摘" 要：在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，部分學(xué)生存在被動(dòng)接受知識(shí)、缺乏主動(dòng)探索與思考的問(wèn)題，限制了學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展，影響其對(duì)物理學(xué)本質(zhì)的理解.為應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，本文以高階思維培養(yǎng)為導(dǎo)向，從翻轉(zhuǎn)課堂初步熟識(shí)實(shí)驗(yàn)步驟、虛擬演繹強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)操作技能等方面，探索有效促進(jìn)學(xué)生批判性思維、創(chuàng)造性解決問(wèn)題能力以及科學(xué)探究精神的方法路徑，以期為初中物理教學(xué)改革提供參考和借鑒.

關(guān)鍵詞：高階思維；翻轉(zhuǎn)課堂；虛擬演繹；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G632""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A""" 文章編號(hào)：1008-0333（2025）05-0080-03

收稿日期：2024-11-15

作者簡(jiǎn)介：余榮興，本科，中小學(xué)高級(jí)教師，從事初中物理教學(xué)研究；張莉，本科，中小學(xué)一級(jí)教師，從事物理教學(xué)研究.

基金項(xiàng)目：江蘇省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃課題“學(xué)以致表：初中物理實(shí)驗(yàn)顯化教學(xué)的實(shí)踐研究”（課題編號(hào)：D/2021/02/105）.

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出，物理課程要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任.其中，高階思維是指發(fā)生在較高認(rèn)知水平層次上的心智活動(dòng)或認(rèn)知能力，主要包括創(chuàng)新能力、問(wèn)題解決能力、決策力和批判性思維能力，不僅是學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題、創(chuàng)新思維發(fā)展的關(guān)鍵，同時(shí)也是學(xué)生素養(yǎng)的核心體現(xiàn).在初中物理學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要具備這些高階思維能力才能有效理解和應(yīng)用物理知識(shí)，解決復(fù)雜物理問(wèn)題［1］.傳統(tǒng)的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往聚焦于基礎(chǔ)知識(shí)的傳授和簡(jiǎn)單操作技能的訓(xùn)練，雖然能夠?yàn)閷W(xué)生理解物理概念提供直觀支持，但僅靠知識(shí)記憶和模仿性操作無(wú)法滿足實(shí)際需求，限制了高階思維發(fā)展空間，導(dǎo)致其在面對(duì)實(shí)際問(wèn)題時(shí)缺乏有效的解決策略.鑒于此，本文旨在以高階思維培養(yǎng)為導(dǎo)向，探索一種更加符合現(xiàn)代教育理念的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，該模式以現(xiàn)代科技為依托，結(jié)合信息技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)等先進(jìn)手段，為學(xué)生提供更加豐富、多元的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，以促進(jìn)學(xué)生高階思維能力的全面發(fā)展.

1" 初中物理高階思維教學(xué)目標(biāo)

初中物理高階思維教學(xué)目標(biāo)設(shè)定如下.首先，培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)與探究精神，鼓勵(lì)學(xué)生從日常生活中的現(xiàn)象出發(fā)，提出有意義的物理問(wèn)題，通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)探索答案，這一過(guò)程旨在激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，同時(shí)促進(jìn)其科學(xué)探究能力的發(fā)展［2］.其次，強(qiáng)化學(xué)生的批判性思維能力，通過(guò)分析、評(píng)價(jià)物理現(xiàn)象及其解釋，學(xué)會(huì)質(zhì)疑和驗(yàn)證現(xiàn)有理論，能夠獨(dú)立思考并形成自己獨(dú)特的見(jiàn)解，這有助于學(xué)生建立正確的科學(xué)觀和價(jià)值觀.最后，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐操作技巧，鼓勵(lì)學(xué)生在理解基本原理的基礎(chǔ)上嘗試改進(jìn)或設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)方案，以此提高問(wèn)題解決能力，同時(shí)為未來(lái)的學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展打下基礎(chǔ).

2" 以高階思維培養(yǎng)為導(dǎo)向，多點(diǎn)發(fā)力達(dá)成教學(xué)目標(biāo)

2.1" 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，激活高階思維能力

2.1.1" 翻轉(zhuǎn)課堂，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

翻轉(zhuǎn)課堂作為一種新型的教學(xué)模式，能夠顛覆傳統(tǒng)的教學(xué)流程，使得學(xué)生在課前通過(guò)自主學(xué)習(xí)，初步了解實(shí)驗(yàn)步驟，課堂時(shí)間更多用于深入討論、實(shí)踐操作和問(wèn)題解決，從而有效提升參與度和學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)高階思維的培養(yǎng).

