初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源整合策略

王茂東

初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源整合策略

王茂東

物理是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，對(duì)于剛剛接觸物理學(xué)科的初中學(xué)生來說，實(shí)驗(yàn)教學(xué)顯得尤為重要，因?yàn)槲锢韺?shí)驗(yàn)形象、直觀，可以通過顯性的物理現(xiàn)象將隱性的物理規(guī)律表現(xiàn)出來，符合初中學(xué)生的年齡特征和思維形式，并且在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師和學(xué)生能融為一體，實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)、生生互動(dòng)，達(dá)到課堂教學(xué)效果的最大優(yōu)化。再有在國(guó)家基礎(chǔ)課程教學(xué)改革不斷深化的新形勢(shì)下，對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)也提出了更高的要求：“學(xué)生應(yīng)具有對(duì)科學(xué)的求知欲，樂于探究自然現(xiàn)象和日常生活中物理學(xué)道理，勇于探究日常用品或新器件中的物理學(xué)原理，有將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活、社會(huì)實(shí)踐的意識(shí)。”因此，不管是從主觀上調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性、激活學(xué)生內(nèi)在學(xué)習(xí)潛力，還是從客觀上提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、提升教學(xué)質(zhì)量的教學(xué)要求，都對(duì)物理教師提出了新的要求，那就是教師在實(shí)際的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，要盡可能應(yīng)用科學(xué)的教學(xué)手段，采用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，多方面、多角度整合物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源。

一、重視物理實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，激活實(shí)驗(yàn)器材的實(shí)用價(jià)值

二、重視實(shí)驗(yàn)中形式的變換，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的高效達(dá)成

物理課堂中的實(shí)驗(yàn)包括教師的演示性實(shí)驗(yàn)、學(xué)生的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和師生互動(dòng)的探究性實(shí)驗(yàn)。在課堂中要想獲得較為理想的實(shí)驗(yàn)效果，取得較好的教學(xué)效果，教師不能唯課本中的實(shí)驗(yàn)類型進(jìn)行操作，應(yīng)該結(jié)合教材內(nèi)容、班級(jí)學(xué)生的學(xué)情以及課堂教學(xué)容量，因地制宜地變換實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，適時(shí)、恰當(dāng)?shù)貙⒔處熝菔緦?shí)驗(yàn)改為教師指導(dǎo)下的學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)、將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為師生共同參與的探究實(shí)驗(yàn)。變換方式后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅能讓學(xué)生從中體會(huì)到在課堂上展示的成功感和經(jīng)歷探究實(shí)驗(yàn)過程的樂趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)積極性，起到意想不到的效果，而且變換以后的教學(xué)方式，會(huì)給學(xué)生留下終生難忘的記憶。

如在教學(xué)“影響壓力作用效果”時(shí)，按照課本上的安排教師往往會(huì)用手掌和手指同時(shí)按在充足氣的氣球上進(jìn)行演示，讓學(xué)生觀察手指和手掌陷入氣球的深度。這種教師在講臺(tái)上演示的方式，前排的學(xué)生看到的現(xiàn)象很明顯：手指陷入得深而手掌陷入得淺；而對(duì)于后面的學(xué)生往往就看不清楚。不妨變換一下方式，讓全體學(xué)生取出鉛筆，用兩個(gè)手指分別按在鉛筆的筆尖和筆尾部分，讓學(xué)生經(jīng)歷該實(shí)驗(yàn)演示的過程，從中體會(huì)到按在筆尖部分的手指較疼，從而能切身感受到壓力作用效果與受力面積有關(guān)，最后總結(jié)得出在壓力一定時(shí)，受力面積越小，壓力作用效果越大。這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式不僅能讓全體學(xué)生體會(huì)到壓力作用效果的存在，增加了演示實(shí)驗(yàn)的信度、效度，還能使學(xué)生很好地理解和掌握實(shí)驗(yàn)過程的研究方法，自然滲透了物理學(xué)習(xí)過程中的方法引導(dǎo)。

當(dāng)然，在進(jìn)行各種類型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，欲達(dá)到激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升課堂教學(xué)效率的目的，教師在注意實(shí)驗(yàn)方式變換的時(shí)候，還要力求遵循“科學(xué)規(guī)劃、循序漸進(jìn)、適度開放、充分探究、深入研討”的原則，特別是在實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)器材的選擇、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的演示以及實(shí)驗(yàn)方法的指導(dǎo)等方面，要注意各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)在教師的引導(dǎo)下，啟發(fā)學(xué)生積極思維，努力實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的最大化。從而讓學(xué)生在自主、開放的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境中，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)技能的掌握，在交流、合作、探究的實(shí)驗(yàn)過程中，提高提出問題、分析問題、解決問題的能力，使他們的思維更加縝密。

