科學探究能力是義務教育階段物理核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容，深刻影響著學生未來在科學領(lǐng)域中的探索與發(fā)展。這一能力主要涵蓋了提出問題、獲取證據(jù)、解釋現(xiàn)象、科學交流等多個環(huán)節(jié)，共同構(gòu)成科學探究活動的核心框架。為了實現(xiàn)這一教學目標，教師需要深刻認識到物理實驗教學的重要性，探索培養(yǎng)學生科學探究能力的有效策略，不斷優(yōu)化并完善初中物理實驗教學設(shè)計，以激發(fā)學生的好奇心和求知欲，使其主動參與科學探究活動。

一、初中物理實驗教學中培養(yǎng)學生科學探究能力的價值

1.促進學生的知識理解

培養(yǎng)學生的科學探究能力在初中物理實驗教學中的重要性不言而喻。這一能力不僅是對學生綜合素養(yǎng)提升的要求，還是深化學生知識理解、培養(yǎng)學生科學態(tài)度的重要途徑。實驗是物理學科學習中的重要組成部分，其本質(zhì)在于引導學生通過觀察、測量、分析和推理等方式，發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象的本質(zhì)與規(guī)律。當學生著手于設(shè)計實驗方案、動手操作實驗時，會逐漸成為積極的探索者和發(fā)現(xiàn)者，促進了其對物理知識的深入理解，直觀感受物理概念的實際應用，從而構(gòu)建更為系統(tǒng)、完善的知識框架。

2.強化學生的創(chuàng)新思維

在初中物理實驗教學中培養(yǎng)學生的科學探究能力，其核心價值在于強化學生的創(chuàng)新思維。這要求學生從觀察現(xiàn)象出發(fā)，經(jīng)歷提出問題、設(shè)計實驗、收集數(shù)據(jù)等一系列過程，并嘗試運用已學知識，創(chuàng)造性地設(shè)計實驗方案，以驗證或反駁自己的假設(shè)。這種“試錯”與“修正”的過程，不僅能夠加深學生對物理原理和規(guī)律的理解，還能夠充分調(diào)動學生在面對問題時尋找創(chuàng)新性解決方案的積極性。通過實驗探究，學生得以在理論與實踐的結(jié)合中逐步構(gòu)建創(chuàng)新思維體系，從而夯實全面發(fā)展的基礎(chǔ)。

3.培養(yǎng)學生的科學態(tài)度

基于培養(yǎng)學生科學探究能力的初中物理實驗教學，不僅關(guān)乎理論知識的傳授，更在于科學態(tài)度的塑造與培養(yǎng)。教師可以將物理實驗作為學生開展科學探究的直觀體現(xiàn)，為其提供一個動手實踐、觀察現(xiàn)象、分析原因的平臺，使得抽象的物理原理具象化、生動化。這一科學探究過程不僅能教會學生如何操作實驗器材、記錄實驗數(shù)據(jù)、分析實驗結(jié)果，還能促使學生以嚴謹?shù)目茖W態(tài)度操作每一個實驗步驟，以此不斷激發(fā)學生對物理學習的興趣，從而促進高質(zhì)、高效物理實驗課堂的構(gòu)建。

二、初中物理實驗教學中培養(yǎng)學生科學探究能力的策略

1.問題：創(chuàng)設(shè)物理情境，提出猜想、假設(shè)

初中物理實驗教學中的“問題”要素指的是學生能夠借助自身的科學探究意識，在不同的物理情境中發(fā)現(xiàn)問題，提出猜想，作出假設(shè)。對此，教師需要精心創(chuàng)設(shè)物理情境，使之既貼近學生的生活實際，又能夠激發(fā)學生的好奇心與探索欲。在物理實驗教學中，教師要提供豐富的實驗素材，帶領(lǐng)學生進人引人入勝的物理情境，通過仔細觀察實驗現(xiàn)象，合理猜想，作出假設(shè)。在此過程中，教師要充分尊重學生的主體性，給予其自由發(fā)表觀點的權(quán)利，并針對學生所提出的猜想提供積極的反饋和引導，以此強化學生的想象力和創(chuàng)造力。

