指向关键能力提升的初中物理教学探讨

摘   要：关键能力是学生应对现实情境时解决问题的必备能力，包括概括理解、实验探究、实践应用和求实创新等。以“运用欧姆定律测量电阻”教学为例，通过建构物理情境、重视实验规划、创设任务群组以及改变实验条件等方式，提升学生的物理学科关键能力，促进物理学科核心素养的培养。

关键词：核心素养；关键能力；初中物理；欧姆定律

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2025）2-0010-4

《义务教育物理课程标准（２０２２年版）》提出物理课程应着力培养核心素养，体现正确价值观、必备品格和关键能力的培养要求［１］。物理学科关键能力是指在应对现实情境时表现出的解决问题的能力，是学习者在经历学科学习的过程中逐步形成的，属于适应个人终身发展和社会发展需要的必备能力，包括概括理解、实验探究、实践应用和求实创新４个方面［２］。物理学科关键能力是物理学科核心素养的具体体现，能为教师将素养目标细化为可操作的教学目标和教学行为提供方向。当前初中物理教学在实时、全面评估学生这些关键能力的习得情况上仍显不足，“课堂理解易，实际应用难”的现象仍普遍存在。下面以“运用欧姆定律测量电阻”教学为例，探讨如何通过创新教学方式，精准提升学生的物理学科关键能力，促进学科核心素养的全面深入发展。

１    把握情境本质，提高概括理解能力

概括理解能力是学生在认知过程中，对信息进行抽象、归纳、总结的能力。在物理学习中表现为：能够基于物理现象的观察，提炼出普遍适用的物理规律，建构物理模型，进而解决新情境下的物理问题［３］。概括理解能力是连接理论知识与实际应用的桥梁，有助于促进学生知识迁移与创新思维的发展，是解决“课堂理解易，实际应用难”问题的关键。在实际教学中，教师需建构贴近学生生活的物理学习情境，引导学生在情境中主动探索、分析、归纳，通过反思与总结，逐步提升从具体到抽象、个别到一般的概括能力。教师不仅要强调知识的传授，更要注重学生思维方法的训练，要训练学生能够在面对复杂未知的物理问题时，迅速捕捉关键要素，展开精准分析，并高效解决。

在“运用欧姆定律测量电阻”的教学过程中，教师可以利用家庭常见的小灯泡（如“３．８ Ｖ  ０．３ Ａ”的小灯泡）和蓄电池（如６ Ｖ的蓄电池）作为实验器材，创设真实的问题情境：如何用６ Ｖ的电源让３．８ Ｖ的小灯泡正常发光？然后设计一系列递进的问题链（表１），引导学生回顾欧姆定律，思考如何利用该定律测量电阻，进而深入探索实验细节和注意事项。实验时，学生需亲自动手操作，观察并记录数据，通过数据分析和比较，提炼出导体电阻值恒定不变的共性特征。在这个过程中，教师还要鼓励学生将实验过程抽象为物理模型，总结利用已知物理定律和测量工具求解未知物理量的方法，实现物理知识的迁移与创新思维的发展。

２    重视实验规划，深化实验探究能力

实验探究能力是学生在观察、实验和科学探究过程中表现出来的能力，包括问题与猜想、设计与操作、证据与论证等能力［４］。实验不仅是物理知识的直接来源，更是培养学生科学探究精神与能力的关键场域。教师应精心设计实验规划，确保实验内容既符合课程标准要求，又贴近学生生活实际。通过引导学生参与实验设计的全过程，包括问题提出、假设建立、方案制订、数据收集与分析、结论推导与反思等，让学生在实践中学习科学方法，理解物理规律的本质。需要特别指出的是，实验规划必须注重层次性与开放性，既要包含基础操作技能的训练，也要融入创新思维的培养。教师要鼓励学生自主设计实验方案，选择适宜的实验器材，分析预测实验结果，并在实验过程中灵活调整策略以应对突发情况。通过实验规划来培养学生严谨的科学态度、批判性思维和解决复杂问题的能力，努力达成实验探究能力的深刻内化与提升。

以“运用欧姆定律测量电阻”教学为例，教师可以引导学生首先设计实验内容计划表（表２）。

然后，运用欧姆定律推导式Ｒ＝Ｕ/Ｉ计算出需串联的电阻为７．３ Ω。教师提供网购标称７．３ Ω的电阻接入电路（图１），闭合开关后电流表示数不符合预期，揭示电阻实际阻值存在偏差。为精确测定阻值，学生再采用“伏安法”（图２）进行实测，并通过引入滑动变阻器（图３）多次测量取平均值，以增强测量结果的准确性。以上过程不仅要锻炼学生运用欧姆定律测量电阻的基本实验技能，更关键的是要激发他们面对实际问题时的探究热情与解决能力。引导学生在真实问题情境中，通过团队协作深入交流、实践与反思，实现从被动接受知识到主动探索学习模式的转变，提升实验探究的深度与广度，促进其从“学会知识”到“学会学习”的飞跃。

