跨媒介实验工坊：初中物理核心素养的可视化培育

引言：

初中物理课上，像“电流看不见摸不着”“分子运动太抽象”这些难点，总让学生犯迷糊。光靠老师讲、书本学，核心素养培养也像空中楼阁。“跨媒介实验工坊”就像搭建了一个“魔法实验室”，用各种媒介把抽象的物理知识、思维过程变得看得见、摸得着，让学生实实在在地提升物理核心素养。

一、跨媒介实验工坊可视化培育的核心要素

（一）多元媒介的整合逻辑

跨媒介实验工坊打破单一教学媒介的局限，将实物实验的真实性、数字模拟的直观性、动态图像的具象性、互动平台的交互性等多元媒介有机融合。教师依据教学内容与目标，筛选适配媒介，构建优势互补的媒介矩阵，让抽象物理知识通过不同媒介形态得以具象化呈现，为核心素养培育提供丰富载体。

（二）思维过程的显性呈现

核心素养的培育离不开思维发展。工坊通过设计可视化任务，将学生分析问题、提出假设、设计方案、推理论证等思维过程，以思维导图、流程图、动态数据图表等形式外显出来。学生能够清晰地看到思维的轨迹，教师也能据此精准指导，实现思维能力的可视化提升。

（三）实践成果的立体展示

学生在实验探究中的成果不再局限于书面报告。工坊借助视频记录、3D建模、虚拟展台等媒介，将实验装置设计、数据处理过程、创新解决方案等成果进行立体展示。这种多维度的成果呈现方式，既促进学生间的交流互鉴，也为核心素养的综合评价提供了丰富素材。

二、跨媒介实验工坊核心素养可视化培育的创新策略

（一）虚实融合搭建直观认知桥梁

虚实融合策略将实物实验与数字模拟相结合，发挥实物实验的真实性与数字模拟的可控性优势，帮助学生突破认知难点，构建清晰物理概念。

例如，在教育科学出版社八年级物理“电路”单元教学中，学习“串联与并联电路”时，教师先让学生用电池、灯泡、开关等器材搭建实物电路，观察灯泡的亮灭情况，初步感受电路连接方式。但在探究电流路径与电流大小关系时，电流的流向肉眼无法观察。此时，教师引入电路模拟软件，在虚拟界面中设置不同的电路参数，学生通过调节电阻、开关，能清晰地看到电流在电路中的流动轨迹，还能实时监测各节点的电流数值变化。有的学生在模拟软件中尝试将三个灯泡进行混联，通过改变连接方式，观察电流如何分配，加深了对复杂电路的理解。课后测试显示，学生对电路连接方式与电流规律的掌握正确率从 65% 提升至 88% ，借助虚实融合，抽象的电路知识变得直观易懂，学生物理观念的建构更加扎实。

（二）动态图示拆解思维进阶路径

动态图示策略运用思维导图、动态流程图等可视化工具，将复杂的科学思维过程拆解为清晰的步骤，引导学生梳理思维脉络，掌握科学思维方法。

例如，在“探究滑动摩擦力的影响因素”教学中，教师引导学生运用动态思维导图规划探究过程。首先，学生在主节点写下“滑动摩擦力影响因素”，接着从“压力”“接触面粗糙程度”等分支展开猜想；在设计实验方案环节，学生用动态流程图展示实验步骤，包括如何控制变量、怎样测量摩擦力等。在数据处理阶段，学生将实验数据转化为折线图，直观呈现压力或接触面粗糙程度与摩擦力大小的关系。在分析结论时，教师鼓励学生用箭头和标注，将实验现象与物理原理进行关联。有学生在思维导图中特别标注：“实验时要匀速拉动木块，因为此时拉力与摩擦力二力平衡”。通过动态图示，学生不仅顺利完成探究任务，更掌握了“提出问题 - 猜想假设 - 设计实验 - 分析论证”的科学探究思维方法。后续在面对其他探究问题时，75% 的学生能够主动运用这套思维流程进行思考，科学思维能力得到有效提升。

（三）成果展演深化实践能力培育

成果展演策略通过搭建多元展示平台，鼓励学生将实验探究成果以多样化形式呈现，在展示、交流、反思中深化实践能力，培养科学态度与责任意识。

例如，在“浮力的应用”单元学习后，教师组织“浮力创意设计大赛”。学生以小组为单位，运用所学知识设计与浮力相关的创新作品，并通过多种媒介进行成果展示。有的小组用 3D 建模软件设计出未来水上城市模型，在虚拟展台上展示城市的结构与浮力原理；有的小组录制视频，演示自制的简易潜水艇模型如何通过排水、吸水实现上浮下沉；还有小组制作图文并茂的海报，介绍浮力在船舶、热气球等领域的应用。在展演环节，各小组通过 PPT 演示、实物操作、现场讲解等方式分享设计思路与实验过程。其他小组进行提问与评价，如“你的潜水艇模型在下沉时，如何保证密封性？”“水上城市模型的地基部分是怎样利用浮力保持稳定的？”在交流碰撞中，学生不仅完善了自己的作品，更体会到科学实践的严谨性与创新性。活动结束后，学生们主动关注生活中浮力的应用案例，并撰写观察报告，科学态度与责任意识显著增强。

三、结语

跨媒介实验工坊让初中物理核心素养培育告别“模糊地带”，使物理课堂变成了素养生长的沃土。学生在多元媒介的助力下，看得见物理原理的模样，摸得着思维发展的脉络，真正实现核心素养从隐性到显性、从抽象到具体的蜕变，为探索科学世界插上有力的翅膀。

参考文献：

[1] 胡秀芝 . 初中物理实验教学可视化的实践探索 [J]. 中小学教学研究 ,2024,25(5):59-61.

[2] 潘恒运, 于玉和. 可视化: 初中物理实验改进和创新的策略[J].中学物理（初中版）,2022,40(6):53-55.