中学物理实验教学创新策略研究

陈涛

摘要：作为中学阶段物理课程的重要内容，物理实验教学起着辅助中学生理解基础知识、引导中学生自主探究、培养中学生良好思维习惯的作用。正因如此，近年来中学物理实验教学逐渐受到更广泛的关注，如何推动中学物理实验教学的创新发展也成为教育工作者重点思考的问题。教育部、江苏省教育厅先后出台了有关中小学实验教学的指导文件，为中学物理实验教学的创新问题制定了目标与遵循的原则，让以上问题有了具体探讨方向，也更凸显必要性。基于上述背景，本文以中学物理实验教学创新问题为研究对象，提出教学原则，探析教学创新的设计策略，以期为培养中学生核心素养起到积极的推动作用。

关键词：中学物理；实验教学；核心素养；创新

实验教学是初中教育的重要内容之一，也是创新型人才培养的重要途径之一。其中，物理作为以实验为基础的自然学科，不仅是建立物理概念和规律，理解和掌握物理知识不可缺少的环节，也是提升学生动手、动脑能力的重要途径，是培养学生科学素质的重要手段之一。在新课改教学目标的引导下，中学物理教师应当转变以往的教学思维定式，将物理实验教学作为教学创新路径，提升学生的探究与实践能力，进而培养学生的创新能力。基于以上出发点，本文对中学物理实验教学的政策背景及创新现状进行概述，遵从实验教学创新的基本原则，探讨具体、可行的教学策略。

1   中学物理实验教学与探索创新

1.1中学物理实验教学政策背景

随着2019年教育部《关于加强和改进中小学实验教学的意见》（以下简称《意见》）的出台，中学物理实验教学在中学教学体系中的地位也随之提高。《意见》中明确提出“拓展创新，不断将科技前沿知识和最新技术成果融入实验教学，丰富内容，改进方式”这一总体要求。同时，还强调中小学实验教学应当注重实效及创造，从教学体系、方式、实施、能力等多方面举措实现新课改的教学目标。

针对以上教学目标，江苏省教育厅更加注重目标落实问题的解决，并于2022年出台了《关于加强和改进中小学实验教学的实施意见》。文件指出，实现教学目标最终应落脚于教学的实施与实践，以建设实验教学体系、规范实验教学实施、创新教学组织方式、丰富实验教学资源、健全教学评价机制等举措推动指导方针的全面落实，要求每位学生每学期至少参加1～2个主题的拓展实验活动。其中，中学物理实验所占课程的比例较高，对课程开展的重要性也不言而喻。在该政策背景下，针对中学物理实验教学的具体方向，探讨如何创新其教学方式与方法，显得尤为必要。

1.2中学物理实验教学创新现状

物理实验起着辅助学生理解内容、巩固基础的作用，能够使学生在学习物理知识的过程中产生更具体、更生动的感受，帮助学生掌握并应用物理知识。对中学物理实验教学以往的要求进行分析，虽然实验一直以来都是物理教学中的重点，但以往的教学方案在教学规范化、内容拓展性和创新性方面的要求并不高。已经制定的物理实验教学方案大多数以基础实验演示为主，能够确保每位学生在实验演示中增强记忆。然而，基础类的实验内容及演示为主的实验教学方法意味着中学生未能参与到实验中，对学生科学思维的培养未能起到积极作用。

例如，在八年级上册“声现象”“光现象”的教学中，教师会根据教材中实验的指引开展实验活动，实验频率相对较高。但随着课程的推进，进入九年级后，“简单机械”和“功”对实验的条件要求更加严格了，导致实验频率降低。九年级下册后，开展了“电功与电热”“电磁转换”“电磁波与现代通信”课程，其实验教学占据所有教学内容的比例较八年级上册而言大幅度减少，主要依赖学生的抽象思维进行记忆和学习。

可见，虽然目前大部分中学的物理实验课程都能满足教学需要，但在教学中存在创新意识不足的问题。传统的物理实验教学模式虽然能满足课程的基本需求，但从创新型人才培养的新教育目标、教育任务视角分析，已经无法满足学生综合素质、核心素养培养的多元化需求。因此，在传统实验教学模式的基础上寻求创新发展方向、路径和策略，是物理教师在当前教学环境中不能忽视的任务，也是本文聚焦的主要问题。

