董占德
物理是一门以实验作为基础的科学课程，让学生在获得物理实验探究能力上的成长，有助于落实核心素养的教育目标。初中阶段的学生正处在好奇心旺盛的年齡阶段，在初中物理教学中，教师应当在基于学生实际认知水平的基础上，开展多元化的实验教学活动，让学生在亲身实践的过程中感受物理知识的内涵，形成良好的物理学习兴趣，促进物理实验教学的优化和改革。
在过去的初中物理实验教学中，存在着重视验证实验而忽视探究实验的问题，导致学生的实验探究能力无法得到较好的发展，实验教学的价值没有很好地发挥出来。良好的实验探究能力可以促进学生对现实生活的探究，使学生形成良好的问题和创新思维。因此，在新课程改革的环境下，初中物理教师要改变传统的教学观念，认识到实验探究能力培养的重要价值，积极改变实验教学手段，通过更加符合学生认知发展需求的实验教学手段满足学生实验素养的发展需求，提高初中物理实验教学的质量，使学生获得良好的物理实验探究能力。
一、充分利用演示实验，创设教学情境
实验教学有着真实性的特点，可以让物理知识用更加生动有趣的形式呈现出来，从而大大降低学生的畏难情绪，使学生的注意力自然而然地集中起来。在初中教育中，很多学生都没有养成观察生活的良好学习习惯，忽视生活中的物理现象，因此，初中物理教师更要加强对演示实验手段的使用，用演示实验创设真实的课堂情境，从而让学生有机会用自己的感官感受物理知识，对物理规律和结论形成更加深刻的认知。
比如，在教学“学生实验：探究—摩擦力的大小与什么有关”这一节内容的过程中，在以往的教学中，教师往往只会让学生从抽象理论的角度理解摩擦力的概念，但是如果不做具体的实验，学生是很难真正地总结出摩擦力的概念的。因此，笔者选择了演示实验的手段，用三个简单的趣味实验创设情境，激发学生的好奇心。第一个实验是：教师拿出一个常见的水瓶，然后用手拿住水瓶，这个时候水瓶是不会下落的。之后，教师再松开手，水瓶会自然下落。在做完实验后，教师要给学生解释，告诉学生水瓶一开始不下落是因为受到了向上的摩擦力，下落是因为只受到了重力。第二个实验是：教师尝试向右推讲桌，讲桌有向右的趋势，但是不会真正地移动。第三个实验是：教师移动教室里一个学生的桌子，让桌子开始向右行动，学生可以得到桌子受到向左的摩擦力这一结论。这样，教师通过三个情境的引入，让学生学会使用学到的抽象理论解释生活中的现象，可以使学生形成良好的生活学习意识，在生活中学习物理知识，更加深入全面地了解物理知识。
演示实验一般占用的时间都比较短，但是可以给学生带来直观的展示，能引起学生的兴趣，所以演示实验可以很好地活跃课堂上的氛围，提高学生的注意力和生参与物理学习的积极性，引发学生的思考，活跃学生的思维。因此，教师要对教学内容进行深度解析，从教学实际出发，结合生活中的现实材料，开发多元化的演示实验手段，启发学生对物理知识的思考。
二、鼓励学生大胆尝试，增进实验体验
初中阶段的学生正处在好奇心旺盛的年龄阶段，但是在实际的教学中，却较少有学生对物理实验产生探索的兴趣，导致这一问题的主要原因之一就是学生对物理实验产生了片面的认识，认为只有在物理课堂上进行的实验才是物理实验，没有认识到生活中处处有物理实验的影子。因此，在初中物理教学过程中，教师要避免导致学生树立呆板的物理实验印象，而是要鼓励学生积极大胆地进行实验尝试，让学生善于在生活中寻求物理实验，从而增进学生的物理实验体验，让学生学会在生活中找到创新和突破。
比如，在教学“汽化和液化”的过程中，笔者组织学生利用眼镜这个常见的物品进行小实验。首先，笔者让学生想一想，在冬天的日常生活中，为什么眼镜上会出现雾气，并且让学生拿出自己的眼镜，用呼气的方法来模仿冬天的情境，在学生利用模仿创造出了冬天的景象之后，再让学生用手触摸自己的眼镜，思考有什么感受。之后，笔者再向学生提出探究性的问题：在对着眼镜呼气的过程中，是什么导致了镜片上的小水珠？这样能让学生形成温差的意识。接着对实验进行观察，学生会看到眼镜上的液体逐渐消失，这又是因为什么？如此，可以让学生在简单的动手实践中总结出液体的汽化知识。
