初中物理实验教学的创新与实践探究

初中物理实验教学的创新与实践探究

朱启光

通州区金郊初级中学  江苏南通  226300

摘要：初中物理是学生系统学习物理知识的起点，在这一关键阶段，学生能否真正养成物理知识的学习与探究兴趣、能否深入地理解与掌握物理知识将直接影响学生高中阶段物理知识的学习，乃至物理学科知识的终身探究。作为一门抽象复杂的综合学科，物理课程以实验为基础和媒介，新课标下的初中物理教学不仅承载着帮助学生增长知识与技能的职责，更直接决定了学生理性思维、严谨态度、科学素养的培育。因此，文章以当前初中物理实验教学现状为切入点，着重分析创新物理实验教学的有效路径。

关键词：初中；物理实验；教学现状；创新实践

摘要：新课标明确指出当前初中物理教学应当以培养学生的科学综合素养、实验探究能力和物理思维认知作为根本落脚点，这一教学思想在进一步凸显物理实验教学现实价值的同时，也从根本上揭示了传统物理实验教学与新课标核心素养培育要求之间的本质冲突，因为在传统应试教育思想下，物理教师的教学侧重点均集中于学生物理解题准确率和考试成绩的提高，而物理实验服务于考试的思想更忽视了学生作为课堂主体的现实学情以及实际学习诉求，因而，既无法保障学生在物理实验学习中的学习体验感，也使得实验教学陷入传统教育思想桎梏。因而，以创新思路打开物理实验教学新格局，进而提升学生核心素养迫在眉睫。

一、当前初中物理实验教学的现实困境

（一）教学观念滞后性，无法适应素质教育趋势

为应试教育而教学、为优质升学而教学是当前我国各个学段、各个学科教育的共同问题，在这种根深蒂固的传统思想影响下，无论是教师，还是学生，他们的关注点都在提高物理成绩上，因而会更加侧重日常教学中的理论知识和物理习题讲解，进而忽视物理实验教学，甚至存在物理实验教学对于中考意义不大的错误认知。这种错误认知，本质上反映的是教师教学观念的滞后性以及对学生学习认知进行正确引导的缺失，其最终结果就是物理实验学科地位的缺失以及学生物理实验探究思维的培养低效，这与素质教育的改革趋势明显背道而驰。

（二）教学模式单一化，无法满足学生成长要求

提升学生的科学素养，使学生掌握终身学习与发展必备的物理基础理论知识与技能技巧是初中物理课程标准的总体教学目标[1]，这就需要借助物理实验育人功能的发挥。但就当前我国物理实验教学情况来看，除了师生的重视程度不足外，教师在有限地组织实验教学的过程中同时存在着教学模式单一化的明显不足，比如，教师在实验教学时更多地采用示范实验的教学方式，学生多数只能在旁观摩，而在指导学生分组完成实验时，也只是详细讲解实验原理与详尽的步骤，而后让各个小组按部就班地完成实验，同时忽略了不同学生在知识与能力、思维与素养方面的差异化，这就极大地限制了学生科学探索和个性发展的空间。

（三）基础设施欠完善，无法满足实验教学需要

基础设施是开展物理实验的必备工具和基础条件，先进、完备、多元的实验基础设施对于学生顺利高效地探究物理实验现象、积极主动地提出实验疑问的重要保障。但由于物理实验教学并未得到足够的重视，因而很多初中学校普遍缺乏完善的物理实验基础设施，甚至很多地区初中学校的实验硬件设备相对老旧，并不能满足学生独立完成物理实验、自主开展实验探究的需求，这一硬件问题直接影响着初中物理实验教学的顺利开展。

二、创新初中物理实验教学的有效路径

（一）依托信息技术，演示微观实验

教育信息化、智能化作为新课标下学科教育的新形势，集中体现了信息技术与学科教育的深入融合，而学生对信息化、形象化的素材内容拥有更高的认可度和接受度，因而，以信息技术的融入来开展物理实验教学，能够使学生更加主动地参与实验过程，加深知识理解与记忆。演示实验是当前物理实验教学的主要手段，通常教师会演示实验过程，并在这个过程中引导学生观察实验现象、总结实验结论[2]，但物理课程相对复杂，并且很多物理现象并不能通过实验途径进行直观呈现，这便会增加学生对物理知识和实验过程的理解与掌握难度。因此，教师就可以利用信息技术的教学优势来为学生演示微观实验过程与现象，以有效弥补传统实验教学的弊端，通过直观性、形象化、细节化地展示实验过程与现象，来辅助学生对知识的掌握。

