基于核心素養培養的初中物理實驗教學實踐

摘 要：分析了傳統初中物理實驗教學中存在的問題，包括實驗教學內容單一和實驗操作依賴教師等情況。探討了基于核心素養培養的初中物理實驗教學的意義，包括深化物理知識理解和提高物理探究能力兩個方面，提出了一系列實踐策略，包括探究實驗背景、激發實驗興趣、優化實驗過程、組織合作實驗、開展頭腦風暴以及問題引領教學，旨在更好地實施基于核心素養培養的實驗教育，提高學生的綜合素養水平。

關鍵詞：核心素養；初中物理；實驗教學

作者簡介：秦志威（1974—），男，甘肅省蘭州市第六十三中學。

核心素養教育已成為現代教育改革的重要方向，旨在培養學生的綜合素養，包括批判性思維、問題解決能力、溝通技巧、創新意識以及合作精神等。在這一教育理念的引領下，初中物理實驗教學正在進行改革。傳統的實驗教學注重知識傳授和技能培養，而基于核心素養培養的實驗教學更強調學生的參與度、思考能力和綜合素養。本文探討了如何運用核心素養教育理念，優化初中物理實驗教學，以提高學生的綜合素養水平，促進學生的個人發展。

一、傳統初中物理實驗教學中存在的問題

（一）實驗教學內容單一

傳統初中物理實驗教學存在一系列問題，其中較顯著的問題之一是實驗教學內容單一。在傳統教學模式下，學生通常只能接觸到少數幾個標準化的實驗，這些實驗通常與課程中的理論知識直接相關。首先，這種偏重于課本知識的實驗教學模式忽略了物理實驗的多樣性和實驗科學的本質。學生只能通過有限的實驗經驗來理解物理學科，而無法真正體驗到科學探究的樂趣。實驗教學內容的單一性還限制了學生的創造力和探索欲望。其次，傳統實驗通常是固定的，學生必須按照既定的步驟和結果來操作，這減少了他們在實驗過程中提出問題、嘗試新方法和獨立思考的機會［1］，這種教學方法不利于培養學生的批判性思維和實驗設計能力。實驗教學內容的單一性也讓學生喪失了學習興趣，反復進行相似的實驗，學生可能會感到實驗課程單調乏味，缺乏新鮮感和挑戰性。這種情況容易導致學生對物理學科的興趣減退，降低他們學習物理的積極性。最后，單一的實驗教學內容難以滿足不同學生的學習需求。每個學生都有自己的興趣愛好和學習風格，但傳統教學模式未能為他們提供足夠的選擇機會。這可能導致一些學生無法在傳統實驗中找到自己感興趣的內容，進而產生挫折感。

（二）實驗操作依賴教師

在傳統初中物理實驗教學中，有一個顯著的問題是實驗操作依賴教師。這一依賴現象產生了一系列不利影響，限制了學生的自主學習和實驗技能的提升。首先，實驗操作依賴教師意味著學生通常只是被動的執行者，而不是主動的探究者。在這種模式下，教師扮演著指導者的角色，會詳細介紹每個實驗步驟，并提供給學生他們想得到的信息和答案。這種情況下，學生失去了獨立思考和解決問題的機會，因為他們只需按照教師的指示來完成實驗即可。這樣的實驗教學模式使學生僅關注如何得到正確的結果，而不是理解實驗的科學原理和方法。其次，實驗操作依賴教師也阻礙了學生的實驗技能發展［2］。學生在這種情況下很少有機會獨立選擇實驗方法、設計實驗程序或解決實驗中的問題，難以學習如何調整實驗條件以獲得不同的結果，也無法提升自己的實驗技巧。最后，實驗操作依賴教師還可能導致學生不愿意自己嘗試解決問題或進行思考，這會影響到他們學習的獨立性和自信心。

二、基于核心素養培養的初中物理實驗教學的意義

（一）深化物理知識理解

基于核心素養培養的初中物理實驗教學具有深化學生對物理知識的理解的重要意義。核心素養培養強調跨學科的綜合素養，包括批判性思維、溝通能力、創新能力和合作精神等。將核心素養培養與物理實驗教學相結合，可以為學生提供更有深度和廣度的學習體驗，從而加深他們對物理知識的理解。首先，核心素養培養強調學生的批判性思維和問題解決能力的提升。在物理實驗中，學生不僅要完成實驗任務，還要分析實驗結果、推斷原理，并評估實驗過程中存在的誤差。在這一過程中，學生能夠深入思考、提出問題并尋找解決方案，從而更好地理解物理學的基本概念和原理［3］。其次，核心素養培養強調溝通能力的重要性。在物理實驗教學中，學生通常需要以口頭或書面的方式向老師和同學解釋實驗過程和結果。這種實踐有助于他們提高表達和溝通的能力，將自己的觀點清晰地傳達給他人，同時也能夠讓他們更好地理解和吸收他人的觀點和反饋。最后，核心素養培養還強調合作精神和團隊協作的價值。在物理實驗中，學生需要與同學合作，共同完成實驗任務。這不僅有助于學生學會協調合作，還能夠讓他們從他人那里學到不同的思考方式和方法，擴大自己的知識視野。