再比如，在教学“大气压强”的过程中，笔者让学生想一想夏天教室里面经常会发生的一个情境：窗帘被吹出窗户外面。面对这个景象，很多学生会下意识地认为是风将窗帘吹出去的，但是却没有意识到，如果真的是风吹的，那么窗帘应该飘向教室里面才对。于是，针对这个情境，笔者又让学生拿出来两张纸条，对着两张纸条的中间吹起，观察现象，从而帮助学生了解大气压强。
如果只是让学生在课堂上开展专门的探究实验，很容易导致学生对物理规律的感知力减弱的情况，因此，教师要鼓励学生大胆地开发生活中的各种简单实验，让学生在多次的动手实践中积累丰富的感性认知，在实践中对物理知识进行同化，从而促进学生物理实验探究能力的不断成长。
三、训练科学实验方法，体会实验乐趣
教师要想学生的实验探究能力得到科学的培养，让学生掌握必要的科学实验手段是十分重要的，如此才可以让学生在实验现象的分析中快速找到解决问题的关键所在，将复杂问题简单化，收获更多的物理实验探究乐趣。针对初中阶段物理实验教学的总目标，教师需要让学生掌握控制变量法、类比法、理想模型法、转化法等实验探究方法。
（一）控制变量法
控制变量是指让学生在研究问题的过程中将包含着多个因素的问题转化成为多个单因素的问题。在每一次的实验过程中都只变化实验中的其中一个因素，分别进行不同维度的研究，最后再综合多个实验结果讨论问题。
（二）转化法
是指让学生在研究一些看不见的物理现象时，将实验转化成为可以看得见的物理现象后再进行研究。比如，在研究重力的过程中，重力是一个看不见、摸不着的概念，学生也很难在课堂上切实感受到重力的存在。这个时候，教师可以让学生用橡皮下落实验进行研究，从而用具体的事实解释重力的概念。
（三）等效替换法
在开展物理实验的过程中，学生经常会遇到一些无法顺利研究的情况，例如，实验数据无法获得、实验对象过大或者过小等，因此就会用到等效替换的方法，在不影响研究效果的同时，对复杂问题进行简单化处理，在代替研究中取得同样的效果。比如，在研究摩擦力大小的过程中，摩擦力的大小是没有办法直接计算出来的，需要用二力平衡的原理测量摩擦过程中的拉力，从而确定摩擦力的大小。
（四）理想实验法
在物理实验中，存在着经由假设得到的“极限”结论，在这个过程中就是应用了理想实验的方法，通过对实验环境进行假想来达到效果。比如，牛顿第一定律的实验就是应用到了理想实验的方法，这是因为世界上不存在不受力的物体。
除了上述介绍的方法以外，教师还要对初中阶段涉及的物理实验方法进行系统的总结，引导学生从科学的角度思考自己的实践过程，从而促进学生对实验现象的自主灵活思考，挖掘出学生的实验探究能力。
四、合理分配实验小组，做好指导工作
在实验过程中经常会用到小组合作学习的手段，从而让学生之间产生更多的思维碰撞，促进学生实验创意的形成。但是需要注意的是，在初中物理实验教学中使用小组的教学手段，并不只是对学生进行简单的分组，教师要形成科学的教育观念，关注学生之间的差异，对学生进行合理的分层：
第一，教师要从对学生的实验水平形成系统的认识，在了解学生能力的基础上，利用组内异质的原则，选择想法和实力都具有差异性的学生进行分组，使小组内的每一个学生都可以找到自己的优势。
第二，教师要辅助学生完成实验的分工活动。初中阶段的学生自控力还不强，实验探究素养也存在着较大的缺失，因此，虽然在初中物理实验探究过程中要强调学生的自主发展，但是教师还是要根据学生的实际情况，发挥出自身的引导作用，帮助学生确定实验的基本步骤，让学生找到自己的定位和分工，从而使学生的实验探究能力得到更加科学的培养。
五、重视实验探究过程，形成完善思路
在初中物理实验教学过程中，很多教师会忽视学生的自主学习潜能，代替学生进行探究实验，导致学生无法获得较深刻的学习体验，探究实验教学也失去了原本的意义。对此，教师要改变过去的做法，关注学生自身的实际需求，重视引导学生经历完成的实验探究过程，让学生理解科学实验的一般步骤，从而促进学生实验探究能力的提升。
