核心素养导向下初中物理概念教学的策略研究

一、引言

《义务教育物理课程标准（2022 年版）》明确指出，物理教学应“以发展学生核心素养为目标”，强调通过科学探究、实践体验等方式培养学生的物理观念、科学思维、科学探究能力及科学态度与责任。初中物理概念（如“密度”“压强”“欧姆定律”等）是学生构建物理知识体系的基石，但概念的抽象性往往使学生陷入“死记硬背”的困境，难以形成深层理解。

实验是物理学科的“生命线”，其直观性、探究性特点与核心素养的培养需求高度契合。然而，当前初中物理概念教学中，实验常被简化为“验证性操作”，学生被动观察、记录数据，未能真正参与概念的形成过程，导致核心素养培养浮于表面。因此，探索核心素养导向下基于实验的物理概念教学策略，具有重要的实践意义。

二、核心素养与初中物理概念教学的内在关联

物理核心素养的四个维度与概念教学存在紧密联系，而实验是连接二者的关键纽带：

1. 物理观念的形成依赖实验感知

物理观念（如物质观念、运动观念、能量观念）的建立需以具体现象为基础。例如，“力是物体对物体的作用”这一概念，需通过“推箱子”“提水桶”等实验让学生感知力的作用效果，进而抽象出概念本质。

2. 科学思维的培养依托实验分析

科学思维（如模型建构、科学推理、质疑创新）需在实验数据处理、现象解释中发展。例如，探究“平面镜成像特点”时，学生通过测量像距与物距、分析像的虚实，逐步形成“等效替代”的思维方法。

3. 科学探究能力的提升源于实验过程

科学探究（提出问题、设计方案、进行实验、得出结论）是概念教学的核心路径。例如，“密度”概念的教学中，学生通过设计“测量不同物质质量与体积”的实验，自主发现“同种物质质量与体积比值不变”的规律，实现概念的主动建构。

4. 科学态度与责任的养成融入实验细节

实验中的合作分工、误差分析、安全规范等，能培养学生的严谨性、合作精神与社会责任感。例如，使用天平时强调“左物右码”的规范，可渗透严谨的科学态度。

三、核心素养导向下初中物理概念教学的实验策略

（一）情境化实验导入：激活概念生成的“问题意识”

核心素养导向的概念教学需从学生熟悉的生活情境出发，通过实验创设认知冲突，激发探究欲望。

策略实施：选取与概念相关的生活现象设计实验，引导学生观察并提出问题。例如，教学“大气压”概念时，可设计“覆杯实验”（装满水的杯子倒置，纸片不掉落），学生观察到“水未流出”的现象与“重力使水下落”的常识产生冲突，进而提出“是否存在向上的力”的问题，为概念引入奠定基础。

核心素养指向：通过生活化情境激发科学探究的好奇心，培养“从生活走向物理”的意识。

（二）探究式实验建构：经历概念形成的“主动过程”

概念的本质是对事物规律的抽象，需让学生通过自主设计实验、分析数据，经历“具体现象→规律总结 $$ 概念提炼”的过程。

策略实施：以“密度”概念教学为例，分三步设计实验：

1. 提出问题：“不同物质的质量与体积有什么关系？”

2. 设计实验：提供水、酒精、铁块等材料，学生自主选择器材（天平、量筒），制定“测量同种物质不同体积的质量”“测量不同物质相同体积的质量”的方案；

3. 分析数据：学生通过计算“质量 / 体积”的比值，发现“同种物质比值不变，不同物质比值不同”，进而理解“密度是物质的特性”这一本质，自主生成概念。

核心素养指向：在实验设计与数据分析中培养科学探究能力，通过归纳推理发展科学思维。

（三）数字化实验深化：突破概念理解的“抽象瓶颈”

传统实验难以直观呈现抽象物理量的变化（如微小形变、瞬时速度），数字化实验（如传感器、数据采集器）可将抽象概念转化为可视化数据，帮助学生理解本质。

策略实施：教学“摩擦力”概念时，传统实验难以精确测量摩擦力大小与方向的变化。使用力传感器连接木块与弹簧测力计，拉动木板时，传感器实时显示摩擦力的大小变化，并通过图像呈现“静摩擦力随拉力增大而增大，滑动摩擦力保持不变”的规律，使学生直观理解“摩擦力的大小与运动状态的关系”。

核心素养指向：借助现代技术提升科学探究的精确性，培养基于证据的科学推理能力。

核心素养指向：通过生活实践体会物理与社会的联系，培养运用知识解决实际问题的能力。

四、教学案例：“电阻”概念教学的实验设计

以“电阻”概念为例，结合上述策略设计教学流程：

1. 情境化导入：演示实验“用相同电源连接不同灯泡（灯丝粗细、材料不同），观察亮度差异”，引导学生提出问题：“为什么相同电压下，灯泡亮度不同？”

2. 探究式建构：提供定值电阻（不同材料、长度、横截面积）、电流表、电压表，学生设计实验“测量相同电压下不同电阻的电流”，发现“电流大小不同”，进而推理“导体对电流有阻碍作用”，初步形成“电阻”的概念；

3. 数字化深化：用电阻传感器测量不同导体的电阻值，结合图像分析“电阻与材料、长度、横截面积的关系”，理解电阻是导体的固有属性；

4. 生活化延伸：让学生观察家里的电热水壶（电阻丝较粗）、台灯（灯丝较细），解释“电阻大小与生活电器设计的关系”。

五、结论与展望

核心素养导向下的初中物理概念教学，需将实验作为概念形成的“脚手架”，通过情境化、探究式、数字化、生活化的实验策略，让学生在“做中学”“思中学”“用中学”中理解概念本质。未来研究可进一步探索不同物理概念（如抽象概念“能量”）的实验教学路径，或结合跨学科实践（如物理与数学的数据分析结合），更全面地提升学生的核心素养。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部. 义务教育物理课程标准（2022年版）[S].北京: 北京师范大学出版社,2022.

[2] 廖伯琴 . 物理核心素养的内涵与教学落实 [J]. 全球教育展望 ,2019,52(01):68-76.

[3] 张大昌. 初中物理科学探究能力的培养策略[J]. 物理教学,2020,42(05):2-5+11 .

[4] 王笑君 . 数字化实验在初中物理概念教学中的应用研究 [J]. 中学物理教学参考 ,2021,50(18):38-40.