初中物理教学中培养学生实验设计能力的对策探讨

杨光明

摘要：初中物理实验课堂是物理教学的基础组成部分，有利于物理课程标准的贯彻落实。通过课堂实验设计、操作和总结的能力，能够在实践层面培养学生的变量思维和创新能力。发挥物理实验的教育功能，就要求教师深化学生对物理理论的认识，强化学生物理的实验意识。本文以物理教学的实际教学过程和教学实践为依据，对如何培养学生的实验设计能力这一问题进行了分析。

关键词：初中物理;学科核心素养;实验设计能力

初中物理的新课程标准对于学生的科学探究能力和教师物理教学水平有了新的要求，对于物理学科的任务重点转向了学生的探究、科学学习研究方法、培养学生的探索精神和实践能力。物理学的发展反映了人类对大自然和客观规律的不断探索，培养学生对物理的兴趣和探究实验精神，有助于提升学生的科学素养和人文修养。

一、物理课堂中存在的问题

学生的质疑方向和批判性思维的发展不足。科学探究和设计实验的第一步就是要提出疑问，不断将问题作为前进的出发点和动力。提出问题是设计实验的切入点，猜想是科学探索的开始。学生在实际的学习中，对于物理学科或者其他学科，听得多而想的少，就导致问题意识和设计目的不明确。在课堂学习中，应该引导学生尽可能地去思考、发现新的物理情景与学生的“常识”或者已有学科知识的冲突，从而大胆地进行质疑，最终为实验设计确定清晰的实验目的和具体步骤。

在实际教学活动中，学生对于“变量”的概念模糊，其猜想的结果往往出人意料。在摩擦力的影响因素探究中，部分学生认为与重力大小、速度大小、接触面积等有关，部分学生认为与物体的形状、物体的密度等有关。学生对于实验条件或者影响因素的思考常常处于不假思索的状态，凡是能够想到的，都会立刻说出来并且认定是影响因素。由于课堂的教学时间、实验器材和学生的现有知识有限，对于其的猜想不能一一进行实验探究。这一情况就就导致学生的实验走上了 “猜想与探究”的形式，科学性降低的同时实验效率也随之降低。

二、初中物理教学中学生实验设计能力的培养策略

（一）培养学生的质疑能力和科学猜想能力

探究式教学的目的是培养学生终身学习的意愿和自主学习的能力。学生在自主设计实验的准备阶段需要意识能够发现有价值的问题的能力，也需要树立科学探究的意识和科学的猜想能力。

为了避免学生漫无目的的猜想，在课堂教学活动中，教师应该注重培养学生的猜想能力。对学生强调猜想并不是凭空臆造和主观猜测，而是对已有知识进行加工。在组装电路的环节，学生在了解串、并联电路和开关的控制作用后，教师可以要求学生进行绘制电路图。在学生的实验中，仔细按照自己设计的电路图进行连接。如果学生在实际操作中遇到故障，教师可以引导学生以电路元件为依据，逐一排查故障。通过对电路元件间接触的情况、电源的检查、开关的检查等的步骤，学生在已有知识的锻炼中能够检查出问题的所在。在问题和猜想的综合应用中，学生能够明白科学猜想和谨慎探究的重要性，加强学生在日后实验设计和操作中的理性思考和合理质疑的能力。

（二）引导学生自主设计实验

初中物理实验教学活动不仅要交给学生正确使用基本实验仪器进行观察、测量和读取数据的技能，让学生学会简单地操作实验、得出结论;而且应该培养学生根据确定的目的、任务，独立自主地设计实验方案的本领。实验的设计是要学生人为地创造条件进行观察。教师需要鼓励学生善于在日常生活中进行观察、勤于思考。在思考中提出问题，以思考为实验设计的出发点和目的。

在电流表测电流的部分，教师可以向学生展示串联电路。该电路上串联着两个灯泡，并且向学生提问“这种电路你在日常生活中见到过吗？请举例。”学生则会按照教师的引导展开思考和观察，并能够举出其实际生活中的例子。教师可以继续往下引导“以你的实际生活经验来看，经过第一个灯泡后的电流和经过第二个灯泡后有什么关系？”学生通过自己的思考，答案可能会出现“相等”或者“变小”等。教师就可以以此分歧为切入点，让学生自行展开实验设计，设计具有可行性的实验方案。

（三）培养实事求是和团结合作的科学态度

在初中物理的实验教学活动中，教材所安排的实验大部分都不是以个人为单位，而是着重让学生分组进行。教师在具体实验教学和着意培养的过程中，要不断重视学生之间的交流与合作，尽量为学生间的想法和设计方案的讨论留足时间。树立探究过程比探究的结果更重要的意识，为此，在探究活动中，教师不能为了赶进度而在学生还没进行足够的思考和讨论的时候催促实施实验或者下结论。

在测量小灯泡的电功率的部分，教师可以引导学生参照前面所学，以“测电阻”的实验为参照，以其思路为参考，设计实验方案。在学生设计完毕后，可以以小组为单位，展开实验设计方案的点评和比较。相互之间的学习和交流，能够有力促进学生沟通与合作精神的发展，成员的点评也能够有效加强学生对于自己错误和知识点的印象，强化学生的掌握和应用能力。

结语

教师在初中物理教学中培养学生自主设计实验的能力，需要鼓励学生在积极动脑、动手等方面的全面发展。学生在明确科学探究的基本步骤后，通过思考和质疑提出问题，确立实验的设计目标。通过目标明确设计方案的方向，灵活运用已有知识和实验方案通过自主设计和独立操作来获得实验结果，带给学生以学习乐趣和成就感，增强学生对物理学习的兴趣和积极性。

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