物理是一门以观察和实验为基础的自然学科，无论是物理概念的建立，还是物理规律的探寻与验证，都离不开实验。《义务教育物理课程标准（2022年版）》新增“实验探究”主题，强调实验在物理教学中的重要性，倡导教学中“发挥实验的育人功能，促进学生核心素养的养成”
［1］。然而，受追求升学率的现实需求、理念改变的长期性等因素影响，初中物理实验教学仍存在两种低效现象。一是“视频实验”现象：教师播放实验视频，学生通过屏幕看实验代替做实验；二是“程式化实验”现象：学生按照现成的实验步骤，进行“照方抓药”式实验操作。若经常出现这两种低效现象，学生就会在看“镜花水月”及做“操作工”的泥潭里越陷越深，失去探究的兴趣及思维的积极性，必然难以发挥实验在物理教学中的作用。为避免这两种低效现象的出现，教师在实验教学中必须注重学生的“感”与“想”，优化实验的“教”与“学”。
1 注重学生的“感”，优化实验教学
1.1 创造实验机会，丰富学生感知
“井蛙不可语海，夏虫不可语冰。”同理，学生在学习物理概念和规律时，缺少相关知识的感性表象及认识，只能从教师的讲授、课本中单向接收物理知识，非但容易发生“难懂”或“虽听得懂，但记不住”的现象，还容易形成认知障碍，对物理学习产生惧怕心理。初中生大多缺乏物理知识的相关经验及实际体验，因此教师应创造实验的机会，引导学生亲历实验过程，观察明显的现象，并获得深刻的体验、感悟等感性认知，这才是真正理解物理概念和规律的一条有效途径。
例如，生活中并不罕见升华、凝华现象，如衣柜里防虫用的樟脑丸变小等现象，但大多因其进程缓慢而不易被学生所注意；自然界中的升华、凝华现象，如霜、雪的形成等，因受地域、季节等客观因素制约，学生很难体验，且认为固态与气态之间的变化必须经过液态阶段，其错误认知会顽固地存在于头脑中，长期难以消除影响。
在教学中创造实验条件，引导学生亲历实验过程，助其观察现象并经历概念建构的过程，可有效避免错误认知的生成。因此，可先引导学生将冰块放于易拉罐中并加入适量的盐
［2］，用筷子搅拌几分钟，就能在易拉罐的外下部和底部观察到“霜”——凝华现象；再引导学生将干冰和冰块分别放在卫生纸上，就会发现——在干冰和冰块变小过程中，放置干冰的卫生纸表面是干燥的，而卫生纸的另一面却出现了潮湿且有液态水的现象。
经历这样的实验和观察过程，学生不仅对升华、凝华现象产生了直观的感性认识，而且充分、可靠的事实说明在发生升华、凝华过程中未经历液态阶段，真是“千言万语说不清，一做实验就分明”。另外，新、奇、趣的实验现象，使学生获得了成功的体验感及成就感，帮助其从“要我学”转向“我要学”，激发起了学习物理的兴趣和动机。
1.2 拓展实验操作，获得正确认知
在实验情境体验不足的情况下，学生很容易把事物的非本质特征误作为本质特征，导致认识片面或错误。因此，在实验教学中拓展实验操作内容，可以让学生全面获得物理事实、感性资料及丰富的数据，由此得出的见解、归纳的结论就具有普遍性。
例如，在光的直线传播教学中，鉴于学生缺乏小孔成像的直接体验，教师会安排学生做小孔成像实验。如
图1所示，学生在一个空罐的底部中央打一个小孔，再用一片塑料膜覆盖于空罐口处；将小孔对着烛焰，可以看到烛焰在薄膜上呈现倒立的像
［2］。通过实验，学生不仅观察到直观的实验现象，更理解了小孔成像的原理。然而，给罐底打孔的工具往往是尖锐的针或钉子，则所成的小孔都是圆孔，容易使学生认为小孔成像中的孔的形状必须是圆形的错误认识。另外，实验所用罐体长度一定，小孔离火焰的距离相对于罐体的长度要远，学生就容易形成小孔所成的都是缩小的像的错误认识。
为避免错误认识，教师应鼓励学生拓展实验操作内容，如：改变小孔的形状（圆形、三角形、方形等），观察能否成像，成像有无变化；改变小孔的大小，观察能否成像，成像有无变化；改变小孔与烛焰的距离，观察成像有无变化；罐体换成可伸缩的结构，改变薄膜离小孔的距离，观察成像有无变化；等等。
这些改进方法有助于学生从中获得全面的实验事实，既避免形成错误认识，又能归纳出小孔成像与孔的大小有关而与孔的形状无关，以及调整小孔与物、屏间的距离，所成像可大可小的正确认知。
又如，在探究影响音调高低的因素实验时，作为发声体的钢尺容易获得，实验操作简单，现象明显，教师通常会组织学生通过钢尺振动实验来探究影响音调高低的因素。实验时，将一根钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边，保持拨动钢尺的力度不变，改变钢尺伸出桌边的长度，听钢尺振动发出声音的音调，观察钢尺振动的快慢。
实验发现，钢尺伸出桌边的振动长度越短，钢尺振动得越快，发出声音的音调越高，从而得出物体振动的快慢影响音调的高低的结论。然而，只使用钢尺，学生也容易形成发声体的长度影响音调高低的错误认识，即发声体振动长度不同，音调就不同，振动长度相同，音调则相同。
