引言

近年来，随着《义务教育课程方案和课程标准（2022年版）》的颁布与实施，我国基础教育改革进入深化阶段。新课改以“核心素养”为导向，强调学科育人价值的实现，要求教学从知识传授转向能力培养，注重学生科学思维、实践能力、创新意识和社会责任感的全面发展。在这一背景下，物理学科作为自然科学的重要载体，实验教学作为物理学科的核心内容，不仅是理论知识的实践延伸，更是培养学生科学探究能力、动手能力和创新思维的关键途径。新课标明确提出物理学科核心素养包括“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个维度，要求实验教学从单纯的技能训练转向素养培育，引导学生通过实验形成科学思维习惯和问题解决能力。强调以学生为中心，倡导探究式、项目式学习，鼓励学生自主设计实验方案、分析数据并反思改进，推动“被动验证”向“主动探究”转变。

物理实验课程是物理教育的重要组成部分，既是该学科的基础根基，也是重要的教学方法和工具，对物理教学具有不可替代的作用。实验为学生营造了生动有趣的学习环境，既激发并维持其对物理学的兴趣，又使其能主动参与知识获取与技能培养。同时，实验操作使学生能够理解并掌握基本实验方法，发展实验技能与能力。这一过程既提升学生的科学素养，又促进其全面发展。通过“做中学”的模式，让学生在真实问题解决中成长为具备科学思维、实践能力。初中生处于从具体运算阶段向形式运算阶段过渡的时期，抽象思维能力较弱，物理概念、规律等对于学生来说难以立即掌握，物理实验可以通过可视化的实验将抽象的物理概念具象化，帮助学生构建直观认知。

一、物理实验教学现状

（一）缺乏重视程度

首先，教师们并未给予足够重视。在升学考试的背景下，教师认为实验课并非提升学生物理考试成绩、增强竞争力的有效途径。因此，物理实验课往往偏离了其初衷。教师常将实验课改为理论课或解题课，或在课堂上使用实验软件进行演示。学生沦为被动观察的旁观者，既无实践操作也缺乏批判性思考。由于参与度极低，他们观看实验后记忆点寥寥，反而使实验成为压力来源。这种强调解题而非实践应用的做法，严重削弱了实验教学的价值。

其次，学生对实践实验重视不足。在学校升学制度下，多数学生仅为完成教师布置的任务或备战升学考试的实验环节而进行实验，缺乏真正主动思考实验目的的动力，导致在实践实验中缺乏个人主动性和乐趣。

（二）频繁采用“程序化”的教学

在传统的实验教学中，学生遵循教师预先设定的程序逐步进行实验，这是一种“程序化”的方法。学生虽参与实践操作，但过程机械化且缺乏自主探索的主动性。教师直接提供实验步骤、假设及仪器规格，学生按指令操作。这种物理教学方式不仅未能激发学生的批判性思维，更在一定程度上阻碍了发散思维与创新能力的培养。

（三）资源限制

部分学校实验器材老化以及一些实验器材价格的问题，学校会缺乏配套的设备。对于偏远山区的学生来说实际参与的物理实验是较为困难的，只能通过板书、课本或者多媒体的方法来进行实验学习。

二、物理实验教学创新策略

（一）实施分层实验教学

在日常教学中教师会注意分层教学，容易忽略实验教学。但在实验教学中也可以实施分层教学，可以根据学生的实验能力、实验内容的难易程度以及实验的复杂程度进行分层。

1. 学生分层

根据学生的学习能力、知识基础和兴趣爱好等因素，将学生分为不同层次。例如可以分为基础层、提高层和拓展层。基础层学生对物理基础知识掌握较薄弱，提高层学生有一定基础和学习能力，拓展层学生基础知识扎实且具有较强的探究能力和创新思维。在项目学习、小组探究中教师要合理进行组队，小组中要同时包含这三层学生。

2. 实验内容分层

把课本中实验设计为不同难度层次的实验任务。例如在“探究杠杆平衡条件”实验中，基础层学生完成基本的杠杆平衡实验，测量并记录数据，得出杠杆平衡的简单结论；提高层学生在基础上，探究不同类型杠杆的特点以及这些杠杆应用；拓展层学生则需进一步研究杠杆在非理想状态下的平衡条件，通过实验进行误差分析，并尝试提出改进实验的方法。

3. 评价分层

对学生、实验内容进行分层后，要根据这些分层来制定相应的评价标准，不能采用相同的评级标准。对基础层学生重点评价其对实验基本操作和基础知识的掌握；对提高层学生评价其对实验原理的理解和应用能力；对拓展层学生评价其创新思维和探究能力，鼓励他们在实验中提出独特的见解和方法。

（二）开展课堂外部的实验

大多数学生有着参与动手实践活动的强烈需求，渴望亲自进行实验。教师应当充分保护并激发这种热情，为学生提供更多参与实验的机会。然而受限于课堂时间和学校实验室设备有限，教师无法为班级设计过多的实验。

