)極，鹽和醋混合物溶液充當(dāng)了導(dǎo)電液，通過堆疊串聯(lián)相關(guān)材料，“硬幣電池”形成了較高的電壓，接通之后便能使發(fā)光二極管亮起來。通過進(jìn)行家庭趣味物理實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)與日常生活息息相關(guān)，生活中的很多事物都可以成為物理實(shí)驗(yàn)的素材。此外，學(xué)生在生活中多實(shí)驗(yàn)、多操作，能夠有效提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

結(jié)語

新一輪課程改革為義務(wù)教育階段的學(xué)科教學(xué)指明了發(fā)展的方向。初中物理教師需順應(yīng)新課改的趨勢，將新課改蘊(yùn)含智慧的教育理念、教育方法有機(jī)融入物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐中，從而有效推動(dòng)物理實(shí)驗(yàn)“減負(fù)提質(zhì)”“減負(fù)增效”教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，促使學(xué)生真正在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有所收獲、有所進(jìn)步。總之，初中物理教師應(yīng)以新課改所倡導(dǎo)的理念為指引，創(chuàng)新、優(yōu)化初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，助力學(xué)生的全面發(fā)展。

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