核心素養下初中物理實驗教學的實踐與思考

《義務教育物理課程標準（2022年版）》指出，義務教育階段物理課程旨在“促進學生核心素養的養成和發展”。物理作為一門以實驗為基礎的學科，實驗教學是其重要組成部分。在實驗教學中，教師可以引導學生提出猜想、設計實驗方案、進行實驗操作、揭示物理規律，從而為學生核心素養的養成與發展創造有利條件。因此，初中物理教師應充分認識到實驗教學是培養核心素養的重要途徑，以有效的教學實踐策略落實核心素養培養要求，形成自己的教學思考，全面發揮學科育人價值。

一、核心素養下初中物理實驗教學實踐策略

（一）情境實驗導入，引出實驗教學主題

導入環節是物理實驗教學的起點，其效果直接影響學生對實驗的興趣、參與度以及核心素養的發展。教師可利用情境實驗進行導入，以迅速吸引學生注意力，引導學生主動揭示實驗主題，激發學生的好奇心，使其積極主動地參與實驗探究與操作[1]。因此，在導入環節，教師需精心設計情境實驗，聯系物理知識和生活中的物理現象，突出實驗的真實性、趣味性和實踐性，讓學生深入情境，明確探究主題。

例如，在滬科技版初中物理八年級第四章第二節“探究：凸透鏡成像的規律”實驗的導入環節，教師可以設計“比較生活中的凸透鏡成像”情境實驗，利用多媒體投屏展示照相機、投影儀和放大鏡三種生活中常見凸透鏡的成像效果，讓學生觀察和比較它們的成像特點，猜測每種成像對應的凸透鏡類型。待學生完成猜測后，教師可進一步引導學生分析凸透鏡成像的虛實、大小、正倒與哪些因素有關，并鼓勵學生提出假設。提出假設后，學生往往迫切地希望驗證自己的猜想，教師可因勢利導，讓學生猜測實驗意圖，從而自然引出本節實驗的主題一一探究凸透鏡成像的規律。

在導入環節中引入情境實驗，能促使學生親身參與，與情境互動，初步了解實驗對象和探究方向。在此過程中，學生會對未掌握的物理知識產生興趣，形成強烈的求知欲，進而主動揭示實驗主題和意圖，為實驗教學奠定良好開端。

（二）分析實驗原理，形成正確物理觀念

實驗原理是指支撐整個實驗設計、操作和現象解釋的基礎性物理規律或科學理論。在物理實驗教學中，圍繞實驗主題分析原理是指確定設計和實施實驗所依據的物理知識，奠定實驗基礎[2]。更為關鍵的是，在分析實驗原理的過程中，學生能從直觀的物理現象入手，了解物理現象中物體的運動變化及其相互影響，進而在探索規律的過程中形成“運動和相互作用”“物質”等物理觀念。因此，物理實驗教學中的實驗原理分析環節不容忽視，教師應引導學生積極參與分析，在明確實驗原理的基礎上形成正確的物理觀念。

例如，在“探究：凸透鏡成像的規律”的實驗教學中，學生基于導入環節的情境實驗猜測凸透鏡成像可能與物體到凸透鏡的距離有關。在此基礎上，教師可以組織學生開展合作討論，交流提出上述猜測的理由。該教學活動的目的是讓學生總結提出猜測時所依據的物理知識，即確定實驗原理。比如在討論中，有學生提出：“根據所學知識可知，凸透鏡能夠成像是因為光的折射現象。以放大鏡為例，光線通過透鏡時發生折射，折射光線或其反向延長線會聚形成像；而調整放大鏡與物體之間的距離時，像的大小、虛實等特性也會隨之改變。”由此，學生確定本次實驗的原理是光的折射，且認識到凸透鏡與物體之間距離的變化（運動）會影響成像，從而深入理解“運動和相互作用”的物理觀念。

分析物理實驗原理能夠幫助學生為猜測尋找理論依據，驗證猜測的科學性和可靠性。同時，在分析過程中，學生能夠觀察事物的發展變化，了解其中的作用機制，從而形成正確的物理觀念。