2   中学物理实验教学创新原则

2.1明确学生的教育主体地位

《义务教育课程方案和课程标准（2022年版）》更突出核心素养的重要性，不仅要求教师要增强自觉意识，更要求教师对调动学生的积极性、主动性要起到引导作用，将凸显学生的教学主体地位作为核心素养培育的主要任务。上述教学任务的提出已经历了多个阶段，而且在每一阶段的课改政策文件中都反复强调，要求中學教育的课程设计要将学生放在第一位、将学生视作第一要素，中学物理实验教学也是如此。

对中学物理实验教学任务进行分析，一方面要求将教学内容中抽象化的知识以具象的方式进行展示；另一方面则要求学生能根据实验现象进行思考、学习，在实验演示中培养学生的探究思维。这也意味着中学物理实验教学需要在原来的教学基础上确立学生在课堂实验中乃至各环节的主体地位。只有遵从以学生为教育主体的基本原则，才能准确把握中学物理实验教学的创新方向。

2.2推动学生的核心素养培育

自古以来，教育的主要目的都是“育人”，不仅指被教育者对各类知识的掌握，更是对其能力、修养、素质等多方面的提升。可见，整体素养的提升从古至今都是教育不可忽视的任务。以物理学科为例，其核心素养包括物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任。中学物理实验课程教学应当结合核心素养培育内容和教材中的知识内容，注重各部分内容的教学方式与方法。转变以“学科知识”为教育目的的教学理念，将培育核心素养作为长期的教学目标和教学任务。

从物理实验教学方面分析，物理实验在以往的教学中主要是对物理现象通过实验的方式进行演示，而未侧重培养学生的物理观念。对于实验中探究精神的培养往往是教师引导学生，设定问题后探讨固定的问题，无法引导学生将探究精神应用于多方面的学习中。而对科学态度与责任的培养更是匮乏。由此可见，对于中学物理实验教学中创新问题的研究，应当严格围绕以培养中学物理学科核心素养为中心进行。

2.3聚焦学生的创新能力发展

中学生思维活跃，所以引导学生思考和创新具有一定的必要性。然而，当前的教学制度、教学模式并未注重对中学生思维的培养，中学生长期处于被动学习的状态，逐渐形成机械化的学习思维，固定的学习模式使其难以发挥思维活跃的优势。中学生被动接受课堂中教师传授的知识，并且在教师的要求下完成作业及课后任务。在该过程中，学生并未充分发挥主观能动性，也没有发现问题、解决问题的思维方式，长此以往，将不利于培养其创新意识与创新能力。

中学物理教学的核心素养中提到学生的思维培育问题，认为教师应当引导、帮助学生形成科学的思维、科学的态度及责任。之所以提出这两方面内容，是因为物理学科具有贴近生活、实践性强的特征。具体而言，中学物理教学内容包括许多与生活息息相关的现象和原理，将其与实际生活联系起来时，物理原理的体现方式更是千变万化，只有形成科学的思维才能在不同场景下用客观探究的态度分析其背后错综复杂的物理现象。也只有用科学的态度和责任，才能在分析物理现象时保持严谨的态度和清晰的思路。在当前的师生关系中，教师是学生创新思维和能力培养的造就者，教师的态度和能力直接影响学生创新能力培养的效果和水平。由此可见，教师要严格秉承聚焦学生创新能力发展的教学原则，才能使学生在脱离课堂后仍然能有所创新并发挥其主观能动性。

3   中学物理实验教学创新策略

3.1理念创新——立足物理认识，梳理物理观念

从中学物理实验教学角度分析，其教学过程包含实验装置、教师、学生这三个构成要素。这三个要素之间关系的建立，受教学理念的直接影响，即教学理念的变化决定了教学构成要素之间的主导关系。因此，中学物理实验教学首先要从理念层面进行创新，让中学生在实验教学中了解物理这门学科存在的意义，这样才能让学生更好地学习物理、应用物理。