例如，人教版《義務教育教科書·物理》（以下統(tǒng)稱“教材”）八年級上冊“熔化和凝固”這節(jié)課旨在引導學生理解熔化和凝固的概念，掌握熔點和凝固點的定義，以及通過實驗觀察與分析熔化曲線、凝固曲線的特點。首先，教師可以引導學生回顧在日常生活中曾經(jīng)遇到的一些與物態(tài)變化相關(guān)的現(xiàn)象，如冰塊熔化成水、蠟油凝固等，借此創(chuàng)設(shè)生活化的物理情境。其次，教師可以適時提出“為什么不同的物質(zhì)在加熱或冷卻時會發(fā)生熔化和凝固的現(xiàn)象呢？這些現(xiàn)象背后隱藏著怎樣的物理規(guī)律呢？”等問題，激發(fā)學生的好奇心和探索欲。最后，教師可以引導學生通過觀察“探究固體熔化時溫度的變化規(guī)律”這一實驗現(xiàn)象，對熔化現(xiàn)象提出猜想。有的學生猜想可能固體熔化時溫度變化規(guī)律與物質(zhì)的種類有關(guān)，有的學生猜想可能與溫度的變化幅度有關(guān)。教師認真傾聽學生的猜想，并給予肯定和鼓勵，使其能夠運用科學的語言來表述自己的猜想，以此培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、提出猜想、作出假設(shè)的科學探究能力。在這樣的教學氛圍中，學生不僅能夠扎實地掌握有關(guān)物態(tài)變化的新知識，還能夠從實驗中直觀地觀察熔化和凝固的過程，提高學生的科學探究能力和實踐創(chuàng)新能力。

2.證據(jù)：設(shè)計實驗步驟，獲取探究證據(jù)

“證據(jù)”這一要素表明學生要具備獲取探究證據(jù)的能力。在學生提出猜想、作出假設(shè)以后，教師需要重點強調(diào)實驗設(shè)計的重要性，以確保學生明確實驗目的、理解實驗原理，使其能夠基于物理實驗的理論基礎(chǔ)，自主或合作設(shè)計出合理的實驗步驟。這一過程不僅可以鍛煉學生的邏輯思維能力，還能夠為其接下來獲取有效證據(jù)夯實基礎(chǔ)。在獲取證據(jù)的關(guān)鍵階段，學生需要運用各種測量工具和觀察技巧，系統(tǒng)記錄實驗過程中的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，通過這些詳細的實驗記錄，為后續(xù)反思實驗過程提供真實數(shù)據(jù)，以此深化對科學探究方法的理解。

例如，人教版教材八年級下冊“摩擦力”這節(jié)課旨在引導學生通過探究摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)，進一步理解控制變量法的運用，樹立正確的科學觀念。課程伊始，教師可以引導學生將手放到桌面上，手心朝上，做如下實驗。

實驗1：手平放在桌面上，用力推或拉，使手在桌面上運動。

實驗2：手平放在桌面上，用力推或拉，但保持手不動。

實驗3：手平放在桌面上，保持手不動，也不用力推或拉。

通過實驗，學生認識到摩擦力的存在以后，教師可以適時提出“摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”這一問題，組織學生分組進行實驗設(shè)計。首先，學生可以準備不同材質(zhì)的表面（木板、玻璃、棉布等）和相同質(zhì)量的滑塊，讓滑塊在這些表面上以相同的速度滑動，觀察并記錄滑塊在不同表面上停止所需的距離；其次，學生改變滑塊的質(zhì)量，重復上述實驗，以探究摩擦力與接觸面壓力大小的關(guān)系；最后，學生改變滑塊與表面之間的接觸面積，進一步探究接觸面大小對摩擦力的影響。在實驗過程中，學生通過對比和分析數(shù)據(jù)，得出“摩擦力的大小與接觸面所受的壓力、接觸面的粗糙程度、接觸面的材料有關(guān)”這一結(jié)論。教師設(shè)計一系列的實驗步驟，不僅能夠為學生提供豐富的探究證據(jù)，還能夠培養(yǎng)其實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析的能力。

