初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)與實(shí)踐心得——以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)路徑引言實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)科的靈魂，也是初中物理教學(xué)落實(shí)核心素養(yǎng)（科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）的重要載體?！读x務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確要求：“應(yīng)注重讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新意識(shí)。”然而，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中“教師演示、學(xué)生模仿”“重結(jié)果輕過(guò)程”的模式，難以滿足核心素養(yǎng)的培養(yǎng)需求。本文結(jié)合筆者多年初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從方案設(shè)計(jì)（前期分析、目標(biāo)設(shè)定、流程構(gòu)建、評(píng)價(jià)體系）、典型案例（探究凸透鏡成像規(guī)律）、實(shí)踐心得三個(gè)維度，系統(tǒng)闡述以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)路徑，力求為一線教師提供可操作的實(shí)踐參考。一、初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)：基于核心素養(yǎng)的系統(tǒng)構(gòu)建探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心是“學(xué)生主動(dòng)參與、自主探究”，方案設(shè)計(jì)需圍繞“為什么做（目標(biāo)）、怎么做（流程）、如何評(píng)（評(píng)價(jià)）”三個(gè)問(wèn)題展開(kāi)，確?？茖W(xué)性與可操作性。（一）前期分析：找準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“起點(diǎn)”1.學(xué)情分析：初中學(xué)生處于具象思維向抽象思維過(guò)渡的關(guān)鍵期，對(duì)直觀現(xiàn)象感興趣，但邏輯推理與變量控制能力較弱。例如，在“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可能能觀察到“物距變化時(shí)像的大小變化”，但難以自主歸納“物距與焦距的定量關(guān)系”。因此，設(shè)計(jì)時(shí)需降低抽象難度（如用“大于2倍焦距”“介于1倍與2倍焦距之間”等具象描述），強(qiáng)化過(guò)程引導(dǎo)（如分步指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）。2.教材分析：需明確實(shí)驗(yàn)在教材中的地位與功能。例如，“探究凸透鏡成像規(guī)律”是光學(xué)模塊的核心實(shí)驗(yàn)，既是“光的折射”的延伸，也是“照相機(jī)、投影儀”等生活應(yīng)用的理論基礎(chǔ)，需突出“物理與生活的聯(lián)系”這一素養(yǎng)目標(biāo)。3.資源分析：除實(shí)驗(yàn)室常規(guī)器材（凸透鏡、蠟燭、光屏、光具座）外，可開(kāi)發(fā)生活資源（如老花鏡、放大鏡、手機(jī)手電筒），讓實(shí)驗(yàn)更貼近學(xué)生生活；利用現(xiàn)代技術(shù)（如手機(jī)APP“物理實(shí)驗(yàn)助手”可測(cè)量物距、像距，生成數(shù)據(jù)曲線），提升實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性與趣味性。（二）目標(biāo)設(shè)定：聚焦核心素養(yǎng)的“三維融合”實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)需突破“知識(shí)記憶”的局限，實(shí)現(xiàn)知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀的三維融合，同時(shí)對(duì)應(yīng)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求（見(jiàn)表1）。維度具體目標(biāo)核心素養(yǎng)對(duì)應(yīng)知識(shí)與技能1.知道凸透鏡成像的規(guī)律（物距與像距、像的性質(zhì)的關(guān)系）；2.能識(shí)別實(shí)像與虛像?？茖W(xué)觀念過(guò)程與方法1.