指向科学探究的生活化实验资源开发与运用

摘要

以初中物理“液体压强”实验教学为例，分别从4个方面进行生活化实验资源的开发与运用研究：开发生活化资源，点燃学生学习热情；改进原科学探究，拓宽学生的学习方式；资源开发的再创新，落实课程育人要求；开展跨学科实践，深化探究价值。开发与运用生活化的教学例证，旨在引领学生主动投入科学探究，使其乐于动手实验，其核心目标是坚持以科学实践为中心，以素养发展为导向，落实学科育人目标，最终促成学生深度学习，全面培养其科学思维与核心素养。

Graphical abstract

关键词

科学探究 / 初中物理 / 生活化实验资源 / 液体压强 / 科学思维 / 核心素养

随着教育生态的发展，教育的改革也正不断迭代创新。教育部2022年颁布《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下简称《新课标》），希望指导教师以科学探究为起点，建立适合新时代学生认知逻辑发展需求的精准育人课堂，让学生通过活动体验，加深对课程内涵的理解，进而逐步形成属于自己的思维认知体系，让物理核心素养生根于学生的大脑，并树牢科学价值观，拥有发展的必需品格和核心能力^［1］。为此，教师需要对课程所包含的科学探究内容进行深入研究，既要让科学探究真正发生，还要拉近学生与科学之间的距离。

比如：在探究动能的影响因素实验中，改变小车下落的高度，比较小车动能的大小时，学生往往会误以为，高度是影响因素。假如以此为研究对象展开科学探究必然是不科学的，原因是高度并不是影响小车动能的因素，高度不同，是为了让小车的重力势能不同，从而使小车到达水平面时的初速度不同，故而在实验中应该探究的是速度对动能的影响，这才属于科学探究^［2］。

笔者以所参与的常州市优质课评选课例——“液体压强”实验教学为例，具体说明指向科学探究的初中物理生活化实验资源开发与运用研究的策略，希望为培养学生的创新思维，帮助其进行深度学习提供有益的案例。

“液体压强”实验是《新课标》中的一级主题中的内容，并且是学生必须做的实验之一，因此，这节课的实验探究的具体内容成为培养学生展开科学探究的较好素材，同时也是培养学生科学思维的优质平台。

为了确保学生在探究过程中切实感受到物理内涵的魅力，笔者进行了生活化实验资源开发与应用的探究，力求突出学生的主体地位，尊重学生的认知现状，充分激发学生的探究热情^［3］，既让学生在生活化实验资源的运用中主动进行科学探究（提出科学问题，进行精准探究，得出精准结论），又让学生在科学探究中发现真理，在自主探究成功后收获信心。在教师的引领下，学生经历科学探究，促成其从“学会”到“会学”的华丽转身，切实成为科学探究的主人翁，成为具有深度学习能力的新时代少年，从而达成培养创新型人才的目标。

1 开发生活化资源，点燃学习热情

活动1：自由创作，发现乐趣

学生在未学习课程内容之前，普遍对压强知识缺乏感性、理性的认识。对此，教师首先要让学生进行自由创作，通过引导学生从生活中选取器材，开发生活化资源，从而在培养学生感性认识的同时，促进其理性思考能力的提升。

实践发现，学生设计的实验可视化特征较为明显。他们非常积极，所设计的实验大多具有启思价值，这就为学生提供了素养进阶的坚实基础。笔者在放手让学生自由创作的过程中发现，学生设计的实验具有以下特征。

（1） 材料、器材都来源于生活，很容易获得。

（2） 制作的方法和装置的结构相对简单，学生能独立完成制作，符合其能力要求。

（3） 实验现象非常明显，充分激发了学生的学习兴趣和学习主动性。

活动2：展示魔术，提高认知

在利用“浮沉子”进行魔术演示（图1）时，笔者让学生代表1发出“上升、下降”的指令。此时，全班学生发现，没有任何动静。随即，笔者提出问题：怎么回事，难道是“浮沉子”听不到？接着，再选出一名学生代表2，在学生代表1发出“上升、下降”指令时，学生代表2相应地“举起、落下胳膊”。学生惊讶地发现：瓶中小瓶按着指令慢慢上升、下降，遂产生疑问——活塞为什么又听话了？

学生的学习热情得到了充分调动，求知欲达到新高，这时让学生进行猜想并揭秘：是液体对瓶子向上的压强发生了变化，导致水的进出现象。没有这样的活动，学生对液体压强的认知往往只停留在液体对容器底部有压强上，而对液体向上有压强缺少感性认识。

利用“浮沉子”实验（通过挤压瓶身控制物体浮沉）作为课堂引入素材，既提高了学生的学习热情，又纠正了学生对压强的片面认识，更将学生的思维与浮力这一知识点形成了紧密联系，从而为认识的提高创造了条件。

活动3：亲肤手套，探究科学

课前，笔者给每位学生准备一只一次性的塑料手套，让学生戴好手套，并把戴着手套的手伸入水中。此时，学生发现：戴上手套后，手套没有紧贴着自己的皮肤，浸没在水中后手的部位能感受到水对自己手的作用力，且塑料材质紧贴着自己的手。由此，学生很容易感知到：液体内部有压强。

经生活化资源的多次开发，师生让难以完成的裂桶实验再现于课堂上，这一递进式开发，不仅克服了环境、安全、难度等不利因素，更让学生科学探究意识螺旋式上升。同时，让学生体会到物理来源于生活，自己就是生活的主人，就是科学探究的小达人。

参考文献

[1] 刘雨欣，荆鹏，侯恕.基于科学探究的初中物理教科书实验设计特点比较研究：以2024年人教版、苏科版、粤教版为例［J］.物理教师，2025，46（05）：7-12.

[2] 许帮正.设计实践项目　评价科学探究［J］.物理教学，2025，47（03）：13-16.

[3] 顾声和.基于科学探究素养的“自主式”实验空间的创建［J］.物理教师，2025，46（01）：52-55.

[4] 王太军.指向核心素养的生活化创新物理实验研究［J］.物理教师，2020，41（03）：32-36.

[5] 张华，阮享彬.基于学习进阶的生活化物理实验教学：以“光的折射”为例［J］.物理教师，2019，40（02）：33-36.

[6] 孙留桥.“生活化”物理实验培养学生科学素养的探索［J］.物理教师，2013，34（08）：42-43.

基金资助

2023年度江苏省教学研究重点课题“指向科学探究的初中理科生活化实验资源开发与运用研究”(2023JY15-ZA55)