3.解釋：分析實驗數(shù)據(jù)，驗證實驗結(jié)果

“解釋”是指學生具備科學分析、論證的能力，能夠?qū)Σ煌膶嶒灁?shù)據(jù)進行準確地分析與判斷。在學生收集相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)后，教師應該引導學生根據(jù)自己的實驗探究過程和所獲得的實驗成果進行深人分析、總結(jié)與歸納，從而得出合理的實驗結(jié)論。驗證實驗結(jié)果是物理實驗的關(guān)鍵步驟，學生需要結(jié)合現(xiàn)有的理論知識和實驗目的，對分析得出的實驗結(jié)論進行合理檢驗，并運用科學語言闡述實驗結(jié)論與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，以此強化自身的批判性思維能力。

例如，人教版教材八年級上冊“平面鏡成像”這節(jié)課旨在引導學生理解像的概念，能夠從實驗現(xiàn)象中總結(jié)出平面鏡成像的特點和規(guī)律。首先，教師向?qū)W生展示吹蠟燭實驗，使其認識到玻璃板在實驗中所起到的關(guān)鍵作用，借此引入“平面鏡成像”這一課題，使得學生能夠?qū)Α跋瘛毙纬芍庇^認知。其次，教師可以借助“平面鏡所成的像和物體到平面鏡的距離 ；“像與物體的大小 ”“像和物體的連線與鏡面”等基礎(chǔ)填空題，讓學生初步了解平面鏡成像的基本特點，為接下來的實驗探究打下理論基礎(chǔ)。在“平面鏡成像”實驗的過程中，教師應該引導學生注意選擇薄且垂直于桌面的玻璃板，且蠟燭不能被點燃。學生通過認真觀察實驗現(xiàn)象，收集大量關(guān)于物體與像之間距離、大小關(guān)系的數(shù)據(jù)，將其作為論證實驗結(jié)果的關(guān)鍵步驟。最后，教師可以指導學生采用多次實驗取平均值的方法，通過對多組數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，進一步確認像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離之間的等量關(guān)系，以此深化學生對平面鏡成像原理的理解。學生通過仔細分析實驗數(shù)據(jù)，不僅能夠驗證平面鏡成像的特點，還能夠?qū)W會如何運用科學方法嚴謹?shù)仳炞C實驗結(jié)果，以此強化學生的科學探究能力。

4.交流：評價實驗過程，拓展探究內(nèi)容

“交流”這一要素指的是學生具備良好的溝通能力，通過傾聽他人的意見、表達自己的觀點，對實驗過程與結(jié)果進行科學評價。這一策略旨在通過促進師生之間、生生之間的深度互動，進一步發(fā)散學生的思維，不斷拓寬他們的科學探究視野。

（1）評價實驗。

實驗結(jié)束后，教師需要組織學生進行深人地交流與討論，使其回顧并評價整個實驗過程，相互分享自己在實驗中的觀察與發(fā)現(xiàn)，從而促使學生思考實驗背后的科學原理。在評價的過程中，教師可以引導學生從實驗設(shè)計的合理性、操作過程的規(guī)范性、數(shù)據(jù)記錄的準確性等方面入手，分析實驗中可以優(yōu)化的細節(jié)及潛在的創(chuàng)新點，不斷完善物理實驗方案。