經(jīng)歷“提出問(wèn)題—猜想假設(shè)—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—進(jìn)行實(shí)驗(yàn)—分析論證—評(píng)估交流”的探究過(guò)程；2.學(xué)會(huì)用表格記錄數(shù)據(jù)、用歸納法總結(jié)規(guī)律?？茖W(xué)探究情感態(tài)度與價(jià)值觀1.體會(huì)物理實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性（如“三心同高”的操作要求）；2.感受物理與生活的聯(lián)系（如解釋照相機(jī)、投影儀的工作原理）?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任（三）流程設(shè)計(jì)：遵循科學(xué)探究的“邏輯鏈”探究式實(shí)驗(yàn)的流程需符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，以“問(wèn)題”為導(dǎo)向，逐步引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)知識(shí)。以“探究凸透鏡成像規(guī)律”為例，流程設(shè)計(jì)如下：1.情境導(dǎo)入：提出問(wèn)題（5分鐘）展示生活場(chǎng)景：用手機(jī)拍攝遠(yuǎn)處的樹(shù)（縮小像）、近處的花（放大像）；用投影儀投放PPT（放大像）。引導(dǎo)提問(wèn)：“為什么同一凸透鏡能成不同大小的像？像的性質(zhì)（大小、正倒、虛實(shí)）與什么因素有關(guān)？”（指向“科學(xué)探究”中的“提出問(wèn)題”要素）2.猜想與假設(shè)：基于經(jīng)驗(yàn)的推理（8分鐘）學(xué)生分組用放大鏡觀察書(shū)本上的字：改變放大鏡與字的距離，觀察像的變化（近距離成放大正立的虛像，遠(yuǎn)距離成縮小倒立的實(shí)像）。小組討論，提出猜想：“像的性質(zhì)可能與物距（物體到凸透鏡的距離）有關(guān)”“物距大于某一數(shù)值時(shí)成實(shí)像，小于時(shí)成虛像”（指向“科學(xué)思維”中的“猜想與假設(shè)”要素）。3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：變量控制與方案制定（10分鐘）教師引導(dǎo)：“要探究物距對(duì)像的影響，需控制哪些變量？”（凸透鏡的焦距不變、蠟燭火焰的高度不變）學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：器材：凸透鏡（焦距已知，如10cm）、蠟燭、光屏、光具座、火柴。步驟：①將凸透鏡固定在光具座中央（如50cm刻度線處）；②調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光屏的中心在同一高度（“三心同高”，避免像不在光屏中央）；③移動(dòng)蠟燭至不同位置（如u=30cm、20cm、15cm、5cm），調(diào)整光屏找到清晰的像，記錄物距（u）、像距（v）、像的性質(zhì)（大小、正倒、虛實(shí)）；④當(dāng)u<f時(shí)，用眼睛直接觀察像（虛像無(wú)法呈現(xiàn)在光屏上）。學(xué)生繪制實(shí)驗(yàn)裝置圖，教師點(diǎn)評(píng)方案的合理性（指向“科學(xué)探究”中的“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”要素）。4.實(shí)驗(yàn)實(shí)施：嚴(yán)謹(jǐn)操作與數(shù)據(jù)記錄（12分鐘）學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)：糾正操作錯(cuò)誤（如蠟燭火焰傾斜導(dǎo)致像偏移，需調(diào)整蠟燭位置）；提醒數(shù)據(jù)記錄的準(zhǔn)確性（如物距是蠟燭到凸透鏡的距離，而非蠟燭到光具座左端的距離）；關(guān)注特殊情況（如u=f時(shí)，光屏上無(wú)像，引導(dǎo)學(xué)生思考原因）。學(xué)生填寫實(shí)驗(yàn)表格（見(jiàn)表2）：實(shí)驗(yàn)次數(shù)物距u/cm像距v/cm像的性質(zhì)（大小、正倒、虛實(shí)（指向“科學(xué)態(tài)度”中的“嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)”要素）5.分析論證：歸納規(guī)律與建構(gòu)知識(shí)（8分鐘）學(xué)生分組分析數(shù)據(jù)：計(jì)算u與f的關(guān)系（如u=30cm>2f=20cm，u=15cm介于f=10cm與2f=20cm之間）；總結(jié)像的性質(zhì)：①u>2f時(shí)，成縮小、倒立、實(shí)像，v介于f與2f之間（如照相機(jī)原理）；②f<u<2f時(shí)，成放大、倒立、實(shí)像，v>2f（如投影儀原理）；③u<f時(shí)，成放大、正立、虛像（如放大鏡原理）。全班交流，教師用思維導(dǎo)圖梳理規(guī)律（見(jiàn)圖1），強(qiáng)化知識(shí)建構(gòu)（指向“科學(xué)思維”中的“歸納概括”要素）。