实验教学是落实《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下简称“物理新课标”）的重要一环，旨在推进核心素养落地，实现课程的综合育人和实践育人价值目标。因此，研究其价值意蕴，探索其实践路径，对于促进学生的全面发展具有现实指导意义。
1 新课标导向下实验教学的价值意蕴
实验教学是实施新课标教学的重要抓手，也是促进学生全面发展的关键路径。教师应紧跟新课标导向，明确实验教学的具体要求和重要价值，推动学生全面发展，达成落实核心素养的培养目标。
1.1 “物理新课标”对实验教学的要求
“物理新课标”在“课程性质”里明确了物理学的定位：义务教育物理课程是一门以实验为基础的自然科学课程
［1］。这一课程定位强调了物理学教学目标的达成手段，即通过科学观察、实验探究、推理计算等手段形成系统的研究方法和理论体系。在“物理新课标”的“课程内容”中，增设了“实验探究”一级主题，并提出相应的学业要求和教学提示，不仅说明了做什么，还说明了如何做，即进一步推动了实验教学的落地见效。
对比2011年版与2022年版课标发现，学生必做实验由2011年版课标要求的20个学生必做实验
［2］，添加了一个“探究影响液体内部压强的因素”实验，整体分为9个测量类实验和12个探究类实验（
表1）。测量类实验侧重学生学会使用测量工具，并对测量过程中的使用规范、数据读取以及如何减小误差提出了要求。探究类实验侧重设计时的逻辑、过程中的操作、结束后的归纳以及优化实验方案呈现普遍规律。除课标要求的必做实验之外，初中物理教材的绝大部分章节还包含了重要的演示实验和学生选做实验。
1.2 物理实验教学对学生成长的价值
“物理新课标”对实验教学提出了更高要求，不仅注重学生的实践能力和科学思维的培养，还强调学生能运用所学知识来解决实际问题
［3］。“物理新课标”已将实验教学转变为培养学生核心素养的关键方式，这种方向上的转变有助于学生保持学习兴趣和热情，深入认识科学本质，不断提升实践能力和科学思维，从而为未来发展奠定坚实的基础。
2 新课标导向下实验教学的实践路径
新课标导向下开展实验教学，应遵循基于单元整体、坚持目标导向、指向思维进阶和创新多元评价4个原则。笔者以“磁体与磁场”教学为例，从教学分析、教学目标、教学流程、教学评价等方面探索具体实践路径（
图1）。
2.1 明晰知识结构，开展大单元视域下的教学分析
“物理新课标”注重知识的结构化，强调内容之间的相互关联。在教学前，教师需要从“宏观课程—中观单元—微观课时”的视角整体解析教学内容，自上而下明晰教学结构，以便为课时教学目标的确定提供可靠的依据
［4］。
（1） 教材分析。
该节内容选自苏科版物理九年级上册第十六章“电磁转换”，隶属于“物理新课标”中“课程内容”的一级主题“运动与相互作用”。“磁体与磁场”作为该章的第一节，在知识上为学生学习通电导体、通电螺线管的磁场奠定基础；在方法上，为研究电流形成的磁场提供思路。
教学内容分为3个板块：“磁体”“磁场”和“地磁场”。编排逻辑如下：从“爱因斯坦年幼时好奇指南针为何指南北”引入，让学生认识磁体；通过磁化现象引出磁场，利用小磁针和铁屑探究磁场；建构磁感线模型，清晰地描述磁场；最后介绍地磁场，从而回答指南针为何始终指南北，首尾呼应。在科学探究方面，安排了3个学生活动串联整节内容，循序渐进、由浅入深。在社会责任方面，通过北宋科学家沈括发现磁偏角的故事和指南针的介绍，渗透爱国主义人文教育。
（2） 学情分析。
在知识储备上，学生固然对指南针指南北、磁体能够吸引铁等现象有一定的了解，但尚未全面认识磁体的性质，同时对抽象的磁场和磁感线模型没有前概念。在学习能力上，九年级学生依旧偏好形象化经验的获得，不擅长理解抽象内容；学生缺乏主动建构模型、描述抽象事物的能力，但对抽象的风却具有方法和知识的经验。以上为类比教学和设置学生的最近发展区奠定了基础。
2.2 研判课标要求，设计指向核心素养的教学目标