以“測(cè)電阻”為例，上課時(shí)教師先向?qū)W生闡明該實(shí)驗(yàn)的目的要求，接著讓各小組討論自己的實(shí)驗(yàn)方法，并要求學(xué)生畫出相應(yīng)的電路圖。學(xué)生由于掌握了測(cè)電阻的原理和串并聯(lián)電路的電流、電壓等特點(diǎn)，所以通過相互討論、研究、交流后，會(huì)發(fā)現(xiàn)有很多方法，如常規(guī)情況下的伏安法、缺電表情況下的伏阻法和安阻法、運(yùn)用電路變化的極端法等。然后讓學(xué)生根據(jù)自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，在動(dòng)手前教師強(qiáng)調(diào)各種電表的使用方法以及注意事項(xiàng)。由于在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，不同層次的學(xué)生經(jīng)歷了自己設(shè)計(jì)方案的實(shí)驗(yàn)操作，體驗(yàn)了實(shí)驗(yàn)的成功，更為重要的是在此實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生由于自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有別于其他組，心中的成功感和自豪感就會(huì)油然而生，學(xué)習(xí)物理的內(nèi)在原動(dòng)力就會(huì)得到激發(fā)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后教師組織學(xué)生對(duì)各個(gè)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)估，指出各實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的優(yōu)點(diǎn)和不足，讓學(xué)生開放性地歸納，這樣既培養(yǎng)了學(xué)生分析、概括實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力，還拓展了學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)域。

通過這樣自主、開放性的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，大大提高了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的綜合能力，同時(shí)挖掘了學(xué)生的發(fā)散思維和勇于創(chuàng)新的精神，學(xué)生的主動(dòng)性學(xué)習(xí)與研究性學(xué)習(xí)的精神得到充分發(fā)揮，真正使學(xué)生在寬松和諧的氣氛中學(xué)到知識(shí)，在樂學(xué)環(huán)境中鍛煉能力。

三、重視多媒體資源的運(yùn)用，呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的多樣形式

運(yùn)用多媒體實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源時(shí)，可以借助于圖片、聲音、影像、Flash動(dòng)畫、視頻等形式，將一些無法用實(shí)驗(yàn)器材直接演示、驗(yàn)證的物理性質(zhì)或在實(shí)驗(yàn)中無法在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的操作過程直接展示出來，讓學(xué)生能夠獲得圖文并茂、視聽一體的交互式集成信息。這種立體、直接的教學(xué)資源能給學(xué)生感官上的直接刺激，大大調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

初中物理中很多實(shí)驗(yàn)如用天平測(cè)量物體的質(zhì)量、平面鏡成像、凸透鏡成像、焦耳定律等可以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，而其他諸如光的色散、擴(kuò)散現(xiàn)象等揭示物理性質(zhì)的示范性實(shí)驗(yàn)，由于受到條件的限制，往往很難在課堂中直接演示，通過多媒體課件來輔助完成，既有助于教學(xué)效果的實(shí)現(xiàn)，又能使教學(xué)過程按照預(yù)設(shè)的思路前進(jìn)。特別是對(duì)很多無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的理論知識(shí)，多媒體課件教學(xué)更是凸顯了其極大的優(yōu)勢(shì)。如核裂變中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是學(xué)生學(xué)習(xí)該部分內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)，如果僅憑教師在課堂上用黑板通過畫圖的方式呈現(xiàn)，學(xué)生很能理解，更不能體會(huì)到鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中所產(chǎn)生的巨大能量。為了突破該教學(xué)難點(diǎn)，首先通過視頻形式給學(xué)生展示一下多米諾骨牌的實(shí)驗(yàn)過程，然后利用Flash的動(dòng)畫功能和CAI課件，演示用一個(gè)中子轟擊一個(gè)重核所產(chǎn)生的一系列的裂變過程，最后視頻播映從網(wǎng)絡(luò)上收集來的關(guān)于重核裂變(原子彈)產(chǎn)生的極具震撼力的影像。通過這樣的教學(xué)，不僅填補(bǔ)了由于教師枯燥無力的講解所帶來的乏味，更為重要的是學(xué)生經(jīng)歷了上述的教學(xué)活動(dòng)，能夠從聽覺、視覺上認(rèn)識(shí)抽象的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了形象思維與抽象思維的完美結(jié)合，極大地提高了學(xué)生對(duì)知識(shí)理解的準(zhǔn)確度。