在具體實(shí)施上，教師首先需要在課前準(zhǔn)備階段精心設(shè)計(jì)導(dǎo)學(xué)案和自學(xué)材料.以蘇科版初中物理九年級(jí)上冊(cè)“歐姆定律”一課教學(xué)為例，導(dǎo)學(xué)案應(yīng)明確實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)目標(biāo)、重點(diǎn)難點(diǎn)和預(yù)習(xí)任務(wù)，幫助學(xué)生構(gòu)建實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的基本框架.提供自學(xué)實(shí)驗(yàn)指南，詳細(xì)列出實(shí)驗(yàn)所需器材、實(shí)驗(yàn)步驟及原理（如圖1所示），以便為學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作提供理論參考.

具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：開(kāi)展歐姆定律實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證電流（I）、電壓（U）和電阻（R）之間關(guān)系時(shí)，首先需要準(zhǔn)備必要的器材，包括開(kāi)關(guān)、電源、可變電阻器、電流表、電壓表以及導(dǎo)線等，確保所有設(shè)備安全無(wú)損后將電源、變電器、電流表等按照?qǐng)D1依次串聯(lián)起來(lái)形成閉合電路.接著，開(kāi)啟電源前先將可變電阻器調(diào)至最大阻值位置，然后緩緩調(diào)節(jié)其阻值，每調(diào)整一次記錄下對(duì)應(yīng)的電流表與電壓表讀數(shù)，重復(fù)此過(guò)程直至收集到足夠的數(shù)據(jù)點(diǎn).最后，根據(jù)所記錄的數(shù)據(jù)繪制U-I特性曲線，通過(guò)計(jì)算斜率確定電阻值，進(jìn)而驗(yàn)證歐姆定律的正確性.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中注意觀察儀器讀數(shù)變化，確保操作安全，避免短路或過(guò)載現(xiàn)象的發(fā)生.

為進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解和思考，教師可以設(shè)計(jì)一份詳盡的預(yù)習(xí)任務(wù)單，如表1所示.

該任務(wù)單緊密?chē)@教學(xué)視頻內(nèi)容展開(kāi)，包含一系列關(guān)鍵問(wèn)題，旨在引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索實(shí)驗(yàn)的目的、原理及預(yù)期結(jié)果，不僅能夠促使學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及步驟，更能夠激發(fā)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)，培養(yǎng)其批判性思維和解決問(wèn)題的能力.進(jìn)入課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，教師可以組織學(xué)生分組討論，讓每位學(xué)生都有機(jī)會(huì)分享自己在預(yù)習(xí)過(guò)程中遇到的疑問(wèn)和見(jiàn)解.這種小組討論的形式不僅為學(xué)生提供了一個(gè)交流思想、相互啟發(fā)的平臺(tái)，也讓教師能夠迅速捕捉到學(xué)生理解的盲點(diǎn)或誤區(qū).針對(duì)討論中出現(xiàn)的共性問(wèn)題，教師應(yīng)集中進(jìn)行講解，通過(guò)實(shí)例分析、概念辨析等方式進(jìn)一步解決學(xué)生的疑惑，深化其對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和操作細(xì)節(jié)的理解.同時(shí)，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生之間互相提問(wèn)、質(zhì)疑，這種互動(dòng)不僅能夠增強(qiáng)課堂的活躍度，更有助于學(xué)生高階思維的發(fā)展，如邏輯推理、創(chuàng)新思維等.

2.1.2" 虛擬演繹，強(qiáng)化操作

以高階思維培養(yǎng)為導(dǎo)向開(kāi)展初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生在虛擬環(huán)境中演繹實(shí)驗(yàn)過(guò)程，使其在掌握理論知識(shí)的同時(shí)提升實(shí)驗(yàn)操作技能.針對(duì)蘇科版初中物理九年級(jí)上冊(cè)“歐姆定律”一課教學(xué)，教師可以首先引導(dǎo)學(xué)生接觸并熟悉虛擬實(shí)驗(yàn)室軟件如Phet、Labster等，這些軟件能夠模擬真實(shí)的電路構(gòu)建與測(cè)量過(guò)程，使學(xué)生在計(jì)算機(jī)屏幕上“親手”搭建電路，調(diào)整電阻、電壓等參數(shù)，并實(shí)時(shí)觀察電流的變化情況.此種模擬操作不僅能夠增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的直觀性，讓學(xué)生能夠從多角度、多層次理解歐姆定律中電壓、電流與電阻之間的定量關(guān)系，還可以提高實(shí)驗(yàn)的安全性，避免因操作不當(dāng)可能引發(fā)的電路短路或觸電風(fēng)險(xiǎn)，為學(xué)生大膽嘗試和探索提供堅(jiān)實(shí)的保障.