（三）串聯探究問題，綜合培養科學思維

實驗設計是物理教學中發揮學生主觀能動性、引導學生推理論證的關鍵環節。教師需要指導學生設計能夠驗證假設的實驗方案。為避免學生在設計過程中偏離實驗目的，教師可以問題為導向和驅動載體，引導學生逐步完成實驗設計。然而，單一的探究問題難以持續發揮導向作用，因此需要串聯多個探究問題形成完整的問題鏈，引導學生深入思考、推理和論證，確保實驗設計的科學性與可行性。同時，教師應鼓勵學生質疑創新，不斷優化實驗設計，形成最佳實驗方案，由此培養學生的科學思維[3]例如，在“探究：凸透鏡成像的規律”實驗教學中，教師可以設計以下問題鏈：

1.驗證“凸透鏡成像與物距有關”這一假設需要哪些實驗器材？2.應該如何組裝這些實驗器材？器材擺放的位置、高度等有無特殊要求？3.如何通過改變物距來觀察成像的變化？4.如何有效獲取凸透鏡成像與物距有關的證據？5.實驗器材的選擇和安裝方式是否需要改進？現有方案能否充分驗證假設？是否有創新優化的空間？

依托這五個相互關聯的問題，教師可以引導學生思考實驗需要哪些器材、如何安裝，得出調整物體到凸透鏡距離的最佳方案，并對實驗器材、數據采集方式以及整體方案的合理性進行質疑和論證，同時鼓勵學生創新實驗設計。

實驗設計是獲取實驗證據、驗證假設的關鍵步驟。將實驗設計要素轉化為探究問題，既能指導學生設計科學可行的實驗方案，又能有效培養學生的科學推理、科學論證和質疑創新等科學思維。

（四）合作探究實驗，發展科學探究能力

實驗既是物理實驗教學的主要內容，也是學生獲取知識、掌握證據、分析論證、解決問題的途徑。在實驗過程中，學生與小組成員協作配合，執行實驗方案，規范操作器材，完成數據采集與推理論證，體驗完整的科學探究過程。實驗結束后，學生進行小組交流與反思，總結經驗與不足。這些環節能有效提升學生的科學探究能力[4]。因此，教師應當組織學生開展合作探究實驗，使學生在實驗過程中主動承擔責任，努力完成任務，從而獲得科學探究能力的發展。教師也要關注實驗過程，及時幫助學生解決疑難，帶領學生走出論證誤區，為學生的能力發展提供必要支持。

以“探究：凸透鏡成像的規律”實驗為例，教師應指導各小組分工合作完成探究實驗。具體實施時，可根據實驗內容分配任務，賦予組員不同的角色，其中，觀察實驗現象和分析實驗結果應作為全體成員的共同任務。當小組遇到難以解決的問題時，教師應鼓勵學生主動尋求幫助，在他人的點撥與幫助下及時調整思路，避免影響學生的探究積極性。具體分工如下。

器材組裝員：按照實驗方案要求組裝凸透鏡、蠟燭和光屏，將各器材固定在光具座上。調整器材位置，確保燭焰中心、透鏡中心和光屏中心處于同一水平高度，如圖1所示。

器材調整員：借助刻度尺，按照 ugt;2f， 的順序調節物距（注： u 表示物距，即蠟燭到凸透鏡的距離； f 表示焦距，即焦點到凸透鏡的距離）。

測量員：每次調整蠟燭與光屏位置后，利用刻度尺測量物距 （u） 、焦距 （f） 和像距 （ν ）（注： u 表示像距，即凸透鏡到光屏的距離）。

信息采集員：配合測量員工作，記錄其獲取的各項數據；將觀察到的成像特征（正倒、大小、虛實、位置等）記錄下來。

復核員：對每項操作進行核查，對每條記錄進行復核，確保實驗操作和數據記錄的準確性。

所有小組成員共同參與實驗現象觀察、數據分析、結論歸納，基于實驗獲取的信息，總結凸透鏡成像規律，如表1所示。

在探究實驗中，學生驗證了“凸透鏡成像與物體到凸透鏡的距離有關”的假設，總結了物距變化對成像性質的影響規律，從而掌握了凸透鏡成像的基本規律。同時，學生通過實驗器材組裝、數據測量、條件控制、信息采集、現象觀察、結論論證等環節提升了科學探究能力，并基于客觀數據，深化了對“運動和相互作用”的理解，培養了科學思維。

