引言：物理作为义务教育阶段培养学生科学观察、实践探究和推理能力的重要学科。不仅需要培养学生掌握物理知识的系统性研究方法和理论体系，还需要充分发挥实践教学的教育意义和育人价值，强化初中生发现问题、分析问题和解决问题的实践探索能力，以强化核心素养指向，提升教学实效性。虽然，现阶段，在初中物理实验创新设计过程面临着众多的问题和挑战，但仍需要学校、物理教师能从实验环境构建、实验器具支持、实验形式创新和实验主体多元化发展等方面为初中生预设多元化的教学形式，发挥物理学科的教学效能。

一、物理实验创新设计在初中教学过程中的实施价值

（一）有助于强化学科特质，激发学生的学习兴趣

    物理学科具有较强的理论性和实践性特质，学生们通过物理知识的学习和实验技能的掌握，可以逐步形成理性的思维，以及正向的人生观、世界观和价值观。但是，初中物理教学过程中蕴含着大量的科学知识、实验原理、公式和计算过程，学习起来会相对枯燥、乏味，甚至对于部分学生而言，也存在一定的学习压力。因为，初中生虽然思维意识活跃、想象力和创造力也极为丰富，但是自主学习意识和探索动力不足，难以将抽象、概括的物理学原理、公式和实验过程转化为具象的、与自身实际生活经验相关联的形式进行深入学习和理解。而物理实验创新设计的形式，可以在传统固化实验或忽略实验教学重要性的基础上，借助现代化的信息技术手段、丰富的实验器具和资源，进行实验形式、内容和主体的创新。有助于强化学科特质，激发学生的学习兴趣和主观能动性，在丰富的实验环节和互动过程中，实现深度学习的教学效果^[1]。

（二）有助于提升教学效果，突出学生的主体地位

   众所周知，在初中物理教学中，实验教学是对理论知识和实践技能的有效融合和拓展验证的过程。人教版初中物理教材中蕴含了多元化的理论知识和物理现象，相对初中生而言，具有一定的抽象性和复杂性特质。如果未能采取与之对应的实验探索型教学设计，仅仅依靠物理教师的知识输出教学过程，学生们是难以清晰而有效的形成良好的科学思维和探索能力，深度的掌握物理学知识和技能的。而实验的知识和原理无法轻易改变，但是实验的形式、内容和路径却可以打破常规内容的限制，以生活化的视角进行创新性设计。让初中生了解到物理学知识和实验原理的应用与人们的学习、生活和发展密不可分，只有真正的在实验教学过程中突出学习的主体地位，才能逐步培养学生拥有扎实的物理学观念、科学思维、探究能力及正向的科学态度与责任，提升教学效果^[2]。

二、初中物理实验教学现状

（一）教学理念固化、教学形式单一

    随着素质教育理念的深入推进和有效实施，促进学生德、智、体、美、劳的全面发展成为了义务教育阶段的首要任务。物理学科作为德育和智育教育的基础，应有效的发挥实验教学的现实意义和育人价值，强化学生的综合素养。而现阶段，虽然部分教师在实验教学过程中尝试进行突破和创新，但仍然受传统教育模式的影响，固化的认为“做实验不如讲实验更有利于帮助学生掌握采分点，助力中考”。所以，固化的教学理念、单一的教学形式不仅难以激发学生的学习兴趣，更难以突显物理学科的特质和发展趋势。

（二）教学主体不明，实验资源匮乏

    新课程标准发布和执行后，明确的说明突出学生主体地位、强化学生自主学习和实验能力的重要性。但是，在实际教学中仍然存在以物理教师为主体的知识输出型教学模式，缺少实验教学和资源整合的行动和举措。导致学生们始终处于被动学习和认知的状态。长此以往，部分学生虽然思维上理解了相关物理学原理，但是在解决实际问题时却心有余而力不足，难以科学呈现实验过程。也有部分同学们“眼高手低”，片面的追求新鲜感，厌倦反复性的实验操作过程，更喜欢具有震撼性效果的实验成果，从而对教材实验教学内容处于浅尝辄止、不求甚解的学习状态^[3]。