6.評(píng)估與交流：反思改進(jìn)與拓展應(yīng)用（7分鐘）學(xué)生反思實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題：“為什么實(shí)驗(yàn)中像有時(shí)不清晰？”（可能是光屏移動(dòng)過(guò)快，需緩慢調(diào)整）；“為什么u=f時(shí)沒(méi)有像？”（此時(shí)折射光線平行，無(wú)法會(huì)聚成像）；“如果蠟燭燒短了，像會(huì)向哪個(gè)方向移動(dòng)？”（向上移動(dòng)，需將光屏或凸透鏡向上調(diào)整）。拓展應(yīng)用：用實(shí)驗(yàn)規(guī)律解釋生活現(xiàn)象（如“為什么照相機(jī)拍近景時(shí)要縮短鏡頭與底片的距離？”“投影儀的鏡頭為什么要靠近投影片？”）（指向“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”中的“聯(lián)系生活”要素）。（四）評(píng)價(jià)體系：關(guān)注過(guò)程的“增值性評(píng)價(jià)”傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)多以“實(shí)驗(yàn)報(bào)告的結(jié)論是否正確”為標(biāo)準(zhǔn)，難以反映學(xué)生的探究能力與素養(yǎng)發(fā)展。探究式實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)需多元化（過(guò)程性評(píng)價(jià)+結(jié)果性評(píng)價(jià)）、多主體（學(xué)生自評(píng)+同伴互評(píng)+教師評(píng)價(jià)），具體可設(shè)計(jì)“實(shí)驗(yàn)探究表現(xiàn)量表”（見(jiàn)表3）：評(píng)價(jià)維度評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)分等級(jí)（1-5分）提出問(wèn)題能從生活現(xiàn)象中提出有探究?jī)r(jià)值的問(wèn)題猜想與假設(shè)能基于觀察或經(jīng)驗(yàn)提出合理猜想，并說(shuō)明依據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能制定可行的實(shí)驗(yàn)方案，明確變量控制與步驟實(shí)驗(yàn)操作能規(guī)范使用器材，準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)分析論證能分析數(shù)據(jù)，歸納出合理的規(guī)律評(píng)估交流能反思實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題，提出改進(jìn)建議；能清晰表達(dá)自己的觀點(diǎn)二、典型實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例：“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)踐細(xì)節(jié)（一）情境導(dǎo)入的“生活化”設(shè)計(jì)為了激發(fā)學(xué)生的探究興趣，筆者未直接展示實(shí)驗(yàn)器材，而是用學(xué)生熟悉的生活場(chǎng)景導(dǎo)入：拿出手機(jī)，拍攝教室后面的黑板報(bào)（讓學(xué)生看手機(jī)屏幕上的縮小像）；走近黑板報(bào)，拍攝其中一個(gè)字（讓學(xué)生看手機(jī)屏幕上的放大像）；問(wèn)：“為什么手機(jī)攝像頭（相當(dāng)于凸透鏡）能成不同大小的像？”這種設(shè)計(jì)讓學(xué)生感受到“物理就在身邊”，自然引出探究問(wèn)題。（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的“梯度化”引導(dǎo)初中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力較弱，筆者采用“分步引導(dǎo)”的方式，降低難度：第一步：“要探究物距對(duì)像的影響，需要改變什么？保持什么不變？”（改變物距，保持凸透鏡焦距不變）；第二步：“如何測(cè)量物距和像距？”（物距是蠟燭到凸透鏡的距離，像距是光屏到凸透鏡的距離）；第三步：“如何保證像能呈現(xiàn)在光屏中央？”（調(diào)整“三心同高”）。通過(guò)這三個(gè)問(wèn)題，學(xué)生逐步明確實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，避免盲目操作。（三）數(shù)據(jù)處理的“可視化”輔助為了幫助學(xué)生更直觀地分析數(shù)據(jù)，筆者讓學(xué)生用坐標(biāo)紙繪制“物距-像距”曲線（u為橫坐標(biāo)，v為縱坐標(biāo)），并標(biāo)注f=10cm、2f=20cm的位置。學(xué)生通過(guò)曲線可以清晰看到：當(dāng)u>2f時(shí)，v介于f與2f之間，曲線斜率為負(fù)（物距增大，像距減?。