比如，在“分子热运动”内容教学时，学生需要掌握物质的分子构成以及分子热运动的过程，但在教学过程中，分子和原子尺度非常小，学生根本无法通过肉眼和显微镜观察看到，而原子和分子构成物质这一物理理论知识相对抽象复杂。因此，教师就可以借助信息技术设备来播放分子热运动实验的动画视频，并且在关键知识点的讲解时，可以通过暂停、放大细节、降速播放等功能进行重点讲解。通过信息技术媒介的辅助作用，微观实验过程与现象变得更加直观、具体，实验播放视频所带给学生的视觉体验更加深刻，学生对这部分知识的掌握将更加扎实。更重要的一点在于，信息技术辅助展示微观实验过程，学生可以在信息化展示的过程中更加清晰地观察分子、原子的微观世界，从而真正感受到物理课程的独特魅力，进而真正养成物理学习与物理实验探究微观世界的兴趣。

（二）把握认知障碍，观察对比实验

物理是学生逻辑思维和科学严谨学科态度培育的重要途径，在物理学习过程中，初中学生由于思维能力、知识基础和生活经验相对薄弱，常常产生诸多认知障碍，倘若任由学生的认知障碍存在并发展下去，就会演变成为思维误区，甚至影响学生物理学习与应用的最终结果。因此，在物理实验教学过程中，教师就可以立足学生的认知障碍来开展对比性物理实验，引导学生们观察对比实验的现象，并分析、总结对比实验的结论[3]，从而帮助学生更加直观地消除认知掌握、更加深刻地掌握物理知识与技能、更加有效地提升自身的科学探究能力与物理综合素养。

比如，在“蒸发”物理知识教学时，学生需要掌握蒸发现象的原理、物质形态的变化以及该物理现象在生活中的应用。但在实际学习过程中，很多学生会对“蒸发现象是吸热过程，还是散热过程”存在认知障碍，倘若无法使学生们正确理解这一过程，就会直接影响学生们应用蒸发知识来解决实际问题。因此，教师就可以以“探究蒸发过程的吸热与散热”为主题来开展对比实验，首先准备两块大小、材质相同的纱布，并将其中一块进行浸水、再浸酒精处理，而后分别点燃两块纱布，让学生观察两个实验的现象。通过观察可知，未经过处理的纱布直接被点燃，经过处理的纱布未出现烧毁现象。这是因为，浸泡处理后的纱布燃烧时，首先是酒精燃烧，这是个放热过程，而这个过程同时会加快水分蒸发，所以，水的蒸发是吸收大量热量的结果，同时，由于水吸收热量，导致纱布温度低于着火点，所以纱布不会燃烧。这个对比实验，非常直观地展示了蒸发过程的热量变化，既消除了学生的物理认知障碍和错误观点，又加深了学生对相关知识的理解与掌握。

（三）尊重个体差异，设计分层实验

学生在长期的社会生活、学校教育过程中，会表现出不同的兴趣爱好，而在主观兴趣爱好与客观学习环境、知识基础、逻辑能力等双重因素影响下，初中学生对物理知识的掌握、吸收与应用也会存在明显差异。而新课标尤其强调了尊重学生个体差异、实现学生个性发展的重要性与必要性，基于以上两点，在创新物理实验教学的过程中，教师就可以尊重学生的个体差异，在遵循学生主体和因材施教教学理念的前提下，为不同知识基础、学习能力、兴趣爱好、学习水平以及实践动手能力的学生来设计分层明确的物理探究实验，以实现对学生物理实验探究的差异化、针对性和个性化引导。

