基于學生能力培養的初中物理實驗作業設計研究

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2025.10.049

Research on the Design of Junior High School Physics Experiment Homework Based on Student Ability Cultivation

CHENG Shengyin

（TheNo.2Middle School ofGaotaiCounty，Gaotai，Gansu ）

AbstractExperimental homework is an important component of middle school physics teaching， playing acrucial role incultivating students'comprehensiveabilities.The articleanalyzes thedesign principles ofexperimentalhomework from the perspectiveofstudent abilitycultivation，icludingtheprinciples of ifeorented，exploratoryopenness，coopation， and process oriented.A series of strategies are proposed from the aspects of designing clear levels of experimental homework tasks，introducing exploratory experimental learning mode，encouraging independent design and innovation， strengthening groupcooperation and communication，and implementing diversified evaluation， inorder to improve the level of experimental homework design and promote students' comprehensive development.

Keywordsphysics experimental asignment design; cultivationofstudents'abilites; groupcooperativeasignmentdesign

隨著教育改革的深入，初中物理教學越來越注重學生實踐能力和科學素養的培養。實驗作業作為物理教學重要組成部分，不僅是理論知識的驗證與深化，還是學生能力培養的關鍵環節。因此，如何科學合理地設計實驗作業，以促進學生全面發展，成為當前初中物理教學研究的重要課題。

1基于學生能力培養的實驗作業設計原則

1.1生活化原則：促進知識與生活無縫對接

生活化原則不僅要求實驗內容貼近學生的日常生活，還強調通過實驗讓學生深刻理解物理現象在現實生活中的應用和意義。這意味著教師要具備敏銳的觀察力，能夠發現生活中蘊含的物理原理，并將其巧妙地融入實驗設計中。例如，在教授力學時，教師可以設計一個“自制滑輪組提升重物\"的實驗，讓學生利用家中常見的繩子、木板等材料，親手制作并測試滑輪組的效率。這樣的實驗不僅能讓學生親身體驗到力學原理的實際應用，還能激發他們探索更多生活現象背后物理原理的興趣。此外，生活化原則還鼓勵學生將所學知識應用于解決實際問題，如通過測量家中電器的功率來估算電費支出，從而培養他們的實踐能力和社會責任感。

1.2探究性原則：培養科學的思維方式和研究方法

探究性原則的核心在于培養學生的科學探究能力，即提出問題、設計實驗、收集數據、分析結論的能力。為了實現這一目標，教師要引導學生從日常生活中發現問題，鼓勵他們提出假設，并通過設計實驗方案來驗證假設。在實驗過程中，教師應注重培養學生的觀察力、分析力和批判性思維，讓他們學會用科學的方法去探究未知領域。同時，教師還應鼓勵學生在面對失敗和挫折時保持積極的心態，勇于嘗試新的方法和思路。通過不斷地實踐，學生將逐漸掌握科學探究的基本方法，形成科學的思維方式和研究習慣。

1.3開放性原則：激發創新潛能，促進個性化發展

開放性原則強調實驗作業的多樣性和靈活性，旨在為學生提供一個自由發揮和創新的平臺。為了實現這一目標，教師要提供豐富的實驗材料和資源，讓學生根據自己的興趣和特長進行選擇。例如，在電路實驗中，教師可以提供不同種類的電阻、電燈泡等元件以及多種連接方式的選擇，讓學生自由組合設計電路并探究其性能特點。此外，教師還可以鼓勵學生利用現代科技手段如計算機模擬、傳感器技術等來輔助實驗設計和數據分析。通過開放性的實驗作業設計，學生不僅能夠拓寬知識視野、提升實驗技能，還能在創新實踐中激發自己的創新潛能和創造力。同時，開放性原則還尊重學生的個性化發展需求，鼓勵他們根據自己的興趣和目標進行個性化的實驗設計和探究。