（三）实验设计守旧，缺乏创新理念

    对于物理学知识而言，如果仅仅依靠课堂教学，是难以将知识点深度分析、实验原理和流程全面贯彻和有效教学的。所以，部分教师则会选择以物理实验教学的形式，实现知识点融合、框架搭建、技能演练和科学探索的教学效果。但是，殊不知，由于实验设计形式守旧，同学们早已降低了学习兴趣和探索动力。更由于实践形式缺乏创新，学生们的参与感和体验感也明显不足，又如何良好的进行整合性、操作性的实验环节。

（四）缺少实践活动，素养指向不足

    新课程改革视域下，要求物理教学过程中应注重科学探究，实现学习方式多样化、学习资源多样化的教学效果。同时，也应该注重学科渗透、关注科技发展，预设主题式、探究型实验活动展开教学，以强化新设计、新形势、新成果在初中实验教学过程中的重要性。但是，现阶段，物理学科在教学过程中不仅缺少家庭式科学实验的教学形式，也未能全方位拓展并鼓励学生参与多元化的自主实验活动。导致教学过程中核心素养指向不足，实验价值和效果也难以呈现。

三、物理实验创新设计在初中教学过程中的实践策略

（一）构建生活化实验探索情境，彰显学科特质

初中物理学科中涉及到了力学、光学、电学、热和能等多元化的知识和内容，需要通过大量的实验探索过程进行全面的学习、应用和发展，才能有效的展现学科特质，让学生了解科学认知、实验和成果对人们学习、生活和发展的影响。物理教师应以生活化的教学形式和内容为基础，巧妙的构建创新性的实验探索情境，激发初中生的学习兴趣、彰显学科特质。新课程标准中也指出“各学科教师在教学过程中应结合学生们的实际生活经验，预设多元化的教学情境而展开教学，逐步培养学生各项核心素养稳步提升”。所以，生活化的实验情境预设，是帮助学生们了解创新性实验设计的意义、价值及可操作性的基础和保障^[4]。

例如：在学习人教版初中物理八年级上册第四章《光的色散》这部分内容时，物理教师就可以预设“光的色散现象探索情境”。首先，物理教师需要借助信息技术手段，将自己利用容器、水、平面镜和阳光直射过程所呈现的光的散色现象进行投放。并预设问题和驱动任务，让同学们一边观看一边思考“太阳光属于什么光？他通过三棱镜后，被分解成多种颜色的光，这种现象叫做什么？从三棱镜射出到白色墙面的赤、橙、黄、绿、蓝、靛、紫又叫做什么？”以此形式，不仅可以借助生活中的常见现象，预设有助于学生们自主探索的教学情境。还可以通过问题预设和任务驱动的模式，让初中生结合实验原理、现象、流程和结果，深入的了解并分析教材内容，增强学习效果。最后，物理教师还可以结合本单元所学习的光学知识，预设生活化的实验作业，让学生在自主、创新和实践过程中，感受物理实验的趣味和实践意义。

1 手影游戏

请同学们在家中相对宽敞和昏暗的地方，用手电筒或蜡烛的灯光，将手的影子投射到墙上，并通过调整光源的位置和距离，感受影子的变化。

2 小鸡转身

请同学们利用白纸、水彩笔、透明杯子和水，并画出三只大小及高度基本一致的小鸡，依次排开。先将透明玻璃杯里倒满水，再将画有小鸡的图片放在杯子后面，轻轻挪动，透过杯子观察小鸡的变化。

请同学们自主选择实验内容，并结合实验器材、实验步骤、实验成果、所蕴含的原理及相似实验过程进行有效的总结。以此形式，不仅可以让实验教学成为丰富课程导入形式，强化学生物理思维的重要手段。还能通过生活化的创新型实验设计形式，给予学生自主选择探索领域的权利，有效的减轻学生的课业压力。让初中物理实验创新设计的形式，成为“双减”背景下，丰富学生课后生活的重要手段。

（二）预设项目化实验操作环节，拓展教学内容

项目化的实验教学形式，可以有效的凸显实验主题、形式和内容，让初中生能够结合多元化的实验器材、资源，以小组合作学习的模式，自主探索实验主题、原理、步骤和成果，以强化学生的科研精神和科学态度^[5]。