具体来讲，教师需要首先依据上述标准对学生们所属层次进行明确划分：学优生需要具备较强的学习与动手能力，这样才能完成通过实验深入探究物理现象、验证物理结论的实验任务；中等生需要具备一定的学习兴趣与执行能力，这样才能完成基础的实验探究任务；学困生通常学习意识淡薄、实践动手能力偏差，需要其能够按照教师讲解与示范完成物理实验。特别要强调的是，学生的认知、兴趣、能力等均处在变化过程中，因此。教师需秉持发展性原则，根据学生在不同学习阶段的实际情况对其进行层次调整，以确保所设计物理实验与学生实际学习情况及全面发展诉求的吻合度。

（四）立足生活现象，开展探究实验

物理是一门与日常生活息息相关的自然科学，生活中普遍存在很多物理现象，通过实验手段来分析这些物理现象，并在观察与分析实验现象的过程中提炼实验结论，便是物理原理与公式定理的由来过程。与此同时，正确应用经过反复验证、推敲的物理定理也可以解决生活中的物理问题。由此可见，物理与生活之间始终保持着密切关联。新课标强调在物理教学过程中培养学生的自主探究认知与合作探究能力[4]，而在创新物理实验教学的形势下来实现这一目标，教师就需要以生活现象作为实验教学切入点，通过探究实验手段来分析生活物理问题、论证物理知识的生活实际应用，即可有效培养学生的问题分析与解决、知识理解与应用能力。

比如，在“内能”知识点教学时，教师就可以以生活现象作为切入点来引导学生们进行思考与探究——将刚刚烧开的热水倒入水壶中，而后用力盖紧壶塞，会发现壶塞自动弹出来，这种现象怎么解释呢？在生活问题的驱动下，学生们的实验兴趣就可以得到充分调动，对内能知识点的学习也会更加主动和高效。

再比如，在“大气压强”知识点教学时，教师同样可以导入生活现象，如钢笔吸墨水、拔火罐、吸附性挂钩等，这些生活现象都是大气压强知识在生活中的实际应用，在列举以上案例后，教师可以引导学生们思考这些应用背后蕴含的物理知识。在此基础之上，教师可以引导学生们开展合作探究性实验来探究生活现象蕴含的物理原理。具体来讲，教师需要在实验室为各个实验小组准备剥了皮的熟鸡蛋、与鸡蛋大小相同口径的烧瓶、纸张或酒精棉球。实验过程中，学生需要在烧瓶内部点燃纸张或酒精棉球，而后将鸡蛋放置在瓶口，并观察实验现象。经过观察可以发现，鸡蛋会以缓慢的速度向烧瓶中下沉，而造成这种实验现象的原因就在于大气压强的存在。以上探究实验以生活现象为依据，学生在实验探究过程中既能够感受到实验乐趣，又可以加深对大气压强知识的理解。

结束语

总之，实验教学是初中物理教学的重要环节和增强初中学生物理实践能力、探究思维、科学精神以及分析与解决问题能力的关键途径。在传统物理课堂忽视实验教学现实意义、实验教学模式单一、学生实验参与积极性明显不足等极端劣势背景下，物理教师要始终遵循以学生为本、尊重学生个体差异与个性诉求的基本原则，创新物理实验教学新思路，改善当前物理实验教学的现实困境，以真正打造高效优质的物理实验课堂，并实现具备高知识、高能力、高素养、创新思维与科学精神新时代物理人才的培养目标。

参考文献：

[1]莫延涛,崔海敏.巧用问题情境 融合核心素养 促进学科育人——2022年广东省初中物理学业水平考试试题赏析[J].中学物理教学参考,2023,(06):68-70. 

[2]张玲芳.学力目标指引下以创新实验教学提升物理学科素养[J].数理化解题研究,2024,(05):86-88.

[3]周治轩.尊重学生主体地位打开物理创新实验新局面——以苏科版初中物理"气体压强"实验为例[J].数理化解题研究,2023,(23):121-123. 

[4]王正全，樊小莉，李红梅，王元华.开展综合实践活动 培养物理核心素养——以"竹枪的制作与探究"为例[J].中学物理教学参考,2023,(02):19-22.