1.4合作性原則：強化團隊協作與人際交往能力

合作性原則強調通過小組合作完成實驗作業，從而培養團隊協作能力和人際交往能力。在合作中，學生可以相互幫助、相互學習、共同解決實驗中出現的問題。為了實現這一目標，教師要合理分組并明確每個成員的角色和責任。同時，教師要給學生提供指導，幫助學生克服合作中的困難和挑戰。在小組中，每個成員要認真傾聽他人的意見，尊重他人的觀點，通過協商討論達成共同意見和方案。這樣不僅能夠提升學生的團隊協作能力，還能使其在相互學習中增進友誼、拓寬視野。如在實驗作業設計上，除傳統書面作業外，還可設置實驗實踐作業，如小組制作簡易小孔成像，讓學生在動手操作中深入理解光的直線傳播形成倒立實像，培養動手能力與實踐精神；或安排小組合作作業，如小組共同完成一份關于家庭電路安全的調查報告，在合作過程中提高學生的交流協作能力與團隊意識。此外，合作性原則還鼓勵學生參與跨學科的合作項目，以拓寬學生的知識領域和視野。

1.5過程性評價原則：關注成長過程與自我反思

過程性評價原則要求實驗作業設計重視實驗過程中的表現與反思，以促進學生的自我提升和持續發展。與傳統的結果性評價不同，過程性評價更加關注學生的實驗過程、實驗態度、實驗方法以及實驗中的困難和挑戰等方面。為此，教師需建立科學的評價體系和評價標準，以全面評估學生的實驗能力和素養水平。在評價過程中，教師應關注學生的實驗參與度、實驗操作的規范性、實驗數據的準確性以及實驗結論的合理性等方面，并給予及時的反饋和指導。同時，教師還應要求學生進行自我反思，認識到自己的優點和不足，制定出相應的能力提升計劃。通過過程性評價的實施，學生可以更加全面地了解自己的實驗能力和素養水平，為后續的學習和發展提供有力的支持。

2基于學生能力培養的實驗作業設計策略

2.1設計層次分明的實驗作業任務：構建階梯式學習路徑

在設計實驗作業任務時，教師的角色至關重要，他們不僅是知識的傳遞者，還是學生學習路徑的精心規劃者。為了構建一個從基礎到高級的階梯式學習路徑，教師需要深思熟慮地規劃一系列實驗活動，確保這些活動既能鞏固學生的基礎知識，又能逐步提升其技能水平。

在初級階段，實驗作業任務應聚焦于基本實驗技能的訓練，如正確使用各種測量工具（如游標卡尺、螺旋測微器、秒表等），以及精確記錄和處理實驗數據的方法。這些技能看似簡單，卻是學生進行更深入的實驗探究的基礎。通過反復練習，學生可以逐漸掌握這些技能，為后續的實驗活動打下堅實的基礎。隨著學生技能的提升，實驗任務的難度也應逐漸增加。在這一階段，教師可以引入更多需要綜合運用知識的實驗，如設計性實驗或探究性實驗作業。這些實驗作業不僅要求學生掌握基本的實驗技能，還要求他們具備分析問題、解決問題的能力，以及一定的創新思維。例如，在電學實驗作業設計中，學生可以設計一個簡單的電路，探究電流、電壓和電阻之間的關系，或者嘗試制作一個簡易的電動機。這不僅能加深學生對物理概念的理解，還能激發學生學習物理知識的興趣和動力。為了滿足不同水平學生的需求，教師應提供不同難度的選做實驗。這些選做實驗可以是對基礎實驗的拓展和深化，也可以是全新的實驗課題。通過這樣的設計，學生可以根據自己的興趣和能力選擇合適的實驗任務，從而在挑戰中不斷成長。

2.2引入探究式實驗學習模式：培養主動探索精神的實踐策略

探究式實驗學習模式是一種以學生為中心的教學方法，它強調學生的主動參與和知識的自我建構。在物理實驗作業設計中，這種學習模式尤為重要。通過探究實驗，學生在實驗中發現問題，并設計相應的方案，這樣不僅能激發學生的好奇心和求知欲，還能促使學生主動參與知識的建構過程。

為了實現讓學生喜歡探究式實驗學習，教師可以設置一些開放性問題或情境，鼓勵學生提出自己的假設并設計實驗方案進行驗證。例如，在光學實驗中，教師可以讓學生觀察不同形狀和材料的物體對光線的影響，并引導他們思考光線在不同介質中的傳播規律。隨后，學生可以自行設計實驗方案、收集數據、分析結果，并嘗試解釋觀察到的現象，同時根據實驗中出現的問題設計解決方案。這樣的過程不僅能讓學生深入理解物理概念，還能培養他們的批判性思維、創新思維和解決問題的能力。在探究式實驗學習中，教師的角色至關重要。教師應扮演引導者和支持者的角色，為學生提供必要的科學文化知識和答疑解惑，幫助學生解決實驗中遇到的困難。例如，當學生遇到實驗設計或數據分析方面的難題時，教師可以給予適當的提示和建議，引導他們找到解決問題的方法，同時，教師還應鼓勵學生勇于嘗試設計一些有難度的實驗方案。