（1） 教学目标是课堂的引领，也是教学实施的具体方向。新课标指引下的教学目标，需要在研读课标的基础上将核心素养细致化、可视化
［3］。“物理新课标”关于该节课的内容要求、学业要求和教学提示如
表2所示。
（2） 基于以上梳理，设计并制定了体现核心素养内涵的课时目标（
图2）；明确素养要求，强调评价与课程标准、教学实践的一致性，促进“教—学—评”的有机衔接。
2.3 指向观念进阶，搭建具有思维梯度的教学流程
教学目标是教学流程的统领，教学流程则是教学目标的落脚点。如何围绕教学目标构建课堂教学框架？教学框架之下教学内容如何呈现？各部分内容之间又如何衔接？这些问题的解决是教学目标具备实践性、教学过程呈现实效性的关键。“物理新课标”要求教师结合教学的实际情况，创造性地开展物理教学，将培养学生核心素养贯穿于教学活动的全过程
［1］。教师可以先明确教学思路，梳理探究活动群组，设计逻辑性强的问题链，并创设合适的教学情境；然后针对抽象内容，利用模型建构方法突破难点；最终，构建起具有思维梯度的教学流程，确保学生思维能力的逐步提升，进而提高教学效果。
（1） 厘清教学思路。
①在内容结构上，围绕“指南针为何指南北”这一核心问题展开，将“磁体—磁场—地磁场”各个板块通过学生活动串联起来，即从郑和下西洋的真实历史事件设问，以解释指南针指引郑和船队完成航行结尾，首尾呼应，形成闭环。其具体教学思路见
图3，其活动群组见
图4。
②厘清教学思路，设定活动群组，合理有效地规划教学流程，有效提高学生的思维清晰度，确保课堂学习顺利进行。
（2） 设计问题链。
①问题链设计有多种形式，该节内容通过“阶梯式”问题链，将知识点连成彼此关联有序的知识串（
表3）。
②问题在促进学生思维发展中发挥着关键作用，但思维的形成并非通过单一问题就能实现，而是需要经历一个系统且层次分明的认知过程才能实现。为此，精心设计问题链，将知识有序链接，可为学生构建一个有效的思考路径。这种层层递进的问题设计，不仅能够促进学生高阶思维的发展，还能够深化他们对教学内容的理解。
（3） 创设教学情境。
①创设真实情境引入新课。例如，伴随着北斗卫星导航系统最后一颗卫星的发射成功，该系统完成了组网，这说明我国在卫星导航领域打破了国外的技术封锁，为世界提供了便利的导航服务。同时，引导学生向前思考历史上著名的郑和下西洋事件，并提出问题——当时并没有卫星导航系统，郑和船队是靠什么保证远距离航行不迷失方向？伴随着问题的提出与解答，以一前一后两个真实事件为情境引出磁体，调动学生情感体验，既增强文化自信，又渗透科技强国的理念，教学效果颇佳。
②创设开放情境进行实验探究。例如，在认识磁体时，只给出需要解释的问题，而选用什么器材、采用什么方法和根据现象怎样总结等问题，则需要学生自己解决；又如，对于用小磁针探究磁场是怎样的这一问题，学生可自行选点探寻磁场方向，选用的小磁针有多有少，正是这样的对比，引出了利用铁屑探究磁场；再如，在透明塑料纸上画磁感线描述条形磁体的磁场时，不同学生所画磁感线有所不同，但将多位学生画的磁感线叠加后（
图5），磁场的“形象”跃然纸上。
③创设实践情境，促进迁移应用：课堂最后阶段，让学生用缝衣针自制小磁针。通过学科实践，学生将所学知识应用于实际，由课内延伸至课外，他们在操作中思考，在实践中创新，有效开拓了自身思维。
（4） 建构物理模型。
①在教学中，自制地球模型（
图6）：在泡沫空心球里面放置框架，借此固定条形磁体模拟地球，同时用小磁针充当指南针放置于“地球”上不同位置。随即提出问题：指南针在地球上为何总能指南北？在探究这一问题时，需要在地理位置、空间上实现很大跨度，而借助地球模型，就能将问题缩小到可以直观观察的小范围内，既生动形象，又便于探究。课后实践阶段，需要借助地球模型和带有黑色箭头的光纤线模拟磁感线，同时在地球模型上补充地磁场周围的磁感线，从而做到将知识迁移应用，实现课内与课外的衔接、演示教具与学生器材的衔接，降低了学习难度，照顾到了大部分学生的学情。
