新课标视域下初中物理实验教学核心素养的培养方法研究

《义务教育物理课程标准（2022 年版）》（以下简称《物理课标》）指出，“面向全体学生，培养学生核心素养”，体现了新时代背景下核心素养发展的重要性，也强调了以学生为本的教育理念 [1]。初中物理实验是学生对所学知识进行深入探究和迁移创新的过程，基于新课标视域，教师要立足学生素养发展，深度挖掘教学内容，创新物理实验教与学的方式，加强素养渗透，探索更加高效的培养方法。

一、创设生活情境，建立物理观念

物理观念是从物理学视角形成的关于物理理论知识的总体认识，是学生进行物理学习的基础要素。初中物理实验中涉及到的理论抽象性较强，需要学生通过思维认知将其转化为操作步骤和直观现象。创设生活情境能够建立物理概念与生活经验的对应关系，能够增进学生理解和转化，使学生能够使用物理概念解释生活现象，建立物理观念。以人教版八年级下册“大气压强”的实验教学为例，教师让学生观察吸盘挂钩吸附在光滑物体表面时的现象，学生大力拉动才能把挂钩取下。在开展实验时，学生以小组为单位，将不同大小的圆形吸盘挂钩吸附在光滑的瓷砖上，利用弹簧测力计测量拉开每个挂钩需要的拉力，将挂钩与瓷砖的接触面积和拉力数值记录下来，绘制图象。根据图象，学生发现挂钩的吸附力与接触面积呈正相关。教师再引出大气压强的内容，让学生将实验数据与大气压强数值进行对比分析，从而推断出大气压力的作用原理。这一过程中，学生先通过生活现象提出问题，再利用生活材料展开物理实验，通过分析实验结果完成物理概念的建构，真正建立起物理观念，加强认知与理解。

二、问题层级引导，锻炼科学思维

《物理课标》在关于科学探究方面指出，“突出问题导向，强调真实问题情境，引导学生不断探索 [2]”。这表明，有效的问题链能够激发学生兴趣，帮助学生梳理思路，基于事实证据对物理知识和信息进行科学推理，锻炼科学思维。在初中物理实验教学中，教师可以设置层级问题链，引导学生由浅入深地进行思考和探究，不断提升思维层次。以人教版初中物理九年级全一册中的“比热容”实验教学为例，教师展示夏季白天、夜里沙子和海水的温度变化现象，提出初始问题：“同样的日照条件下，为什么沙子和海水的温度不一样？”学生结合所学知识提出猜想：可能是水与沙子的吸热能力不同。教师提出进阶问题：“怎样设计实验比较不同物质的吸热能力？”学生根据问题分组设计实验，明确需要控制的变量，最终以等质量的水和食用油作为研究对象。以同样的火源加热相同时间时，学生发现食用油升温更快。教师提出深层次问题：“如何将物质吸热能力变为可视化数据？”学生调整思路，记录两物质升高到相同温度所需要的加热时间，增强了实验结果的直观性。通过问题的层级引导，学生能够经历完整的科学推理过程，锻炼自身科学思维素养。

三、开展实践项目，深化科学探究

科学探究是学生运用所学知识和事实经验自主进行探究的能力，需要学生经历完整的探究过程。而实践类项目能够整合各个探究环节，使学生在真实情境下综合运用所学知识和技巧，与同学进行合作探究和解决问题，从而熟练掌握科学探究的方法和技能，提升科学探究素养。以人教版初中物理“浮力”的实验教学为例，教师开展“自制密度计”实践项目。学生提出问题：“密度计如何测量密度？”进而给出猜想：利用阿基米德原理进行间接测量。学生设计方案、准备材料，用蜡将吸管下端封口并缠上铜丝，让其竖直漂浮在水面上，制作成简单的密度计。经过实验操作，学生发现新的问题，自制密度计质量过重、吸管直径过大，会导致测量液体溢出。吸管在液体中浮沉的幅度不明显。学生经过思考与分析后，选择了更细的吸管，并用小泡沫球制成浮子增大浮力，并用红色胶带作为刻度标记，增强可读性。对自制密度计进行改进后，学生利用它测量了不同浓度的酒精密度，验证了密度计测量结果与实际相符。至此，学生完成了完整的科学探究过程，素养得到提升。

四、融入社会议题，培养责任意识

科学态度与责任是物理四大核心素养之一，关系到学生对待人与自然、科学与社会的态度和品质。将社会议题融入到初中物理实验教学中，能够引导学生关注物理知识在社会生活中的实际应用，让学生正确认识人类活动与自然环境的关联，培养科学态度，增强责任意识。以人教版初中物理九年级全一册中的“家庭电路中电流过大的原因”的实验教学为例，教师组织学生利用实验器材模拟家庭电路的连接。学生将两只灯泡并联接入电路，逐步增加灯泡数量，观察保险丝是否熔断；学生将电路连接为短路形式，观察电流表瞬间的显示数值与保险丝变化。教师引入社会议题“如何加强家庭用电安全”，学生结合实验数据分析，得出用电器总功率过大和短路是导致家庭电路电流过大的主要原因，这样会导致电路过载，容易引发火灾。学生结合实验内容和生活经验展开讨论，提出避免同时使用大功率电器、定期检查电路绝缘层、及时更换老化导线等安全措施，思考如何节约用电。将实验与社会议题结合，学生不仅理解了相关知识，更提升了科学态度与责任意识。

结束语

综合以上所述，我们可以清晰地看到，在初中阶段的物理实验教学过程中，教师可以采取多种创新的教学策略来实现教学方法的革新。通过创设与学生日常生活紧密相关的物理情境，可以激发学生的学习兴趣，使他们更加直观地理解物理知识。教师可以采用问题层级引导的方式，逐步引导学生深入思考，从简单到复杂，逐步提升学生解决问题的能力。将社会议题融入物理教学，不仅能够拓宽学生的视野，还能增强他们对物理学科社会价值的认识，从而促进学生物理核心素养的全面发展。

参考文献

[1] 杨笑. 核心素养导向下初中物理实验拓展式教学的研究——以“测量浮力大小”实验为例 [J]. 数理天地 ( 初中版 ), 2023, (20): 84-86.

[2] 赵平有. 核心素养视角下初中物理实验设计与评价的研究 [J]. 数理化解题研究 , 2024, (26): 82-84.