例如，人教版教材九年級全一冊“串、并聯(lián)電路中電流的規(guī)律”這節(jié)課旨在引導學生通過使用電流表測量串、并聯(lián)電路中的電流，體會科學探究的方法和步驟，總結(jié)出串、并聯(lián)電路中的電流規(guī)律。在實驗準備階段，教師需要檢查器材是否完好，以確保實驗中配備了電流表、導線、燈泡、開關(guān)等設(shè)備，保證所有設(shè)備都處于良好的工作狀態(tài)。實驗中，教師需要密切關(guān)注學生的操作步驟，在確保實驗安全的同時，引導學生觀察并記錄電流表的讀數(shù)。在這一環(huán)節(jié)，評價的重點在于學生能否正確連接電路，以及學生在測量過程中是否注意到了電流表的量程選擇、讀數(shù)是否準確。教師除了要關(guān)注學生總結(jié)的實驗規(guī)律是否正確，還要注重其數(shù)據(jù)分析能力、實驗操作能力和語言表達能力的發(fā)展情況。實驗結(jié)束后，教師可以組織學生進行交流與評價，通過相互分享實驗數(shù)據(jù)、觀察到的實驗現(xiàn)象，以及得出的實驗結(jié)論，思考實驗過程中遇到的問題、誤差來源，以及實驗的改進方法，從而強化學生的問題解決能力。評價實驗是這節(jié)課的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，教師要評價學生的學習成效，以培養(yǎng)學生的科學探究能力，全面提升其科學素養(yǎng)。

（2）拓展延伸。

在實驗操作的初步階段，教師可以鼓勵學生相互分享各自觀察到的實驗現(xiàn)象及初步得出的結(jié)論。通過這樣的交流方式，學生不僅能夠發(fā)現(xiàn)自己的不足，還能夠?qū)嶒灛F(xiàn)象形成更深層次的認知與理解。在此基礎(chǔ)上，教師可以結(jié)合物理實驗的原理與結(jié)論，合理引入與之相關(guān)的拓展知識，拓展實驗的探究內(nèi)容，并讓學生根據(jù)優(yōu)化后的實驗方案進行拓展學習，以此培養(yǎng)學生的科學思維。

仍以“串、并聯(lián)電路中電流的規(guī)律”這節(jié)課為例，在教授完課程主要內(nèi)容后，教師可以設(shè)計一系列拓展延伸活動，以全面深化學生對物理知識的理解與應用。通過課堂實驗與理論講解，學生已經(jīng)初步掌握“串聯(lián)電路中的電流處處相等”“并聯(lián)電路干路中的電流等于各支路中的電流之和”等規(guī)律。為了拓寬學生的學習視野，教師可以引入一些貼近生活的實際應用場景，如在家庭電路中，各種電器通常以并聯(lián)的方式接入電網(wǎng)，這種連接方式不僅可以保證每種電器都能夠獨立工作，還可以根據(jù)每種電器的實際需求合理分配電流，從而實現(xiàn)高效、安全的電能利用。在完成評價實驗任務后，教師可以提出“當電路出現(xiàn)故障時，如何利用電流規(guī)律進行故障排查？”這一進階問題，引導學生探討電流與電壓和電阻之間的關(guān)系，以及這些關(guān)系在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中的應用實例。通過這樣的交流與拓展延伸，學生不僅能夠掌握串、并聯(lián)電路中電流的基本規(guī)律，還能夠充分體驗電流規(guī)律的實際應用，提升學生的理解深度和廣度。

綜上所述，初中物理實驗教學應該以培養(yǎng)學生的科學探究能力為主要目標，通過創(chuàng)設(shè)情境、動手操作、分析數(shù)據(jù)、合作交流等多維度的教學策略，激發(fā)學生的探究與學習興趣。這些教學策略相輔相成，共同構(gòu)建了一個既注重理論知識傳授，又強調(diào)實踐能力培養(yǎng)的教學體系。對此，教師需要不斷反思與優(yōu)化教學實踐，積極創(chuàng)設(shè)一個富有互動性與探索性的實驗環(huán)境，使得學生能夠在實驗中不斷發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題，進一步強化其科學探究能力。

參考文獻：

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