（五）復盤實驗過程，樹立科學態度與責任

在物理實驗教學中，待學生能夠調用物理知識正確解釋物理現象、開展探究實驗后，教師應進一步升華實驗教學，引導學生樹立科學態度與社會責任感，發揮物理學科的育人價值，促進學生核心素養發展。這一目標可以通過引導學生復盤實驗過程來實現，包括總結實驗理念、方案制訂和具體操作等方面的不足，從而培養學生嚴謹的科學態度，發展學生批判性思維，增強學生社會責任感。

以“探究：凸透鏡成像的規律”實驗為例，首先，教師可以引導學生回顧實驗目的、實驗原理和方案設計，評估實驗方案能否達成實驗目的、是否嚴格遵循實驗原理，并驗證實驗結論的正確性，使學生深刻認識到，唯有嚴謹、科學、規范的實驗才能得出可靠結論。其次，指導學生反思實驗操作。檢查是否存在操作不規范、測量不精確、記錄不翔實等問題，并將這些問題與可能的實驗誤差建立聯系，使學生客觀認識自身科學探究能力的不足之處，進行有效的自我反思。最后，引導學生從宏觀層面思考實驗的意圖與價值，探討凸透鏡成像規律在實際生活中的應用，建立物理知識與社會生活之間的聯系，使學生認識到，物理實驗研究的根本目的不僅在于滿足個人探究欲，更在于推動社會發展與進步。

基于對實驗過程的復盤，學生重新回顧猜測、分析、論證的過程，既可以加深對實驗原理、方法、結論的印象，也能反思不足，積累經驗，深化對物理實驗的認識，培養正確的科學態度和社會責任。

二、核心素養下對初中物理實驗教學的思考

（一）明確物理實驗教學目標定位

在核心素養導向下，初中物理實驗教學的目標不應僅局限于傳授物理知識和培養實驗技能，更應注重通過實驗探究活動，引導學生運用實驗方法解決物理問題、獲取物理知識，同時發展科學思維，培養科學態度，增強社會責任感，實現物理核心素養的綜合發展。因此，在實驗教學中教師需要開發不同實驗內容的教育價值，保障核心素養培養目標的落實。

（二）改進物理實驗教學方法

在以培養核心素養為目標的實驗教學中，教師應從傳統的主導者轉變為指導者，讓學生成為實驗方案的設計者、實踐者。為此，教師需要改進教學方法，采用情境導入法、問題驅動法、合作探究法等教學策略，驅動學生積極參與實驗活動。同時，教師也要關注實驗探究與操作過程，確保學生順利完成實驗，達成預期目標。

（三）強調物理實驗教學的社會意義

核心素養培養的根本目的在于育人，培養對社會發展有積極影響的人才。因此，物理實驗教學應當強調其社會意義，使學生明白掌握科學的探究方法和培養嚴謹的科學態度是為將來適應和推動社會進步奠定基礎。此外，教師還應鼓勵學生保持批判性思維，敢于質疑不合理的實驗方案，勇于創新實驗方法，從而培養學生的創新意識，為其成長為創新型人才創造條件[5]

三、總結

物理實驗教學在促進學生核心素養發展方面具有獨特的教育價值和功能定位。初中物理教師應當合理利用實驗教學環節，保證所采用的教學策略能夠真正促進學生核心素養發展。教師需要深入思考實驗教學的功能和價值，科學調整目標定位，優化教學方法，彰顯社會意義，將核心素養培養要求落實到教學實踐中，達成預期培養效果。

[參考文獻]

[1］侯曉波.核心素養下初中物理實驗教學的優化策略研究［J].學周刊，2025（3）：47-49.

[2］鄧芳麗.基于核心素養的初中物理深度教學研究［J].中學課程輔導，2024（34）：24-26.

[3］張長梅.核心素養下學生物理實驗探究能力的培養策略［J].數理化解題研究，2024（32）：88-90.

[4］楊云.核心素養下初中物理實驗教學的實踐與思考［J］.試題與研究，2024（32）：91-93.

[5］楊柳.基于核心素養培養的初中物理虛擬實驗作業實踐探索［J］.物理通報，2024（10）：98-102.

作者簡介：黃思萍（1984—），女，廣西壯族自治區平南縣平南街道第二中學。