二次实验在中考物理总复习中内化实验素养

黄艳红

摘   要：物理实验素养是学生个体的修养在物理实验活动中所达到的专业程度及其表现情况。中考的实验专题复习，也应该是在物理实验活动中去提升学生的物理实验素养。二次实验是一种物理学科实践，在中考总复习的过程中依然发挥着不可替代的作用。本文阐述了在紧张的中考总复习过程中，如何结合实验专题的复习，安排二次实验，让学生在精心设计的学科实践活动中，促进实验专题的深度学习，继续不断内化和提升自身的实验素养。

关键词：二次实验;实验素养;创新能力

2022版《义务教育课程方案》指出，变革育人方式，突出实践，倡导做中学、用中学、创中学。2019年11月，教育部《关于加强和改进中小学实验教学的意见》中也指出，实验教学是培养创新人才的重要途径。不难看出，实验教学是物理知识和动手操作的结合点，它能帮助学生加深对物理概念的理解、培养学生的动手能力和创新能力，提高学生的科学思维能力。最重要的是，在实验操作过程中，不断培养和内化学生的实验素养。但是，在初中物理的中考总复习过程中，最容易被物理教师忽略的也是实验教学。结合常年的毕业班教学工作，谈谈“二次实验”在中考实验专题复习中的实践探索。

对于“二次实验”的界定，主要针对实验探究课的新课教学，需要达成的实验仪器组装和测量仪器读数、实验设计意图的理解、实验数据和实验证据的分析处理能力、实验现象解释和实验拓展的高阶思维能力等教学目标，学生在新课教学期间并没有很好的落实教学目标。而在中考总复习过程中，如何结合各种时机，创设条件，让学生本着“学科实践”的原则，通过“二次实验”，既提高学生的设计、动手能力，也加深对实验探究的理解，促进深度学习，引领学生继续内化提高物理学科实验素养。

1  二次实验，优化组合，落实基础实验

在教学中采用小组合作学习的方式，有效形成师生、生生之间的多角度、多层次、全方位的交流模式，达到爱学、会学、乐学的目标，优化课堂的教学效果。中考总复习的实验考查准备阶段，为了让学生的交流更充分、更有针对性，也为了在中考总复习的过程中践行学科实践，在实验课堂上可以安排二次实验，优化甲乙组合（学生根据互补原则，自主组合），落实基础实验的熟练操作。

如表1，在厦门市近三年的实验考查试题中，都有电学和凸透镜成像规律两个相对较难的实验。教师可以在中考实验考查的迎考演练准备过程中，充分把握“二次实验”的机会，借助甲乙组合，一方面既要全面落实学生实验素养的提升，促进学生全体顺利通过考核，又能通过再次的学科实践活动，利用动作记忆代替文字记忆，有效提高实验专题的复习效果。

2  二次实验，拓展延伸，突破重点实验

对历年中考物理实验探究题的考查目的加以分析，有相对简单的实验素养要求，如，测量仪器读数、实验原理、实验设计意图等，也有对学生实验素养要求较高的能力，如，实验数据分析、实验证据分析、实验故障分析、解释实验现象、实验拓展等。但回顾新课教学的过程，因为课时安排与进度的要求，学生在实验探究课的深度学习是受了影响的，而与此相应的探究能力和实验素养也还有提升的空间。

以2021年福建省中考物理试卷的第26题（实验探究题）为例：

26. （6分）在“探究凸透鏡成像规律实验中：

（1）将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上，点燃蜡烛，调整它们的高度使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在_______________。

（2）如图1甲所示，光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推断，保持蜡烛和光屏的位置不变，只移动透镜到_______________cm 刻度处，光屏上可再次成清晰_______________、倒立的实像。

（3）实验一段时间后，原来在光屏中心的像“跑”到光屏上方，如图1乙所示位置。能让像重新回到光屏中心的操作是_______________。（填序号）

①光屏下调   ②蜡烛上调    ③透镜上调

（4）实验中，光屏上成模糊的像，如果蜡烛和透镜位置不变，将光屏往凸透镜方向靠近，光屏上能成清晰的像;如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变，在蜡烛与凸透镜之间放上一个合适的凹透镜.光屏上也能成清晰的像。上述现象说明凹透镜对光具有_______________作用。_______________视眼的矫正与上述成像过程类似。

