物理实验教学策略：基于学科核心素养的探讨

（一）分组实验，促进学生协作交流

在中学实验教学中，分组实验是大部分教师采取的主要实验形式。分组实验不仅能够锻炼学生的实验操作能力，更重要的是还能培养学生合作探究的意识，有助于科学品质及能力的养成。

1.分组实验，重视探究、培养能力

教师根据实验教学的需要，并结合学生的实际情况，将学生分为若干小组，以小组为单位开展实验活动。分组实验最大限度地给予了学生充分的自主性，让学生自由发挥，积极参与实验的过程。在小组实验中，每个人既是参与者，亲自动手操作，也是旁观者，观看小组内其他成员或其他小组成员的操作，实验体验更为丰富，这样，在互帮互助、合作探究的过程中，每一个学生的实验能力以及核心素养都能够得到有效锻炼和提升。分组实验的形式是灵活的、开放的，氛围是活跃的。在这样的环境背景下，学生的思维能动性、创造性能够得到最有效的激发。

2.培养创新意识，提升自身素养

由于教学条件的限制，每所学校提供实验教学的情况存在差异性，但不能以此为借口，就放弃大纲所规定的一系列实验。物理是研究自然现象与规律的学科，其科学性表现在能够经受实验的检验。实验对于物理学科来说，是不可或缺的重要部分。有条件的学校要最大限度地利用实验教学资源，而条件较差的学校也应该重视实验教学，在充分利用现有仪器的基础上，挖掘身边可利用的其他实验资源。而分组实验能够节约资源，给予每个学生参与实验的机会，而且分组实验可促进学生思维发散，“一千个读者就有一千个哈姆雷特”，通过对不同学生所提方案的综合，可产生许多创新性的思想。而且，通过小组讨论，能够更好地促进实验方法的创新。

3.小组实验注重反思，注重科学态度的培养

基于传统的教学模式，教师常采取以讲代练的方式，这种重理论传授的方式，无法真正培养学生科学严谨、实事求是的实验态度。而以小组为单位的分组实验，既能够让小组成员间相互配合与监督，以促进问题的发现和解决；同时，教师也可以在实验后对小组实验进行评估，能够及时发现小组成员在操作中的问题，如操作不规范、对数据的记录不真实，或是误差太大等，这些都是影响操作能力、科学思维，以及科学态度的因素。通过设置实验后的反思环节，有助于让学生发现自己的问题，从而摒弃固化思维，形成善于质疑、敢于验证的精神。

教师设计了一种用弹簧测力计测物体受到浮力的分组实验，用以区分两种密度相接近的清水和淡盐水。

学生在实验后发现，用该方法并不能区分出清水和盐水。于是教师引导学生思考实验的原理、观察实验器具的刻度、分析引起实验误差的原因。经过交流，学生认为该实验的原理是正确的，只是由于重物的体积较小，在清水和盐水中受到的浮力差距不大，弹簧测力计分度值太大，读不出差值，所以实验不能成功。教师又引导学生从改用分度值较小的弹簧测力计或改用体积较大的物体入手，选择新的实验器具重新实验，达到了区分两种液体的目的。

教师也可以设计让学生用普通量筒区别质量相同而密度相近的两种液体（或两个固体）的实验，学生通过实验后用取得的数据，分析、判断出用该方法也不能区分两种物质。学生通过分析，改用分度值小的量筒或改为先测体积后比质量的方法区分出两种液体。通过这些实验，不但培养了学生的观察能力、动手能力、想象能力、逻辑推理能力、归纳总结能力和交流合作的能力等，还让学生懂得设计的实验既要符合科学性原则，更要注意可操作性。

（二）转变教学观念，提高实验兴趣

无论是教师还是家长，都应该摒弃这种传统的狭隘思想，将注意力放在学生的全面发展及能力的提升方面，而非单一的分数。注重学生情感态度的丰富及物理思维与态度的培养。除此之外，还应该注重培养学生将物理知识用于解决实际问题的能力。

在苏科版八年级上“引言”中，课本安排了四个有趣的演示实验和分组实验，认真做好这几个实验，能有效地激发学生学习物理的兴趣，提高教学的效率。例如，在做两支蜡烛燃烧的实验后，此时教师应因势利导，将两支蜡烛的实验深化，问：

（1）如果将这两支蜡烛放进上端开口的圆筒里，两支蜡烛会怎样燃烧？

（2）如果将这两支蜡烛放进更细一点的250mL的量筒中会怎样？

要让这两支蜡烛燃烧，可以采取什么方法？

在学生充分发表自己的意见后，教师适当地进行点拨，使学生认识到同样是蜡烛在燃烧，但燃烧条件不同结果会不一样，从而告诉学生“为了解开这些物理之谜，在探究物理现象的过程中，我们应该勤于观察，勇于提问，善于探索，联系实际”。