例如：在学习《质量和密度》时，物理教师就可以预设项目化实验主题，发挥项目化实验教学的优势。如“探索彩虹雨实验现象”，请同学们结合教学课件中的实验流程和步骤，找寻实验材料，在杯中倒入食用油、色素，并进行搅拌，同时将杯中液体倒入水中。由于油的密度比水小，所以，油会浮于上方，色素的密度比较大则会形成彩虹雨。其次，将同学们分为多个学习小组，每组4-6人，以确保每个同学们都能在操作过程中感受彩虹雨现象生成背后的原理。最后，项目化操作的形式还可以设置为“盐水和小石块密度的测量”、让同学们以小组合作学习的模式，自主探索实验原理、完成实验操作步骤，总结实验成果。使初中物理实验教学创新设计形式，真正的能够以学生为主体而有效开展，充分的激发学生的实验探索兴趣及合作学习动力。

（三）创造数字化实验操作形式，提升教学效果

信息技术的发展及互联网时代的到来，为初中物理实验创新设计带来了丰富的共享资源和便利的实施条件。物理教师可以采取数字赋能物理实验创新设计的形式，强化教学效果，帮助学生更好的掌握并应用所学知识。

例如：在学习初中物理“作用力与反作用力关系”实验教学过程时，由于传统实验模式，会直接用弹簧秤为学生进行实验展示，并引导学生直接对弹簧秤的两端进行牵拉并观察相关现象。由于这一实验过程，是运用人的力量而进行的，两端的力量难以有效均衡。所以，无法保证两端的力具有相同的特征。物理教师可采取数字化赋能的形式，分别使用两个“力传感器”，在物体的两端进行拉扯，并观察在静止的状态下，对物体两端拉扯后，会有哪些变化？请同学们说出最终结论。还可以借助数字化物理光学、力学、综合实验室的构建形式，形成虚拟与现实、理论与实操有效融合的实验教学形式，强化教学设备、资源的支持效果，提升科学实验的综合实践价值。

（四）运用家庭式趣味实验活动，强化素养指向

我国伟大的教育学家陶行知先生的“教学做合一”思想强调“教学做是三位一体的，是一件事情的三个方面，在做上教的是先生，在做上学的是学生，教和学都需要围绕做而展开”。这一理念既表明了生活化教育的重要性，也为家庭式趣味实验活动设置形式和内容的优化指明了方向。

例如：在学习初中物理《声音与环境》这部分内容时，物理教师就可以引导同学们与家长一同制作“传声筒”。并借助家中的纸杯、棉线、木棒等实验器材，将小木棒横向放入纸杯中。同时，在纸杯的底部剪开一个小口，将棉线的两端分别系在纸杯上。此时，家长和学生依次对纸杯说话，则会听到从纸杯中传出来的声音。因为，这一实验，运用了“固体振动传声原理”，当一端的声源发生变化时，纸杯的特殊物体结构会降低声音的扩散效果，并将全部声音聚集起来，使声音从绳子的一端的纸杯向另外一端的纸杯传递。以此形式，不仅可以让初中物理实验创新设计成为拉近亲子关系、强化亲子交流和互动效果的“家校共育”模式，还可以引导学生了解家庭实验的重要性，能够精益求精，将课堂所学知识和内容，在家长的帮助和指导下进行创造性的呈现。同时，家庭实验形式，还可以借助本市区范围内的“光学博物馆”、“科技博物馆”、“力学博物馆”的参观和探索形式进行设计，更有助于强化核心素养指向，提升教学效果。

结论：综上所述，物理实验创新设计在初中教学过程中的应用形式和路径多种多样，需要物理教师深入研读教材内容及新课程标准中的目标与要求，及时转变教育理念、创新育人模式，为初中生构建良好的实验教学环境和体验式学习过程。并以人性化和个性化统一的视角，实现实验形式、主体、内容和目标多元化的发展效果，为学生更高阶段的物理知识与技能学习打下良好的教育基础。

参考文献：

[1] 王海科.聚焦初中物理实验教学,提升学生创新思维能力[J].数理天地（初中版）, 2023，(24):65-67.

[2] 陈冀轩.基于phyphox的物理实验创新设计与实践[J].中小学实验与装备, 2023, 33(3):53-56.

[3] 高峰.浅谈基于生活化的初中物理实验设计与创新教学策略[J].今天, 2023，(15):0175-0176.

[4] 杨仁广.中学物理实验教学创新设计策略研究[J].中学物理, 2022, 40(10):35-37.

[5] 齐斌.基于核心素养的物理实验教学创新设计——以"楞次定律"教学为例[J].物理之友, 2022, 38(10):57-60.