2.3鼓勵自主設計與創新：激發創造潛能的具體舉措

為了培養學生的創造力和想象力，在實驗作業設計時，教師應鼓勵除了完成實驗作業單的實驗外，學生也可以根據實驗思路自主設計實驗。這不僅可以鞏固學生的實驗知識，還能通過自主實驗提升學生的創新能力，培養他們的創新思維和解決問題能力。例如，在力學實驗中，學生可以探究不同形狀和質量的物體下落速度的差異，并嘗試改進實驗方法來更準確地測量這些差異。這樣的實驗過程可以加深學生對物理概念的理解，也能培養學生的創新思維和實踐能力。在實驗材料的替代方面，教師可以鼓勵學生尋找更經濟、更環保的實驗材料來替代傳統的實驗器材。這不僅有助于降低實驗成本，還能培養學生的環保意識。例如，在化學實驗中，學生可以嘗試使用日常生活中的物品（如雞蛋殼、檸檬等）來替代某些化學試劑，從而完成實驗任務。

2.4強化小組合作與交流：設計有效作業，培養團隊協作能力

小組合作不僅是物理實驗教學中的一種有效組織形式，還是培養學生團隊協作能力和溝通能力的重要途徑。在小組合作的過程中，每一個成員都需要學會如何與他人有效溝通、統一不同的意見、設計合適的方案，以及如何在共同的目標下協同工作。為了確保小組合作能夠真正發揮其教育價值，教師需要采取一系列細致而周全的措施。

合理分組是確保小組實驗成功完成的保障。在進行實驗分組時，教師應充分考慮每組成員的性格、能力、興趣等，力求讓每個小組成員在性格上互補、在能力上協同、在興趣上共鳴。這樣的分組方式有助于在小組內部形成積極氛圍，促進成員間的相互尊重和理解，為后續的合作打下良好的基礎。

明確任務和責任是保障小組合作順利進行的必要條件。教師應為每個小組分配具體而清晰的實驗任務，并明確每個成員在任務中的具體角色和責任。教師要多關注小組合作的進展情況，及時給予必要的幫助和建議指導。當小組遇到難題或困惑時，教師要查閱他們設計的作業方案，或傾聽學生的觀點和想法，幫助他們找到不足，確定解決問題的最佳思路和方法。同時，教師還應鼓勵學生保持開放的心態，勇于接受他人的意見和建議，不斷完善自己的實驗方案，按照最佳實驗方案進行實驗。

2.5實施多元化評價：全面評估學生實驗能力與素養的新視角

以往的實驗作業評價方式往往側重于實驗結果和報告完成情況，忽視了學生在實驗過程中的想法和做法。這種評價方式不僅無法全面反映學生的實驗能力和素養水平，還可能挫傷學生的學習積極性和創造力。為了更全面地評估學生的實驗能力和素養水平，教師需實施多元化評價策略。除了傳統的實驗報告評價外，教師還可以引入口頭匯報、同伴評價、自我評價等多種評價方式。口頭匯報可以鍛煉學生的表達能力和自信心，讓他們學會如何清晰、準確地傳達自己的實驗思路和成果。同伴評價不僅能促進學生之間的相互學習，并在相互借鑒中不斷進步。自我評價則有助于學生反思自己的學習過程和成果，讓他們學會客觀地評價自己的表現、發現自己的不足，并制訂改進的計劃。

3結論與展望

研究提出了基于學生能力培養的物理實驗作業設計原則與策略，這些策略不僅有助于提升學生的實踐操作能力、科學探究能力、創新思維等關鍵能力，還能促進學生團隊協作和問題解決能力的發展。未來，隨著教育技術的不斷進步和教學理念的持續更新，初中物理實驗作業的設計將更加靈活多樣、富有成效，有助于為學生的全面發展提供更加堅實的支撐。

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