比如，在教学“学生实验：探究—摩擦力的大小与什么有关”的过程中，笔者将整个实验教学分成了提出问题、猜想和假设、设计实验、进行实验、分析论证、评估、交流与合作这几个环节，让学生获得完整的实验探究体验。首先，笔者给学生展示了一些生活中的景象，包括自行车的轮胎、冬季鞋子的鞋底等，从而引起学生对摩擦力作用和大小的好奇心。其次，笔者将学生分成几个小组，让学生想一想影响摩擦力大小的因素可能有哪些，并且让学生结合各个小组的设想，利用自己学到的实验研究方法设计具体的研究方案。最后，学生再根据实验目的和方案确定每个成员具体的分工。在各个小组进行了实验探究之后，笔者再组织小组之间进行实验探究，让学生在讨论的过程中总结结果，从而让学生在完整的体验中获得深刻的认识。
在让学生掌握完整实验探究过程时，教师应当注意以下的问题：首先，教师要重点培养学生解决问题的能力。不同的学生看待问题的角度都是不同的，因此，教师在设计实验步骤的过程中要考虑到学生之间的不同需求，让学生有机会在实验中进行创新，获得问题解决能力上的提高。其次，教师要重视评估以及学生交流的环节。在初中物理探究实验中，由于评估环节位于学生实验探究之后，经常会被教师和学生所忽视，导致学生无法准确地把握实验探究的重点。评估的过程可以让学生对物理实验过程形成深刻的认识，及时地发现自己存在的错误，从而使学生真正获得实验素养上的进步。最后，设计的实验问题不能太难。近些年来，随着教育改革的深入进行，越来越多的教师开始重视探究实验的开展。在这个过程中，有一部分教师出现了错误的思考，一味地用难度过高的实验问题来教学，导致学生无法在原有的认知上搭建新知识。脱离学生认知实际的探究演示实验不但起不到激发兴趣、提高学习效率的目的，还会造成学生的畏难情绪，对物理学习的兴趣也会大打折扣。因此，教师一定要形成正确的认识，在学生的最近发展区内设计实验问题。
六、及时引入科技元素，开阔学生视野
实验教学是动态变化的，应当和学生的现实生活密切结合在一起，让学生可以感受到物理科技的力量。因此，在初中物理实验教学中，为了更好地实现对学生科学探究能力的培养，教师要及时地引入和科技有关的元素，引起学生对物理发展的关注，让学生产生物理学习的责任意识，扩展学生的学习思维。
比如，在教学“学生实验：探究—平面镜成像的特点”这一节内容的过程中，学生通过实验的方式，很快地了解到了平面镜成像的方式以及成像的特点，同时，通过对学生进行提问，教师发现学生可以简单地说出平面镜在现实生活中的一些应用，但是对平面镜的更多用途却说不上来，于是，在课堂上，教师对教学内容进行了扩充，告诉学生平面镜同样可以应用在塔式的太阳能发电站上，并且给学生展示了相关的图像和文字资料，让学生知道科学家是如何利用平面镜的知识进行太阳能发电的，从而达到开阔学生视野的目的。
再如，在教学“大气压强”的过程中，除了让学生利用探究实验了解大气压强以外，笔者还组织学生开展了利用传感器研究气体压强的实验。首先，笔者给学生介绍了传感器的知识，让学生掌握传感器的作用和工作原理。之后，筆者再组织学生开展利用传感器研究大气压强的活动，让学生在先进技术的帮助下形成更多的了解。
在初中物理实验教学中，很多学生会对实验产生片面的认识，认为实验是枯燥、劳累的，感受不到实验开展的乐趣。而通过在教学中引入先进的技术，可以改变学生对实验的错误认识，让学生认识到为何要研究物理科学，学会从更多的层面探究世界的自然规律，加深学生对物理实验的正确认识。
七、结语
综上所述，在初中物理教学中实现对学生实验探究能力的培养，是推进核心素养教学目标的重要条件，需要得到教师的足够重视。在实际的教学过程中，教师要传授给学生科学有效的实验探究方法，让学生用更加多元化的视角感知物理实验现象，在自主思考中形成良好的物理实验探究能力，构建学生的认知框架。
（宋行军）
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