３    创设任务群组，增强实践应用能力

实践应用能力是学生在面对日常生活现象或具体物理问题时，灵活运用所学知识进行分析与解释，运用科学思想与方法进行探索，并在实践过程中不断反思与评价自身行为，以优化解决方案的能力［５］。它是学生创新思维、问题解决及自主学习能力的集中展现。教师应根据教学内容和学生的认知水平，精心设计学习任务的难度梯度，引导学生从简单到复杂、从单一到综合地展开探索。通过建构一系列相互关联、逐层递进的学习任务群组，促进学生物理知识的实践转化与应用能力［６］。同时，采用项目式小组合作、现代技术手段辅助等方式，确保每位学生都能在参与中积累经验，提升实践应用能力。

在解决“如何用６ Ｖ的电源让３．８ Ｖ的小灯泡正常发光”问题时，任务可被分解为多个层级（表３）：从运用欧姆定律初步计算所需串联电阻的阻值，到测量给定电阻的阻值，再到自制符合要求的电阻，最终达成让小灯泡正常发光的目的。在此过程中，学生既可以学习伏安法测电阻的基本原理和操作技能，又可以通过评价导学、合作促学、留白激学等策略，不断反思、优化测量方法，提升解决实际问题的能力。特别是通过伏安法的多次实验数据收集和误差分析，学生能够更好地掌握实验技能，同时培养科学思维和数据处理能力。另外，自制电阻的任务更是锻炼了学生的创新思维和动手能力，使他们在解决实际问题的过程中，加深物理知识应用价值的理解。

４    改变实验条件，扩展求实创新能力

求实创新能力是学生在物理学习中形成的能够基于事实和证据进行科学推理、批判性思考、提出创新性见解和解决方案的能力［７］。这一能力是物理学科关键能力的重要组成部分，它要求学生超越单纯的知识记忆，能够将物理理论灵活应用于实验探究与实际问题的解决过程，实现知识的内化与创新应用的飞跃。教学中，教师可以通过调整原有实验的条件或参数，设计多样化实验，引导学生在操作中掌握原理，在变化中发现问题，并寻求解决方案。学生在面对挑战时，可以亲身体验科学探索的复杂性和不确定性，学会在变化中找稳定，在不确定中寻突破，从而培养出坚韧的科学精神和创新能力。

在完成串联定值电阻的测量后，教师进一步拓展实验内容，引导学生探索不同实验对象和条件下的电阻测量。例如，让学生测量灯丝电阻（表４），并观察其在不同温度下的变化（图4），从而理解电阻与温度之间的关联（图5）。再比如，让学生测量大电阻（如人体电阻），测量时，由于电流表精度的限制，学生可以尝试引入电压表进行测量，并设计新的电路图（图6）来实现这一目标。测量后，教师还可以引导学生分析影响人体电阻的因素，如皮肤湿度、接触面积等。通过这些拓展实验，让学生能够在巩固欧姆定律的知识应用、掌握新的实验技能的同时，在解决问题的过程中提升创新能力和求实精神。

参考文献：

［１］中华人民共和国教育部．义务教育物理课程标准（2022年版）［S］．北京：北京师范大学出版社，２０２２．

［２］义务教育学科核心素养与关键能力研究项目组．义务教育学科核心素养·关键能力测评与教学（初中物理）［Ｍ］．南京：江苏凤凰科学技术出版社，２０１８．

［３］汪延茂．怎样培养学生的科学抽象能力［Ｊ］．物理教学探讨，２０２４，４２（３）：１１－１３．

［４］叶兵，孙德生．初中物理核心素养与关键能力的研究及测评实践［Ｊ］．物理教学，２０１７，３９（１２）：３９－４３．

［５］吴利萍．基于关键能力培养的初中物理教学实践与探索［Ｊ］．中学物理教学参考，２０２３，５２（３）：５－７．

［６］陈荣高．任务驱动下的初中物理生本课堂构建——以“欧姆定律的应用”教学为例［Ｊ］．物理教师，２０２４，４５（４）：５６－５９．

［７］陈峰，李梅．指向关键能力培养的物理综合实践活动的开发——以“制作简易动力跑车”为例［Ｊ］．物理教学探讨，２０２０，３８（１２）：６６－６８．

（栏目编辑    赵保钢）