（三）理论与生活结合，满足实验资源供给

物理与生活的联系是颇为紧密的。生活中很多现象都可以用物理知识来解释，同样，生活中的某些情境，也可以用于辅助理解物理实验及现象。在物理实验教学中，引入生活化的实验情境，使得物理现象或原理更加具体化、生动化，学生通过对实验的直观感知，以及直白的生活现象的描述，能够更透彻地理解和掌握知识点。(www.xing528.com)

理论与生活结合，对于物理实验尤为重要，需要引起教师和学生的注意。在基于核心素养的物理研究实验中，强化理论与生活的结合，能够促进学生思维的活跃，以及对知识的运用能力。一方面体现了从实验中探究现象的本质，另一方面又是将物理本质运用于指导实践，解决生活中的实际问题，实现知识的运用价值。

在实验教学中，教师要有意识地引导学生的发散思维，对于实验中遇到的问题，要尽可能地结合生活经验去解决，初中物理实验器具，有很多是教仪厂生产的，但还有一些教学仪器，应该是教师根据教学内容的需要，用学生身边的文具、家中或生活中随手可找到的废弃材料拼凑制作而成。例如，教师让学生做“自制乐器”：学生们用竹子、塑料管做了哨子、竖笛；有学生用几根橡皮筋做成了高低音不同的“筝”；有的用纸做成鼓，竹筷绑上布条做成锤，当堂敲击大小不同的鼓，发出不同频率的声音。又如，在课堂上教师可以让学生用铅笔研究：①压力、压强；②滑动摩擦和滚动摩擦；③铅笔痕迹是由不连续的颗粒组成的；④电阻的大小与长度的关系；⑤做成密度计，研究浮力；等等。再如，学生用纸研究：①比较纸片下落的快慢；②测量纸片下落的速度；③惯性；④流速和压强的关系；等等。

教师在用自制的器材演示时，应该告诉学生自制器材的制作过程，一则让学生体验到教师为教学做出的努力，二则让学生知道研究物理规律并不一定要精密的仪器，只要用这些仪器做出的实验，能说明物理道理、研究出物理规律即可。教师应该积极主动地将生活融于实验教学，设置生活的实验目标和方式，激发学生的实验积极性和创造性，从而提高物理实验教学的有效性。

（四）演示实验操作，激发实验活跃性

演示实验具有简单、直观且生动的特点，若用于新课导入，有助于调动学生的兴趣，将学生的注意力吸引至物理知识的学习上；而在物理概念规律的讲解中辅以演示实验，不仅可以活跃课堂氛围，通过真实情境的还原，更有助于学生在实验观察中加深对知识形成过程的理解，进而提升教学的效果。由此可见，演示实验是物理教学中必不可少的，是常见的一种教学手段。

演示实验并不是教师的秀场，进行演示实验的操作除了教师个人，还可以是某一个学生在教师的指导下独立进行，其他学生作为观众，观看实验的整个过程；抑或是师生共同完成实验演示。在这一过程中，学生在教师的引导下，观察现象，进行现象的思考和衍生，进而发现问题，在对问题的分析与思考中得出结论，最后对所得结论进行反思，通过这一系列过程，有助于启发学生的思维，促进学生对物理规律的发现和认识，培养学生的综合素养。例如“研究气泡在充水玻璃管中运动规律的实验”，教师设计的实验方法如下：

①取一只内径1cm的玻璃管，管中充水并留有一个水泡，翻转玻璃管，让学生看气泡在水中上升。由于玻璃管的内径较大，水中的气泡上升很快，达不到观察匀速运动的教学要求。这时教师引导学生提出问题：水泡上升运动的速度很快，它是不是做匀速直线运动？水泡上升运动的速度很快，是不是因为管子的内径太大了？如果换用油来做实验，效果是不是会改变？有学生提出：若用油做实验会造成污染，建议将管子的内径改小后还是用水做实验。

②教师取出第二只玻璃管，翻转玻璃管让学生观察气泡的运动情况。看起来气泡在管内是匀速向上运动了，但怎样才能确定是匀速运动呢？有同学提出在玻璃管上每隔10cm做一个记号，记录气泡通过每一小段距离所用的时间，加以比较就可以确定了。

③教师取出第三只玻璃管，上面做上了记号，组织学生记录气泡通过每一段的时间，记在画出的表格中并算出各段的速度。最后经过交流，学生掌握了匀速直线运动的概念、测物体运动速度的方法、速度的计算等知识点。这个实验的教学过程虽然用时较多，但整个实验过程体现了科学探究的过程，尤其是当一个学生指出用油做实验会浪费并污染环境后，有学生说可以用排油烟机中接下的油做实验，管子的两端密封起来，不仅不污染环境，还可以多次使用。这一点已经超出该知识点的范畴了。