（二）提高物理探究能力

基于核心素養培養的初中物理實驗教學具有提高學生物理探究能力的重要意義。核心素養培養強調學生的批判性思維、問題解決能力、獨立學習能力和實驗探究能力等綜合素養。將核心素養培養融入物理實驗教學中，不僅有助于學生更好地理解物理概念，還能夠培養他們成為主動的、有探究精神的科學學習者。首先，基于核心素養培養的實驗教學強調批判性思維和問題解決能力的培養。在物理實驗中，學生需要分析和解釋實驗結果，提出問題并尋找解決方案。他們必須思考實驗背后的科學原理，評估實驗方法的有效性，并識別可能存在的誤差。這一過程鼓勵學生通過自主思考和邏輯推理來解決問題，能提高他們的批判性思維和問題解決能力。其次，基于核心素養培養的實驗教學強調獨立學習和自主探究的能力。在實驗教學中，學生有機會自主選擇實驗主題、設計實驗方案，并進行實驗探究。這種自主性的學習過程能培養學生的獨立學習技能，使他們能夠主動獲取知識，而不是依賴于教師的傳授。學生在自主探究中能充分發揮學習的主動性和掌控力，這有助于他們更深入地理解物理學科。最后，基于核心素養培養的實驗教學強調實驗探究的重要性。學生不僅僅是實驗的執行者，還是問題的提出者和解決者。學生應主動地提出假設，設計實驗來驗證這些假設，并根據實驗結果進行推斷和總結。實驗探究的過程能培養學生的科學方法論，使他們能夠更好地理解科學研究的本質和掌握科學知識。

三、基于核心素養培養的初中物理實驗教學實踐策略

（一）探究實驗背景，激發實驗興趣

基于核心素養培養的初中物理實驗教學實踐需要采用一系列策略，以激發學生對實驗的興趣，并幫助他們更好地探究實驗背景。首先，引入引人入勝的實驗故事或歷史背景。在做實驗前，教師可以簡要介紹與實驗相關的有趣故事、歷史事件或科學發現［4］。這可以幫助學生將實驗內容置于更廣闊的背景中，激發他們對實驗的興趣。例如，在進行光的折射實驗時，教師可以講述光的折射在歷史上的重要應用，如望遠鏡等，以引起學生的好奇。其次，鼓勵學生提出問題。在實驗開始之前，教師可以鼓勵學生提出與實驗主題相關的問題。這些問題可以是關于實驗結果的預測、實驗條件的影響、科學原理的解釋等。通過提問，學生可以更深入地思考實驗的目的和意義，并自主探索問題的答案。再次，提供具體的實驗背景信息。在做實驗前，教師可以向學生提供一些關于實驗背景的基本信息，以便他們更好地理解實驗的目的。這些信息可以是相關的物理定律、科學原理、歷史背景和實際應用等。通過這些信息，學生可以更深入地理解實驗的意義，并將實驗與實際生活聯系起來。最后，創設具有挑戰性的實驗設計任務。為了激發學生的興趣和好奇心，教師可以設計一些開放性的實驗任務，讓學生自主選擇實驗方法和探究路徑。教師可以要求學生自己設計實驗程序、提出假設并驗證其正確性。這種方式能夠鼓勵學生積極參與實驗過程，培養他們的實驗設計和探究能力。

（二）優化實驗過程，提高教學質量

優化實驗過程并提高教學質量是基于核心素養培養的初中物理實驗教學的關鍵目標之一。具體而言，優化實驗過程涉及一系列策略和方法的應用，能確保學生在實驗中獲得深刻的學習體驗，并培養他們的核心素養。首先，在實驗準備階段，教師需要精心設計實驗方案。以牛頓第一定律的相關實驗為例，教師應該明確實驗的主要目標，即驗證運動中的物體在不受外力作用時將保持勻速直線運動的狀態。在這個階段，教師應該確定實驗所需的材料、儀器和實驗條件，以確保實驗的有效性和安全性。此外，教師還可以預測可能出現的問題，并為學生提供相應的解決方案，以減少實驗中的困難和阻礙。其次，教師在實驗過程中應充當指導者的角色。教師可以引導學生學會正確測量物體的質量，選擇適當的測量工具，并記錄實驗數據。教師還要鼓勵學生在實驗過程中提出問題和假設，并自主選擇實驗方法。這有助于培養學生的獨立思考和實驗設計能力，同時增強他們的學習動力。最后，教師應要求學生完成實驗報告或說明，展示他們的實驗過程和結果。這可以幫助學生提高書面表達和溝通能力，同時加深他們對實驗的理解。同時，教師還可以提供反饋和評估，幫助學生改進他們的實驗設計。