為進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的探索欲和創(chuàng)造性思維，教師可以在虛擬環(huán)境中設(shè)計(jì)一系列具有挑戰(zhàn)性的實(shí)驗(yàn)任務(wù).例如，設(shè)置一個(gè)電路故障排查任務(wù)，學(xué)生需根據(jù)虛擬實(shí)驗(yàn)中電流表和電壓表的讀數(shù)異常，分析可能的故障原因，并逐一排查直至電路恢復(fù)正常工作.又如，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)小組合作設(shè)計(jì)一套能夠精確測(cè)量未知電阻值的實(shí)驗(yàn)方案，要求方案既高效又經(jīng)濟(jì)，同時(shí)考慮實(shí)驗(yàn)誤差的最小化.這些任務(wù)要求學(xué)生不僅要理解基本的實(shí)驗(yàn)原理，還要在操作中進(jìn)行判斷與創(chuàng)新性思考，從而提升創(chuàng)造性思維和問(wèn)題解決能力.

通過(guò)“虛擬—實(shí)踐—反思—再實(shí)踐”循環(huán)過(guò)程，學(xué)生能夠在理論與實(shí)際操作中逐步提升對(duì)實(shí)驗(yàn)技能的掌握，進(jìn)一步內(nèi)化科學(xué)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性和精確性.

2.2" 設(shè)計(jì)專題練習(xí)項(xiàng)目，培養(yǎng)舉一反三思維

舉一反三思維是一種通過(guò)理解和掌握一個(gè)例子或概念，去理解和解決一類問(wèn)題或多個(gè)相關(guān)問(wèn)題的有效方式.這種思維方法能夠幫助學(xué)生將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通，形成系統(tǒng)的知識(shí)體系，并在遇到新問(wèn)題時(shí)能夠靈活應(yīng)用已有知識(shí)，找到解決方案.

在“歐姆定律”教學(xué)中，教師在確定專題主題時(shí)需要基于新課標(biāo)和學(xué)生思維發(fā)展需要，選擇與歐姆定律密切相關(guān)的物理專題，例如“探索生活中歐姆定律的應(yīng)用”.為使學(xué)生能夠更好地完成這一任務(wù)，教師可將其細(xì)化為三個(gè)具有挑戰(zhàn)性的子任務(wù)，每個(gè)子任務(wù)都旨在發(fā)展學(xué)生不同方面的素養(yǎng).

子任務(wù)一：家庭電路安全分析

要求學(xué)生調(diào)查家中各種電器的工作原理，并計(jì)算出它們?cè)谡９ぷ鳡顟B(tài)下的電流值.學(xué)生在完成這個(gè)子任務(wù)的過(guò)程中，不僅要運(yùn)用歐姆定律進(jìn)行計(jì)算，還要考慮電路中的電壓和電阻，有助于提高其分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力.

子任務(wù)二：節(jié)能燈具的選擇與評(píng)估

讓學(xué)生動(dòng)手制作一個(gè)包含開(kāi)關(guān)、電池、導(dǎo)線和小燈泡的電路.在此過(guò)程中，學(xué)生需自行設(shè)計(jì)并調(diào)整電路參數(shù)以確保小燈泡正常發(fā)光，同時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的觀察結(jié)果.通過(guò)親自操作，學(xué)生不僅能夠直觀地理解歐姆定律的概念，還可以經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程，如問(wèn)題、論證、解釋、交流.

子任務(wù)三：創(chuàng)新應(yīng)用設(shè)想

鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮想象力，提出將歐姆定律應(yīng)用于新型產(chǎn)品或技術(shù)的想法.例如，設(shè)計(jì)一種可以根據(jù)環(huán)境光線自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度的智能路燈系統(tǒng).此環(huán)節(jié)強(qiáng)調(diào)創(chuàng)意和創(chuàng)新，旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力以及對(duì)未來(lái)科技發(fā)展的洞察力.

3" 結(jié)束語(yǔ)

以高階思維培養(yǎng)為導(dǎo)向的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力和解決問(wèn)題的能力，而且對(duì)促進(jìn)學(xué)生形成科學(xué)的世界觀、方法論具有不可替代的作用.在這樣的教學(xué)模式下，學(xué)生不再是被動(dòng)的知識(shí)接收者，而是成為主動(dòng)探索知識(shí)的主體，這種轉(zhuǎn)變對(duì)于學(xué)生個(gè)人發(fā)展乃至整個(gè)教育領(lǐng)域都具有深遠(yuǎn)的意義.期待更多的教育工作者能夠加入這一領(lǐng)域的研究與實(shí)踐中，共同推動(dòng)我國(guó)基礎(chǔ)教育的改革與發(fā)展，讓每一個(gè)學(xué)生都能享受到更加優(yōu)質(zhì)、更加個(gè)性化的教育資源.

參考文獻(xiàn)：［1］ 張考.基于深度思維培養(yǎng)的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略研究［J］.當(dāng)代教研論叢，2024，10（07）：46-49.

［2］ 許映桐.指向高階思維的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究［J］.文理導(dǎo)航（中旬），2024（05）：16-18.

［責(zé)任編輯：李" 璟］