划?dāng)f<u<2f時(shí)，v>2f，曲線斜率仍為負(fù)，但更陡峭；當(dāng)u=f時(shí)，v趨向于無(wú)窮大（無(wú)像）。這種可視化處理讓抽象的規(guī)律變得具體，符合初中學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)。三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐心得：從“教實(shí)驗(yàn)”到“育素養(yǎng)”的轉(zhuǎn)型（一）教學(xué)觀念：從“傳遞知識(shí)”到“培育素養(yǎng)”最初，筆者認(rèn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是“讓學(xué)生記住實(shí)驗(yàn)結(jié)論”，因此常采用“教師演示、學(xué)生記錄”的模式。但后來(lái)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生雖然能背誦“凸透鏡成像規(guī)律”，卻不會(huì)用規(guī)律解釋生活中的問(wèn)題（如“為什么投影儀的鏡頭要調(diào)焦？”）。這讓筆者意識(shí)到：實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心不是“教知識(shí)”，而是“教探究”——讓學(xué)生學(xué)會(huì)用科學(xué)的方法解決問(wèn)題，培養(yǎng)科學(xué)思維與態(tài)度。（二）探究過(guò)程：從“教師主導(dǎo)”到“學(xué)生主體”在“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，筆者最初擔(dān)心學(xué)生“做不好”，會(huì)提前演示實(shí)驗(yàn)步驟。但后來(lái)嘗試“放手”，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：學(xué)生雖然會(huì)犯一些錯(cuò)誤（如忘記調(diào)整“三心同高”），但通過(guò)反思與修正，反而更深刻地理解了實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性。例如，有個(gè)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)“當(dāng)u=20cm時(shí)，像距也是20cm，像與物等大”，他興奮地說(shuō)：“原來(lái)這就是‘等大像’的位置，我之前在課本上看到過(guò)，但今天自己做出來(lái)了！”這種“自主探究”的體驗(yàn)，比教師灌輸更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。（三）評(píng)價(jià)方式：從“結(jié)果導(dǎo)向”到“過(guò)程增值”傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)中，筆者常以“實(shí)驗(yàn)報(bào)告的結(jié)論是否正確”為標(biāo)準(zhǔn)，忽略了學(xué)生的探究過(guò)程。后來(lái)，筆者采用“實(shí)驗(yàn)探究表現(xiàn)量表”，關(guān)注學(xué)生在“提出問(wèn)題、猜想假設(shè)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、分析論證”等環(huán)節(jié)的表現(xiàn)。例如，有個(gè)學(xué)生雖然實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有誤差（因?yàn)楣馄烈苿?dòng)過(guò)快），但他在“評(píng)估交流”環(huán)節(jié)主動(dòng)反思：“我應(yīng)該慢慢移動(dòng)光屏，直到像最清晰為止”，筆者給了他很高的過(guò)程分。這種評(píng)價(jià)方式讓學(xué)生意識(shí)到：實(shí)驗(yàn)的價(jià)值不在于“得到正確結(jié)論”，而在于“經(jīng)歷探究過(guò)程”。（四）資源開(kāi)發(fā)：從“教材實(shí)驗(yàn)”到“生活探究”為了讓實(shí)驗(yàn)更貼近學(xué)生生活，筆者開(kāi)發(fā)了“家庭小實(shí)驗(yàn)”：用礦泉水瓶裝滿水，做成“水凸透鏡”，用蠟燭和光屏探究成像規(guī)律；用手機(jī)的“手電筒”代替蠟燭，用“攝像頭”代替光屏，記錄像的大??；用老花鏡（凸透鏡）觀察遠(yuǎn)處的物體，看看成什么像。這些家庭實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生在生活中應(yīng)用物理知識(shí)，體會(huì)“物理源于生活，服務(wù)于生活”的理念。結(jié)語(yǔ)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的核心是“以學(xué)生為中心，以素養(yǎng)為導(dǎo)向”。通過(guò)系統(tǒng)