演示实验在物理教学中具有如此重要的作用，作为物理学科的教师，不仅要重视，而且要强化演示实验的效果。

（五）多媒体设备利用，辅助实验理解

多媒体设备利用，即在传统的教学过程中，借助计算机多媒体的相关功能为教学服务的一种教学模式，能够为教学提供人机互动的交互环境，是一种相对来说较有进步意义的教学形式。多媒体教学是对传统教学模式的改革，是一种新型的教学手段，能够在一定程度上弥补传统教学模式中的不足。其主要操作，是通过组织课件，并以计算机为载体，来向学生呈现丰富的教学内容的教学形式。在这种教学模式下，学生不仅能够自主学习，还能够与他人或老师形成交互关系，有助于团队意识、合作意识的养成。

比如，八年级“天平和量筒的使用”一节，应用多媒体展示它们的使用细节，一目了然，学生特别容易接受。之后的“密度”教学，可以使用投影展示同体积不同物质、同物质不同体积的物体，学生通过实验操作获得数据，师生共同进行分析、总结归纳，最后得出结论。这样可以很好地对师生的探究过程及结果进行共享、讨论，更好地合作学习，形成好的学习方法，培养好的学习精神和习惯。再比如“凸透镜成像规律”的教学，这部分知识点，需要学生进行分组实验探究，另外，学生需要对规律进行记忆。一节课的探究，只能选择几个位置点进行实验，观察记录结果。学生往往无法全面完成实验任务。为了更好地完成本课教学任务，让学生更好地认识、理解、掌握本节知识点，我们通过多媒体，选择了一个全程展示实验过程的视频。通过视频移动蜡烛，可以选择任何位置，随意停留，进行观察实验结果，弥补了实验课时间、空间、器材等方面的不足。最后师生自如地对实验结论进行分析总结，得到“凸透镜成像规律”。全体学生经过多媒体手段的进一步体验学习，都有了很大的长进，能够很快地记忆和掌握本课内容。

当前，各学校都已引进了现代教学技术与设备，并运用于教学实践之中。在物理教学中，对多媒体的运用，已并不罕见，如伽利略的斜坡实验的教学。实验条件是坡面足够光滑。这是一种理想的实验状态，现实中很难达到这种状态，而利用多媒体，通过PPT、几何画板工具，就可呈现出小球沿光滑斜面滚下来做匀速直线运动的画面。再如，宏观的实验，这无法在现实中通过实验进行具体操作，这时候多媒体就发挥了巨大的作用，利用多媒体播放原始画面，将国家进行的航天研究演示给学生观看，不仅能够很好地完成教学的目标，还能够激发学生的科学精神，激发学生物理学习的动机。

（六）课后实验设计，巩固课堂实验

课后实验是教师结合课堂教学的内容，鼓励学生在课后发挥思维的能动性与创造性，根据所学知识，自主设计实验，自制实验设备，通过独立完成或是在家长的辅助下完成实验操作，达到巩固知识的目的。物理实验是物理教学的一部分，因而，大部分教师一般都会在课堂上进行实验演示或实验教学，很少有教师安排学生进行课后实验，即使给学生布置了课后实验，也没有强制要求学生必须完成，因而，很少有学生主动去完成。这就需要教师在教学中有意识地去引导，培养学生自主学习的意识。

课后实验一般可分为两类：一类是基于当堂实验，并对其进行的延伸，设置这类实验，目的在于对课堂实验的巩固和扩展。这类实验的操作过程一般都不会复杂，实验要求也较简单，实验器材通常是生活中随处可见的，或是需要动手自制的，因而不会花费太多的时间和精力。另一类是课堂实验的延续。也就是说，这类实验本应在课堂完成，但由于时间把控不合理，需要在课后继续完成。这类实验一般是具有探究性且具有一定意义的实验。

无论是哪一类的课后实验，只要认真对待，都能够对知识起到一定的巩固作用，而且，这类实验一般操作简单、趣味性较强，学生对于这类实验一般都是感兴趣的，教师要善于引导和利用这类实验，对学生进行思维的训练，培养其创新意识，以促进整体核心素养的提升。如要求学生运用所学的温度计的使用方法，记录一个星期内（至少3天）的气温变化，并把记录结果填入表格；或是利用体温计测量记录自己的体温，填入表格。

强化课后实验，还能够加强教师、学生、家长之间的联系与协作，促进学生在与他人的合作互助中，学会交流与分享，在讨论与沟通中提高分析问题、解决问题的能力，增强学生的成就感，提升思维能力。