为此，教师应鼓励学生更换不同类型的发声体，拓展实验内容，以获得更多实验数据。如将发声体更换为吉他，保持琴弦长度相同、粗细不同时，用相同力度拨动琴弦振动发声，感受音调高低，观察物体振动快慢；保持琴弦长度相同、松紧不同时，用相同力度拨动琴弦振动发声，感受音调高低，观察物体振动快慢；选择同一根琴弦，按压不同位置改变发声琴弦的长度，用相同力度拨动琴弦振动发声，感受音调高低，观察物体振动快慢；等等。
选择不同种类的发声体，设置各种实验条件，采集充足、多样的实验数据，就避免了非决定性因素——发声体长度的干扰，正确归纳出影响音调高低的因素是频率（发声体振动的快慢），即有：无论什么发声体，只要发声体发出声音的频率相同，声音的音调就相同；发声体发出声音的频率不同，声音的音调就不同，且频率越高，音调就越高。
2 注重学生的“想”，深化实验教学
2.1 “想”实验设计，促进方法学习
“思想方法，是人们观察、分析和解决问题的方式方法。思想指引行动，方法影响成效。只有掌握和运用科学思想方法，才能从纷繁复杂的矛盾中把握规律。”
［3］由此可见，思想方法在各个领域的重要性。
物理学不仅有着系统的理论体系，而且蕴含着丰富的研究方法。这些方法是思想方法的重要组成部分，更是打开物理世界大门的“金钥匙”。为此，教师应引导学生经历实验设计过程的“想”，明晰探究方向和研究思路，帮助学生在理解方法的基础上使用方法，最终运用方法解决实际问题。
以探究电流与电压、电阻的关系实验为例，首先，基于已有经验“想”方法——怎样便于研究多因素（变量）问题。学生想到将复杂问题转化成处理多个简单问题的思想方法——控制变量法，从而确定应将该实验转化成电流与电压、电流与电阻两个单一变量问题研究的思路。
其次，结合该实验“想”做法——如何具体运用该方法进行研究，以此诊断和促进学生知行合一，避免机械记忆方法、名称；另外，可引导学生设计用于控制变量法的表格，并作为思考和实施支架（
表1），以提高学生分析、解决问题的实践本领和养成科学思维的习惯。
接着，基于实验目的“想”器材和步骤——实验器材如何选择、操作步骤为何这样设计等（如为控制电阻不变，选择定值电阻）；为研究电流和电压的定量关系，需要知道电压和电流的具体数值，故选择测量工具电压表和电流表；为改变电压（自变量），电路中需要串联变阻器来分压；等等。
借助这些问题，可引导学生设计问题解决式的结构化表格（
表2），协助引领思考方向，达到既“知其然”，又“知其所以然”的深度认识。
另外，结合方案“想”优化，如改变电阻两端电压的方法除了用滑动变阻器外，还有什么方法？当学生提出改变电源电压的方法后，教师可继续追问：如果用干电池做实验，怎样改变电压？如果用学生电源做实验，怎样改变电压？随后，又进一步追问：改变电源电压与借滑动变阻器改变电阻两端电压的方法相比较，有什么优劣？
［4］多次追问，能促进学生的“想”，引导学生的思维从发散到聚合，方案从全面开放到具体优化；通过“想”，学生不断学习科学研究方法，养成科学思维习惯，提高科学探究能力，最终促进自身素养的形成和发展。
2.2 “想”实验结论，促进认识升华
“想”贯穿实验教学的全过程，如总结规律、得出实验结论环节的“想”，就需要对获取的实验事实或数据进行思维加工，判断证据是肯定猜想假设还是否定猜想假设，据此得出实验结论。这个“想”的过程运用到归纳、比较、推理等各种思维方法，是促进学生从感性认识上升到理性认识的飞跃过程。
以阻力对物体运动的影响实验为例，可指导学生在3个实验事实的基础上“想”实验结论。如
图2所示，初始情况完全相同的小车在水平面上运动时，从毛巾、棉布到木板表面受到的摩擦阻力依次变小，则小车滑过的距离依次变远。
由此，学生可归纳出阻力对小车运动有影响，即有：受到的阻力越小，小车速度减小得越慢，向前滑行的距离越远。这是基于实验事实得出的直接结论，教师还要进一步引导学生“想”——若小车运动时受到的阻力减小到0，它会怎样呢？学生基于事实证据和逻辑推理，得出：若物体受到的阻力为0，速度就不会降低，物体将以恒定不变的速度永远运动下去。这一例证说明，经过深度“想”得出实验现象的本质——力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，从而帮助学生建立起运动与力的关系的概念。
3 结语
“视频实验”实质上是一种披着信息技术外衣的“电灌”手段，学生被剥夺了亲身经历实验探究过程的权利；而“程式化实验”是训练学生成为生产线上的操作工的工具，学生被剥夺了思考的权利，丧失了思维能力。如此一来，培养出来的学生大多是书呆子、“机器人”，结果是核心素养的培养成了一句空话。
为避免这两种现象的发生，教师在实验教学中不仅要注重学生的“感”，创造条件鼓励学生亲历实验过程，获得丰富的感性认识，更要注重学生的“想”，激活学生的思维，实现从感性认识到理性认识的升华，以便充分发挥物理学科独特的育人价值。
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