本题各小题的难度系数如图2。第（1）和（4）小题的考查目的分别是实验仪器组装和凹凸透镜对光线的作用、眼睛的矫正等，此为新授课时学生所获得的实验素养，得分率为0.834、0.727。而第（2）和（3）小题，分别是对于光路可逆深度理解的考查，以及没有正确进行实验仪器组装所带来的实验现象分析和矫正，新授课时鲜少涉及，得分率为0.497、0.657。因此，对于教材中的重点实验和历年中考的高频考点，建议在中考总复习时安排“二次实验”。但在“二次实验”中，不是简单的重复新授课的实验要求，教师给出的实验任务清单应该要源于教材，又高于教材。以“探究凸透镜的成像规律”为例，“二次实验”时可以给出表2的实验任务清单，以大幅提升学生的实验素养。

初中物理的重点实验又有哪些呢？在沪科版八、九年级的物理教材中，结合2022版课标的实验要求和历年的中考频次，建议安排二次实验，并相应拔高的实验目的如表3。

3  二次实验，有效整合，促进深度学习

电学部分的学习，实验众多，给学生的学习增加了难度。更重要的是，电学实验在中考中出现的概率不低。以福建省近三年中考的实验试题为例，五道实验题至少有一或二道是电学实验题。因此，教师可以对探究欧姆定律、伏安法测电阻、测小灯泡的电功率三个伏安法实验安排有效的“二次实验”整合，让学生从中梳理每个实验的异同点，包含实验原理、电路图、滑动变阻器的作用以及结论等方面的对比，特别是实验数据和实验证据的分析处理等重难点的突破，以加深对三个实验的了解，促进电学实验的深度学习。

以欧姆定律中的“探究电流与电阻的关系”为例，把握“源于教材，高于教材”的原则，在二次实验中要达成的教学目标主要体现在：一方面让学生深刻体会滑动变阻器的作用，要保持电阻两端的电压不变，起到控制变量法的作用。另一方面，按平时实验取得三组或四组数据的实验要求，还是很难通过描点作图，准确判断出电流与电阻的反比例关系的，教师特别要指出其中的不科学性。因此，为了更加准确的判断电流与电阻的反比例关系的，教师可以引导学生，把收集到的数据电阻R转换成1/R，通过描点，作出电流I与电阻倒数1/R的正比例函数图像，从而准确判断出电流与电阻的反比例关系。

再以“伏安法测电阻”为例，单表法测电阻的要求使得该实验的难度进阶到实验方案的创新设计，从而该环节多次成为中考实验试题的压轴题。而二次实验的开展，有助于这个难点的破解。教师可以引导学生先测出一个电阻，然后收走电流表或电压表，要求结合一个已知阻值的电阻，设计多种方案测出另一个未知电阻的阻值。在设计各种方案的过程中，对于实验原理的理解和等效替代的物理方法的应用，以及高阶的知识迁移能力都有了进一步的提高，真正促进学生的深度学习，真正内化提升实验素养。

4  二次实验，项目式学习，培养创新能力

2022版《义务教育物理课程标准》在“坚持创新导向”中指出，强化课程综合性和实践性，推动育人方式变革，着力发展学生核心素养。在综合性的实践活动中，创造对学生的求同思维、求异思维、求合思维的训练机会，提高学生从不同角度看待同一问题的能力，从而培养学生的创新能力。教师要注重通过教学设计的创新带动课堂的变革，不断提高课堂的育人效果。在中考总复习时，通过对板块知识的整合，本着项目式学习的组织方式，进行二次实验，加强对学生的求同思维、求异思维、求合思维的训练，充分培养学生的创新能力。

以工作室的项目式学习课例——“设计应急灯——从让小灯发光谈起”为例，教学流程如下：

在创设的真实情境下，给了学生“设计应急灯”的任务驱动。学生通过互相讨论，小组合作，进行了探索过程，并提交了“自制电源”这一产品，并在老师的更高要求下，进行了产品的优化。教学过程中，特别是在“追问”环节，怎样让灯泡更亮呢？怎樣让灯泡持续亮呢？学生也让听课老师为之举动惊艳不已，如图3。学生充分发挥了他们的创新能力，就地取材，有效的利用了空调的出风口，拿着带风叶的小风扇，通过风叶带动里面的转子在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流。小风扇也由电动机摇身一变，变成了发电机。在这个环节里，学生的求同、求异、求合思维进行了激烈的碰撞，也亲眼见证学生创新能力的外在体现。

5  结语

物理实验素养是学生个体的修养在物理实验活动中所达到的专业程度及其表现情况。中考的实验专题复习，也应该是在物理实验活动中去提升学生的物理实验素养。二次实验是一种物理学科实践，在中考总复习的过程中依然发挥着不可替代的作用。一线教师不要迷恋总复习过程中的题海战术，而应该努力发挥自己的所思所想，不断创新复习课的教学设计，促进课堂教学的变革，以提高学生的物理实验素养，培养学生的物理学科核心素养。