再者有時(shí)在物理課堂上利用多媒體技術(shù)代替某些演示實(shí)驗(yàn)的操作，可以讓學(xué)生直接感知演示實(shí)驗(yàn)不能代替的效果，同時(shí)還能有效地控制課堂節(jié)奏，讓教師按照預(yù)定的教學(xué)思路進(jìn)行下去。如研究牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)，若采用讓小車在毛巾、棉布和木板表面上運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置，讓學(xué)生通過分析、討論得出“運(yùn)動(dòng)物體不受力時(shí)將做勻速直線運(yùn)動(dòng)”這個(gè)結(jié)論，是有一定難度的，因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)過程中小車不管在什么表面上運(yùn)動(dòng)，其速度都是越來越小的，最終停止下來。如果采用多媒體技術(shù)，讓該實(shí)驗(yàn)通過Flash動(dòng)畫的形式將小車在不同表面運(yùn)動(dòng)，然后讓小車在光滑的表面上永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去，學(xué)生就可以通過直觀形象的動(dòng)畫效果直接感知，這樣學(xué)生在概括結(jié)論時(shí)就能得心應(yīng)手，也就不會(huì)出現(xiàn)課堂冷場(chǎng)的尷尬，同時(shí)也大大節(jié)約了課堂時(shí)間，為更好地提高課堂教學(xué)效率提供了保障。

當(dāng)然，“生活處處有物理，留心觀察皆學(xué)問”。物理教師在實(shí)際的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中如果能夠注意積極收集、開發(fā)、整合生活中的實(shí)驗(yàn)資源，充分運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)媒體，根據(jù)實(shí)際教學(xué)的需要，變換思維形式，從教情、學(xué)情出發(fā)，采取有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，充分整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，那我們的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)一定會(huì)取得更大的進(jìn)步。

[1] 全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)[S].2002.

[2] 房玉健.物理實(shí)驗(yàn)開出率低的原因和對(duì)策[J].山東教育,2011,1-2(合):55-56.

[3] 韋超.研究實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式 提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效益[J].物理教學(xué)探討,2009,9:77-79.

2011-05-27

王茂東，本科，中教一級(jí)，教研組組長(zhǎng)。

江蘇省寶應(yīng)縣夏集中學(xué)。

物理課堂教學(xué)中的各種實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，可以使學(xué)生對(duì)物理事實(shí)獲得具體的、明確的認(rèn)識(shí)，是學(xué)生理解物理概念、掌握物理規(guī)律、學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)技能的重要途徑。而物理實(shí)驗(yàn)室既是教師實(shí)施“自主、合作、探究”教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力的重要場(chǎng)所，也是教師進(jìn)行教學(xué)研究的主陣地。教師要用足、用活實(shí)驗(yàn)室中已有的各種器材開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并結(jié)合生活實(shí)際，開發(fā)利用生活用品為物理學(xué)習(xí)服務(wù)，使教學(xué)資源達(dá)到最大限度的利用。

1.充分利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室資源，大力開發(fā)生活中的實(shí)驗(yàn)資源

隨著教育現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷發(fā)展，很多中學(xué)甚至農(nóng)村中學(xué)都已經(jīng)配備了齊全的設(shè)備、專業(yè)的人員、完善的制度、功能全面的實(shí)驗(yàn)室。在實(shí)驗(yàn)室中，各種設(shè)備和器材都能按照一定的原則分門別類地放置在指定的位置上，并且每個(gè)器材的用途、安裝方法、使用注意事項(xiàng)都明確地說明，學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后可以根據(jù)需要，選擇實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。所以這些儀器、設(shè)備、模型都是學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的重要資源，教師要充分利用這些資源在課堂、課外，讓學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究的過程。

