基于核心素养的初中物理实验教学策略研究

一、引言

实验是物理学科的重要组成部分，实验教学也是物理教学中必不可少的部分。《义务教育物理课程标准（2022 年版）》强调了实验教学在物理教学中的地位，并且说明了实验教学在物理教学中的作用。实验是落实核心素养的重要途径，通过实验可以帮助学生形成正确完善的物理观念，培养学生的科学思维，引导学生参与认识过程，培养科学探究能力，助力科学态度与责任目标的落实。同时，实验对教学环节起到辅助作用，能够更好地激发学生学习兴趣，在概念规律形成过程中引发学生主动思考，提升学生的思维能力。笔者以苏科版物理教材《凸透镜成像的规律》为例，研究基于核心素养的初中物理实验教学策略。

二、教学框架与构思

秉持着从生活走向物理的理念，采用合适的教学策略与引导方法，学生能够更好地培养思维能力，深入课堂研究。在探究凸透镜成像规律时，教师往往先直接介绍物距、像距的概念，让学生知道为了使像成在光屏中央，应该把凸透镜、光屏和蜡烛中心调整到同一高度，在实验过程中通过调节光屏找到清晰的像。但是，由于缺乏实践的经验，学生在实际操作过程中，并不清楚该如何操作才能实现“同一高度”，并且调节光屏时只大概找到一个像，并不能通过前后移动光屏比较之后找到真正清晰的像。由于缺乏实践经验，学生的实验过程并不理想，导致了只有理论基础，会说不会做的现象产生。新课标的理念中更注重学生生成性学习和主动获取能力的培养。要实现这一理念，就很需要学生参与到实践中，参与到规律与概念生成的过程中，真正开展实验教学。

三、教学设计与实践策略

1.创设情境

物理学在自然生活中的应用极为广泛，通过观察周边的环境，学生即可产生丰富多样的问题。正值运动会期间，为了让学生观察班徽，给学生提供凸透镜，让他们想办法观察出班徽的细节。

通过观察班徽的活动，学生发现当凸透镜靠近班徽时，具有放大作用，能够观察微小物体。再引导学生思考，透镜远离物体时又会有什么现象？

学生活动：用凸透镜观察班徽

（1）用凸透镜从贴近班徽开始，逐渐增大凸透镜与班徽的距离，观察看到的班徽有什么变化，从而你猜想凸透镜成像有哪些像的性质？成像有什么因素有关？

生：紧贴班徽时图像和字是放大的，远离一定程度之后像变成倒立的。凸透镜成像既可以是正立的像，也可以是倒立的像，可能与凸透镜距离班徽的远近有关。

（2）通过之前实像与虚像内容的学习，有没有什么方法能够判断凸透镜成像是成的虚像还是实像？

生：能够呈在光屏上的是实像，不能呈现的是虚像，可以拿白纸作为光屏，观察是否能呈现。通过调节凸透镜到物体的距离，发现有时光屏上有有时光屏上没有，所以可能是实像也可能是虚像。

设计意图：通过简单的观察实验，激发学生的求知欲望，初步判断出凸透镜成像可能的像的性质。通过与以学的内容结合，进阶提问，让学生感到学有所用，能够更加主动思考探索。

根据生成性教学的方法，首先要创设合适的生活情境并提出相应的问题，探索世界的奥秘是从提出问题开始的，而提出问题离不开观察和实验，学生能更加踊跃开展相关实验。在实践中总结归纳出相应的规律，最后总结出问题的解决方案，归纳出解决问题的一系列方法，进而完成实验探究的完整步骤，构建出完整的思维过程。

2.小组互助合作探究

（1）教师实验提醒，操作演示

由于本实验需要掌握的基础概念较多，需要明确的操作步骤也比较多，在学生实验之前，强调如何调整凸透镜、光屏和F光源如何保持同一高度，如何调整才能找到最清晰的像等。把这些重要内容现场演示并投屏，学生看完演示之后再自己动手操作能够提高实验操作的效率。

（2）分组实验，发现问题

将学生能力分为AB两个层次，两个层次学生搭配完成任务。A层次的学生负责统筹实验，进行实验计划安排，B层次的学生主要进行操作，观察并记录实验现象及数据。

通过分层给不同学生制定相应的目标，达到因材施教，能够针对性地提升学生的能力，更好地配合以达成实验目的，进而达成新课标要求的实验操作目标，培养学生科学思维和科学研究的能力。分层目标制定如下：

A层析学生：能够带领小组合作完成实验，遇到问题积极思考并带领组员解决，能够根据实验数据归纳出相应的实验结论。

B层次学生：能够与他人合作完成实验任务，完整记录实验过程，将实验数据记录在表格中。

在学生实验时，教师巡视并发现了以下问题：

a不少学生在找清晰的像时，不仅前后移动光屏，还移动透镜和物体以找到清晰像。

b实验思路混乱，没有将物体从靠近透镜到逐步远离透镜找像的位置

c物距像距记录错误，把光具座上的刻度误当成物距和像距

（3）问题解决，总结规律

提出出现的实验问题之后，学生在实验过程中注意并改进。改进方法如下：

a找清晰像的时候注意方法，是把物体和透镜固定住，记录下物距，只通过前后调节光屏找到清晰的像并记录像距。

b厘清实验思路，可将物体从远离透镜的位置开始，逐渐减小物距，观察记录成像位置及性质。

d分为以下小问题引导学生思考

问题1 当u<v时，光屏上有像吗？如果没有呈现像，怎样可以观察到？这个像的性质是什么样的？

问题2 实像有放大的和缩小的，以下情况分别成什么像？

① 当物距为多大时，成缩小的实像？

② 当物距为多大时，成放大的实像？

③ 有没有一个点，刚好成等大的实像呢？

问题3 在实验中，你能找到实像和虚像的分界点在什么位置吗？放大的像和缩小的像分界点在什么位置？

通过问题引导，让学生们能够把一个宽泛的规律细化为一个个小规律，最后总结归纳出凸透镜成像的完整规律。在实践中总结归纳出相应的规律，最后总结出问题的解决方案，归纳出解决问题的一系列方法，进而完成实验探究的完整步骤，构建出完整的思维过程。复杂问题简单化能够帮助学生克服畏难情绪，培养学生的科学思维，在实验探究中培养正确的人生观。

四、结语

落实核心素养的过程中，真正开展实验教学，从真实的情境入手，从生活走向物理，实施小组的分组实验，培养学生的实验能力，将学生实验中的问题简单化细节化，提升学生的总结能力。总之，要提升学生的实践能力，需要在学生实验中多方位地探索物理教学策略，提升学生的物理学科素养。