②对于如何利用建构的磁感线模型描述磁场，学生缺乏相关经验，认知跨度较大，很容易变成灌输式教学。为了降低难度，先由学生熟悉的风入手，即风对布条施加了力，学生可通过布条的摆向推测风的方向；然后，建构风的模型，“画出风”，经历视觉、语言、动作的描述后，学生很容易把风“画”出来（
图7）。搭建思维阶梯后，采用类比教学法，利用小磁针和铁屑探究磁场，就能建构磁感线模型，使“不可见”的磁场可视化。在这一教学过程中，教师始终关注学生的最近发展区，有效培养了他们的科学思维，使物理学习变得更加简洁明了。
2.4 创新评价方式，开展检测思维能力的教学评价
“物理新课标”要求设计多样化的评价方式促进学生全面发展。该课例借助多种任务情境，从方案设计、小组合作、实验过程、结论总结和语言描述等多个维度评价学生的关键能力
［5］。此外，有必要设置课后学科实践活动对学生进行个性化评价。例如，让学生自制小磁针判断地球模型在地理上的南北极，并给予标注；用光纤线充当磁感线，描绘地磁场；把实践过程整理成实验报告；等等。其中的一个难点是，用缝衣针制作指南针，尤其是制成后如何放置才能使其自由转动。对此，学生提出多种解决方案：用细线悬挂；用暗扣充当支架；先将指南针粘附在纸片上，再将纸片放在装水的瓶子里。最后，学生将所制作的不同作品（
图8）与标准指南针进行比对，并通过“交流与评估”环节共同探讨，提升彼此的创新探究能力。
3 新课标导向下实验教学的实践启示
3.1 充分挖掘素材，激发学生的探究欲望
（1） “物理新课标”强调基于真实情境解决实际问题，这就需要教师在实验教学中充分挖掘素材、创设情境等。具体应做到：一是挖掘文本素材。可从教材的课后习题、阅读材料中获取，也可从自然科学、人文历史书籍中寻找。二是挖掘电子资源。教材配套的光盘中有相关的课内外实验，一些教学类网站或电视节目如《加油，向未来》中也有许多实验片段可供选择。三是挖掘生活材料。需要教师多观察，多关注新材料、新发明、新技术等。
（2） 提炼素材并创设情境，引导学生从生活走向物理，建立理论与实际之间的联系，以便为其利用物理知识解释生活现象及问题奠定基础。
3.2 加强问题教学，促使学生深度思考
（1） “物理新课标”坚持问题导向，倡导学生从问题出发进行探究，最终解决问题并拓展延伸。这就需要教师在实验教学中加强问题设计，先通过真实情境引导学生发现问题，提炼出章节的核心问题，此为问题的“生成”；再将核心问题拆解，设计各部分的主干问题和子问题，通过实验探究和活动群组分析、解决问题，此为问题的“探究”；最终，对核心问题进行解释，对主干问题进行反馈，并进一步拓展，此为问题的“演绎”。
（2） 以问题为点，将知识和能力呈网状辐射并加以联结，能促使学生深度思考，构建学科结构。
3.3 注重学科实践，培育学生综合素养
（1） “物理新课标”注重学科实践，通过实践反馈实验教学，促使知识和经验融合生长。学科实践一般有以下三类：一类是以研究为主的学科实践，包括制订方案、调查、访问等。例如，在学习声现象后，教师可组织学生调查工地噪声污染的情况和已经采取的预防措施，据此提出进一步控制噪声的建议。另一类以社区活动为主，包括服务、宣传、义务劳动等。例如，在学习家庭电路后，让学生整理生活中关于用电安全的设计方案或措施，进而联合社区开展安全用电的宣讲活动。还有一类以项目设计为主，包括项目化的研究、小制作、小发明等。例如，该课例中的制作指南针即为典型案例。
（2） 大量教学实践充分证明，学科实践增加了实验教学的宽度和深度，使课堂得以拓展、延伸，提升了学生的综合素养。
4 结语
实验教学是初中物理课程改革的重要抓手，采取优化实验教学的举措对物理课程增质减负具有重要意义。教师要在新课标导向下进行实验教学的探索与实践，创设真实情境指引教学入口，厘清探究活动群组以点带面，增设实践评价使教学落地有声，在深化物理课程育人价值的同时，有效培养学生的核心素养。
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