然而，實(shí)驗(yàn)室中的這些資源在設(shè)置與配備上有一定局限性，它往往會(huì)受到所屬版本教科書、教學(xué)參考書上剛性要求的限制，對(duì)于教學(xué)活動(dòng)中的教師演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的安排都是按照“菜單式”開展。這樣的要求和安排就大大束縛了教師與學(xué)生在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中的創(chuàng)新思維，阻礙了師生之間創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的持續(xù)發(fā)展。這樣就導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)室中的器材、模型在學(xué)生進(jìn)行課內(nèi)、課外探究實(shí)驗(yàn)過程中可能存在著不足，因此很有必要讓教師和學(xué)生從生活中收集物理實(shí)驗(yàn)的器材資源，變生活中的“廢物”為物理實(shí)驗(yàn)中的“寶貝”。

如生活中經(jīng)常見到的廢牙膏皮、可樂瓶、易拉罐、玻璃、鐵釘、注射器等，利用這些生活用品和廢棄品可以做很多的實(shí)驗(yàn)，這樣能夠豐富實(shí)驗(yàn)室資源，開闊學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的深度和廣度。以生活用品—玻璃杯為例，它可以做有關(guān)聲學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、力學(xué)、電學(xué)方面的很多實(shí)驗(yàn)，如聲學(xué)方面：(1)用筷子輕輕敲擊玻璃杯的口，會(huì)聽到玻璃杯發(fā)出清脆悅耳的聲音；當(dāng)不用筷子敲擊時(shí)，玻璃杯是不會(huì)發(fā)出聲音的。說明聲音是由發(fā)聲體的振動(dòng)而產(chǎn)生的；當(dāng)振動(dòng)停止時(shí)，發(fā)聲也就停止了。(2)在幾個(gè)相同的玻璃杯中放入不同質(zhì)量的水，使水面高低不等，當(dāng)用筷子輕輕敲擊不同玻璃杯口時(shí)，會(huì)發(fā)出音調(diào)不同的美妙“音樂”。說明發(fā)聲體的長(zhǎng)度不同，其發(fā)出聲音的音調(diào)也不相同。(3)如果取用兩只厚度不同的玻璃杯，用筷子輕輕敲擊其杯口，會(huì)發(fā)現(xiàn)這兩只杯子發(fā)出聲音的音色也不相同。說明發(fā)聲體的形狀不同，其發(fā)出的聲音具有不同的音色。

2.定期開放實(shí)驗(yàn)室，提供實(shí)驗(yàn)的空間

物理實(shí)驗(yàn)室不僅是師生進(jìn)行課堂學(xué)習(xí)、交流的場(chǎng)所，也是學(xué)生在課后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究、提高實(shí)驗(yàn)操作技能的重要渠道，所以學(xué)校的物理實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該積極為學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究創(chuàng)設(shè)條件，提供一切可以讓學(xué)生經(jīng)歷自主學(xué)習(xí)、合作交流的機(jī)會(huì)，特別是在課后不受時(shí)間和空間限制的情況下，讓他們自己利用已經(jīng)學(xué)過的物理知識(shí)自制實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停?yàn)證物理學(xué)習(xí)過程中所得出的結(jié)論、規(guī)律，探究課堂學(xué)習(xí)中遇到的新問題，體會(huì)學(xué)習(xí)物理的樂趣。

而如今很多學(xué)校對(duì)物理實(shí)驗(yàn)室的管理都是封閉式的，即只有在上物理實(shí)驗(yàn)課時(shí)，教師和學(xué)生才可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，其余時(shí)間學(xué)生基本上沒有機(jī)會(huì)進(jìn)入。這樣的管理模式必然會(huì)導(dǎo)致學(xué)生失去交流、合作的機(jī)會(huì)，對(duì)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣存在很大的障礙，特別是對(duì)原來有較大熱情的學(xué)生來說，由于很多問題得不到親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作、驗(yàn)證，久而久之就會(huì)對(duì)物理失去興趣。因而從保護(hù)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性來看，定期開放物理實(shí)驗(yàn)室，變封閉式管理為開放式活動(dòng)，讓學(xué)生隨時(shí)熟悉并接觸各種實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備，以便選擇適當(dāng)?shù)膬x器和器材進(jìn)行科學(xué)探究是很有必要的。

作為物理教師要積極以組織和開展物理興趣小組活動(dòng)為契機(jī)，充分利用實(shí)驗(yàn)室中教學(xué)資源，開展物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，變限制性的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)為開放型的探究性實(shí)驗(yàn)，極大調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)和探究物理的積極性，激發(fā)他們內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)造性思維能力，為學(xué)好物理知識(shí)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。