曹继松提出，课外小型物理实验与探究项目可作为物理教学的有效延伸与补充。这类活动形式简易、操作便捷，学生能利用常见材料进行动手探索，既能激发学习热情，又能培养主动性。在课外及日常生活中开展实验，既能保障充足的探究时间，又可突破课时限制，使学生深刻体会到物理无处不在的真谛。

小实验和动手操作是家庭作业的重要组成部分。教师不仅要布置这些任务，还应监督进展并给予指导。组织小型竞赛有助于维持学生的兴趣。此外，教师可利用家长会或家访机会争取家长支持与配合，为学生实验创造有利条件，并开拓课堂外学习物理的新途径。例如在“筷子托米实验”中，需将玻璃杯装入适量米粒，既不过多也不过于少。随后将筷子垂直插入米中压实，注入少量清水。静置片刻后抽出筷子，可见玻璃杯与米粒随筷子一同升起，由此演示筷子托起米粒的原理。该实验清晰直观地阐释了压力增大导致表面粗糙度增加、摩擦力增大的原理，有助于学生深入理解影响摩擦强度因素。实验采用简单常见的家用材料，有效补充课堂教学内容，提升学生学习效果。由此可见，小型实验与动手实践活动能显著提高物理实验室教学的成效。

（三）开展项目式实验教学

实验教学要打破传统的讲授的教学模式，要结合教学内容和生活实际，将课本中的实验设计为具有挑战性和趣味性并且学生能够进行的项目主题，增加学生的参与性。例如“设计并制作一个简易的太阳能热水器”，要求学生运用热传递、能量的转化等知识，设计出能有效利用太阳能来加热水的装置。

1. 项目实施

教师根据课本的物理实验确定项目主题，学生分组进行项目研究，经历方案设计、材料选择、实验制作、测试改进等过程。在制作太阳能热水器过程中，学生需通过实验探究不同材料的吸热性能等对热量保持的影响，不断对自行设计实验方案改进并操作，记录数据和现象。

2. 成果展示与评价

各小组展示项目成果，介绍设计思路、实验过程及遇到的问题和解决方法。教师和其他学生进行评价，评价内容包括实验的科学性、创新性、实用性等，促进学生相互学习和交流。

（四）积极组织课外实践活动

在当前的物理教学中，教师很少组织课外实践活动，却未能意识到这些活动对提升物理教育质量至关重要。基于此观察，张雪云指出当今技术先进的社会正是物理课堂的绝佳教学环境。教师可鼓励学生（或引导家长）参观科学博物馆、高科技园区及工厂，使学生理解物理技术如何改变生活。课外实践活动能拓宽学生的视野。社会为这类活动提供了诸多有利条件。教师组织校外实地考察不仅能丰富学生的学习体验，更能深化他们对物理与技术的理解。组织参观工厂配电室，向学生讲解电力系统知识。工作人员将阐述电力分配原理，帮助学生直观理解基础概念。同时带领学生参观工厂车间，观察机器运行过程，识别杠杆、斜面等物理原理的应用。这种观察式学习能促进学生建立知识联系。参与此类课外实践活动不仅能锻炼学生的批判性思维能力，更能通过亲身体验深化对物理概念的理解。这有助于学生认识物理学在日常生产与生活中的重要作用，展现其无处不在的特性。同时，此举能激发学生对实用创新的热情，提升其将知识运用于现实场景的能力，最终实现物理教学的真正价值。

（五）进行跨学科实验教学

所有科目都是相互联系、相互融合，在物理实验教学中可以融合其他学科的知识，不是孤立的学习物理，这样也可以提高学生物理实验学习的积极性和效果。

1. 物理与化学学科融合

在一些实验中涉及物理和化学知识的交叉。例如在探究“物质的溶解性”实验中，让学生观察不同物质在不同溶剂中的溶解情况，这既涉及到物理中的扩散现象，又与化学中物质的性质相关。学生通过实验，不仅理解了溶解性与温度、溶剂种类等物理因素的关系，还认识到物质的化学性质对溶解性的影响。

2. 物理与生物学科融合

在讲解光学知识时，可引入生物中眼睛的结构和成像原理进行实验探究。让学生通过制作眼球模型，模拟眼睛看远近不同物体时晶状体的调节过程，理解凸透镜成像规律在生物视觉中的应用，同时也了解到眼睛近视、远视的成因及矫正方法，体现了物理知识在生物领域的重要作用。

3. 物理与地理学科融合

在学习大气压强时，结合地理中不同海拔地区气压的变化进行实验。让学生通过实验测量不同高度处气压的大小，分析气压与海拔高度的关系，同时了解这种关系在地理现象如气候、风的形成等方面的作用，使学生认识到物理知识在解释地理现象中的重要性，培养学生跨学科解决问题的能力。

（六）利用多媒体辅助实验教学

实验教学最重要的就是让学生实际参与到实验中，但对于一些特殊的实验现象还是需要多媒体的辅助，在选择动画以及视频时，要注意选择的资料要能够让学生理解，并且在播放过程中也要保证学生的参与程度。