作为介绍物质基本结构、运动规律与相互作用的一门科学，物理的观念可以看作物质、运动及能量方面认知的总和。要求学生在学习中能强化物理概念、牢记物理规律、解决实际问题。让学生进行思维加工，逐渐形成学科思想并形成物理观念。而且，理念创新作为指导性质的创新思路，对于物理实验教学的作用更注重整体调控、贯穿始终。无论哪个实验或哪个部分的教学内容，都应当考虑如何在实验中强调学生对物理现象的思考，考查学生对物理科学的认知，在潜移默化中形成对课堂、对学生的积极影响。例如，在考查学生对于物质认识的过程中可以结合八年级下册中“力”的知识点，让学生探究具备弹性的物质是否可以作为测量工具，并且从力的角度分析其作为测量工具可行与否，根据不同观点阐明理由和原因。该过程强调物理学科对生活中遇到问题时的参考价值和意义，使学生对物理有更立体且全面的认识，为其物理观念的培养起到积极的作用。

3.2方法創新——重视质疑比较，培养科学思维

相较中学物理实验的传统教学模式而言，新形势下中学物理实验教学更注重学生是否具备批判性思维，是否能提出问题并加以分析、解释问题，使其更关注物理学科的本质。在新教学理念的指导下，教学方法与模式也应当由注重任务分配和考查转为注重质疑、比较和推断。从由学生完成流程的教学方法，转变为引导学生提出质疑问题，让学生进行问题实验与探究的教学方法，使学生逐渐熟悉问题探究的思维模式，养成良好的科学思维习惯。

例如，九年级物理“物质的密度”这节课中可以让学生提出有关各类型物质密度与统计数据是否相符，以及不同类型的生活常见物品密度比较结果的问题。课程开始前，要求每位学生找到若干物质构成单一、不溶于水的小体积物品，如铁质的发卡、塑料小球、玻璃弹珠，将其洗干净后带到实验课堂中，引导学生对比课本中列出的常温情况下不同物质密度的数据。随后，使用学校提供的天秤测出物品质量，使用量筒测出物品体积，计算物品密度，比较其与假设区间是否符合、差异多大。让学生在反复比较中培养遇到物理现象首先提出问题、进行假设、验证假设、记录结果的科学思维。通过不断的探究培育其创新精神，使其活跃的思维得以开发。

3.3情境创新——贴合日常生活，促进实践知识运用

物理作为一门具有较强实用性的学科，与人们的生活有着密切联系。物理实验教学能够让学生更生动、具体地理解物质运动规律及运动原理，为抽象的物理知识和生活建立互相连接的桥梁。实验教学创新可以在原有特征及优势的基础上，通过情境创新的方式，让学生由实验本身联系到生活中的相似场景，认真观察生活中的物理现象，提升学生思考能力的同时提升其动手能力。

具体而言，可以对当前的物理实验教学从课堂教学延伸到课外教学，实现情境创新。调动中学生的好奇心，给物理课堂带来新鲜元素。例如，在八年级下册“力”这节课的教学中，针对浮力部分布置任务，让学生将不同类型的物质放入水中观察其状态，引导学生了解影响浮力的因素。同时，还可以让学生准备空的矿泉水瓶、装满水的矿泉水瓶、装满沙子的矿泉水瓶、装满一些其他自选物质的矿泉水瓶，在体积相同的情况下观察物质在水中的状态，引导学生设计实验，使学生初步建立物理实验中自变量、因变量设置的意识。

除此之外，也可以让学生根据日常生活自行设计实验。提出实验命题后，让学生探索实验中不同的条件是否可以调整，调整条件后引发的反应与变化。让学生联系生活现象提出具有新意的实验设想，并在严谨的实验过程中加以验证。在该过程中，教师应当对学生思路、实验方案方面的正确思考给予引导和肯定，对其在思路或者其他方面的误区给予纠正，让学生更有动力、更有信心地进行探索创新，也使其能将更多的物理知识应用于生活中。

4    结语

物理科学的发展建立在实验基础上，因此物理教学也与实验教学活动相辅相成。教育改革的深入，对中学物理教学的实验教学方法、教学模式、教学理念提出了与时俱进的创新性、拓展性要求。分析中学物理教学实验教学现状可知，当前物理实验教学应当以学生为中心，秉承明确学生教育主体地位、推动学生核心素养培育、聚焦学生创新能力发展的原则开展实验教学任务。针对中学物理实验教学的创新问题，可以从立足物理认识、强调物理观念，重视质疑比较，培养科学思维，贴合日常生活、促进实践知识运用这三个方面设计中学物理实验教学任务，在理念、方法和教学情境方面予以革新，为开展中学物理实验教学任务提供新思路，期望通过以上新思路提升中学生的综合素质、核心素养，也为中学物理教师的教学工作提供参考和借鉴。

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