（三）組織合作實驗，開展頭腦風暴

在基于核心素養培養的初中物理實驗教學實踐中，教師可以采用組織合作實驗和開展頭腦風暴的策略，以促進學生的綜合素養和創新思維發展。第一，組織合作實驗是一種有效的教學策略，可以提高學生的團隊協作能力和溝通技巧。在實驗中，教師可以將學生分成多個小組，并讓每個小組負責完成一個特定的實驗任務。這種合作模式鼓勵學生分享觀察、討論結果、解釋現象，并一起解決實驗中可能出現的問題。通過合作實驗，學生能互相協助，共同面對復雜的實驗挑戰。這有助于培養他們的團隊合作能力，同時也能為他們提供學習如何有效溝通和協商的機會［5］。讓學生在小組中互相學習，分享不同的思考方式和方法，能拓寬他們的知識視野。第二，開展頭腦風暴也是一種有益的策略，可以提高學生的創新思維和解決問題的能力。在實驗開始之前，教師可以鼓勵學生在小組中開展頭腦風暴，提出與實驗主題相關的各種疑問、假設和可能的解決方案。這種思維過程能夠激發學生的好奇心，培養他們提出問題和尋找創新解決方案的能力。在開展頭腦風暴的過程中，學生能夠積極參與，提出他們的創意和想法。教師可以鼓勵學生考慮不同的實驗方法和變量，以及可能的實驗結果。這有助于培養學生的批判性思維和實驗設計技能，使他們能夠自主地探究和解決問題。此外，頭腦風暴也有助于提高學生的自信心。當他們的想法得到鼓勵和尊重時，學生會更有動力參與實驗學習。這種積極的學習氛圍有助于提高教學質量，促進學生知識的積累和創新思維的發展。

（四）問題引領教學，培養物理思維

在基于核心素養培養的初中物理實驗教學實踐中，問題引領教學是一種關鍵策略。首先，問題引領教學強調將問題作為學習的起點。在實驗開始前，教師可以提出一個或多個引導性問題，這些問題通常涉及實驗的主題或目標。通過引入問題，教師可以激發學生的好奇心，引導學生思考和探究，從而激發其學習的動機和提高其學習參與度。其次，問題引領教學鼓勵學生主動思考和提出問題。在引導性問題的幫助下，學生會積極思考和提出與實驗主題相關的更深層次的問題［6］。這有助于培養學生的批判性思維和探究精神，讓他們主動參與知識的構建和問題的解決。再次，問題引領教學注重實驗結果的分析和推理。學生在完成實驗后，需要分析實驗數據并提出結論，回答他們最初提出的問題。在這一過程中，學生需要運用物理知識和科學原理，這能培養他們的物理思維和科學推理能力。最后，問題引領教學強調實驗結果的討論和共享。學生與同學分享實驗結果、現象和結論，并進行討論，能促進知識的共享和交流，同時也能鼓勵學生從不同的角度思考和學習，拓寬他們的知識視野。

結語

總之，基于核心素養培養的初中物理實驗教學旨在培養學生的批判性思維、問題解決能力、溝通技能、創新意識和合作精神。這一教學方法強調了學生的自主性和參與度，能夠使他們更深入地理解物理學科，同時也能培養他們在未來學習和工作中所需的綜合素養。通過問題引領教學、合作實驗以及開展頭腦風暴等策略的應用，教師可以提高教學質量，激發學生的興趣，并為他們的學業發展奠定堅實的基礎。

［參考文獻］

汪水根.基于核心素養的初中物理實驗教學實踐研究［J］.平安校園，2022（6）：74-77.

徐建麗.初中物理實驗教學中學生學科核心素養的培養策略研究［J］.考試周刊，2021（71）：119-121.

蒲文慧.論初中物理實驗教學中培養學生核心素養的策略［J］.新課程，2021（33）：51.

張穎.初中物理實驗教學中學生學科核心素養的培養［J］.學周刊，2021（26）：109-110.

陳耀東.初中物理實驗教學中培養學生核心素養策略［J］.家長，2021（19）：117-118.

張富英.初中物理實驗教學中培養學生學科核心素養的策略［J］.發明與創新：初中生，2021（7）：29-30.