1. 模拟微观和宏观现象

对于一些难以直接观察的微观世界或宏观宇宙现象，如原子结构、天体运动等，通过多媒体动画或视频进行模拟展示。以讲解原子结构为例，可播放动画，清晰呈现原子核与核外电子的分布及运动状态，帮助学生建立直观认识。

2. 展示实验过程和原理

陈佩思认为部分复杂或具有危险性的实验，学生无法参与的情况下，教师就要运用多媒体进行辅助。教师可以在专业的实验室中，实际进行实验，利用多媒体提前录制实验过程并进行慢放、定格等处理，清晰展示每一个步骤和现象，教师的实际参与能够一定程度提高学生的专注度，提高实验教学的效果。如在讲解电路短路时，播放短路实验视频，通过慢放让学生观察短路瞬间电流的变化和导线发热等现象，同时配合文字说明原理，加深学生理解。

3. 借助数字化平台

传统实验教学方法固然有效，但在操作精确度、实验资源可及性及实验过程实时反馈方面存在局限。黄云亭^[4]指出，数字技术平台能提升物理教学效能。实验模拟软件与虚拟实验室等工具的出现，为突破这些限制提供了可能。数字平台能记录每位学生的实验操作过程并即时反馈，使教师能根据个体表现实施个性化指导，帮助学生克服操作障碍并提升实践能力。虚拟实验室确保了即使无法现场进行物理实验，学生仍能保持高度参与度。

（七）创新实验形式、师生角色互换

教师可以进一步引导学生思考，声音是由振动产生的，那么它是通过什么传播的呢？在中学物理课堂中，新形势要求教师鼓励学生拥抱创新、敢于实验。教师既要引导学生攻克新问题、新概念，又要教导他们基于自身创新理论丰富实验形式。在此基础上，朱文军提出通过颠倒师生角色来创新实验形式。例如，在教授八年级物理教材第二章《声音现象》时，该章节涉及声音的产生与传播、应用及特性。教师可引导学生将手置于颈部，感受说话前后声带的振动，使学生直接体验声音的产生过程，从而直观理解声音产生的原理。

在此基础上，教师可引导学生独立思考并提出问题：声音在真空中能否传播？随后鼓励他们思考如何构建真空环境，并开展真空环境中声音传播的实验。实验过程由此从教师主导转向学生自主设计，有效激发了学生的学习热情与创造力。教师在整个过程中担任引导者角色，鼓励学生自主探索声音产生的原理。通过日常生活的熟悉情境，学生得以直观理解物理概念如何渗透于日常生活之中。

（八）借助物理学史、生活趣事

每个实验过程都充满意外，物理学家们在实验中经历过许多惊喜与趣闻轶事。基于此，卓彦华将物理学史上典型而精彩的案例融入中学物理教学。这种方式不仅激发了学生的兴趣与好奇心，更帮助他们理解科学实验的本质与实验过程的艰辛，同时领略科学家的创新精神。典型案例包括牛顿的“钟表与煮鸡蛋”、安培的“化为石头的怀表”以及富兰克林的“雷雨天放风筝—捕捉天际闪电”。教师巧妙的将这些故事融入物理课堂，引导学生发掘物理学家实验中的趣闻轶事。这种教学方式既唤醒了学生对物理实验的兴趣，又激发了他们进行实践操作的热情，更有效促进了主动学习。

物理学的根源在于日常生活。许多日常例子都涉及物理概念，而生活中的物品也能用来进行物理教科书里那些引人入胜的实验。例如“瓶中蛋”实验：将刚煮沸的热水倒入瓶中，把剥去外壳的硬煮鸡蛋放在瓶口，然后观察会发生什么。你会发现鸡蛋被吸入瓶中。这些简单而神奇的日常实验将理论知识与现实生活紧密相连，不仅激发学生的好奇心与求知欲，更让他们意识到物理无处不在。此外，这些实验还能培养学生的观察力与独立思考能力。

三、结论

物理是一门实验科学，实验既是物理教学的内容也是物理教学的基础，实验教学在中学物理教学中具有重要的地位。但基于现在的教学现状和教学实际情况，面对教育环境的动态变化，仍然需要教育工作者持续探索实验教学与现代技术等的结合，以及持续探索新的实验教学方法，加大实验教学的比重和教学效果。未来，随着教育技术的发展与教育理念和方法的更新，实验教学必将迎来更多可能性，为培养具备科学素养和实践能力的新时代人才注入源源不断的动力。

参考文献：

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2. [2] 张雪云. 新课改下初中物理实验教学的改进与创新[J]. 教育教学论坛, 2017, 9(06):251-252.
3. [3] 陈佩思. 初中物理实验教学方法的创新[C]//广东省教师继续教育学会. 广东省教师继续教育学会第六届教学研讨会论文集（二）. 弋阳县三县岭学校, 2023.
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