淺談初中物理實驗教學有效性的提升

吳青峰

摘 要：實驗教學在物理課程教學中起著至關重要的作用，是激發(fā)學生學習興趣、培養(yǎng)觀察、實踐、交流合作等各方面能力、培養(yǎng)終身學習素養(yǎng)的有效途徑。教學過程中通過對實驗設計的優(yōu)化、實驗器材的改進、實驗效果的提升、實驗結論的實踐應用、小實驗設計和原理反饋驗證等各方面相互協(xié)調(diào)促進，有效提升實驗教學效果。

關鍵詞：實驗教學; 有效性; 優(yōu)化; 提升

中圖分類號：G633.7? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：1006-3315（2019）11-039-002

物理學是一門自然科學，是研究和揭示物理現(xiàn)象的本質(zhì)和蘊藏的規(guī)律、以實驗為基礎的自然科學。而初中物理知識更加貼合學生的生活實際，觀察和研究的是發(fā)生在學生身邊、實際生活中遇到的物理現(xiàn)象，探究學習和掌握應用其中蘊含的物理規(guī)律，與生活實際緊密相關。因此，在初中物理教學中要取得良好的教學效果，除了要增強學生觀察身邊的物理現(xiàn)象能力的同時，也必須要進行有目的實驗設計和探究，才能在現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)、總結和驗證其中蘊含的物理規(guī)律，并加以應用或解釋相關物理現(xiàn)象。從生活中來，回到生活中去，讓學生體會到物理的魅力，激發(fā)學習物理的興趣，牢固掌握和熟練應用物理規(guī)律，提升物理教學的效果。

通過物理實驗，不但能培養(yǎng)學生的興趣和激發(fā)學生的求知欲，而且能培養(yǎng)學生的觀察能力和動手解決問題的能力，牢固記憶、理解知識點并深入體會它的物理意義，更重要的是能培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力、合作交流的能力和實事求是、勇于探索的態(tài)度和價值觀，為終身學習奠定了良好的基礎。

由此可見，實驗教學在學生學習物理過程中起著至關重要的作用。因此，無論是在演示實驗、學生分組實驗，還是趣味性、探究性或驗證性的小實驗中，要對實驗的設計、實驗的易操作性、實驗的易觀測性、實驗效果明顯度及現(xiàn)代數(shù)字技術應用等各方面綜合考慮，以期實現(xiàn)教學效果的最優(yōu)化，不斷提升教學效果。

在開展實驗教學時，筆者認為要注重以下方面，加以改進和提升，才能充分發(fā)揮實驗教學的作用，不斷提升實驗教學的有效性。

一、明確實驗目的，凸顯觀測重點

實驗操作前，必須使學生明確設計實驗的目的，所采用的研究方法（如控制變量法、類比法、等量替代法等），明確實驗步驟和觀測的現(xiàn)象或記錄的數(shù)據(jù)。凸顯實驗觀測重點，有時可指導學生設計一些帶有指向性、階梯式的問題，分解實驗步驟，明確實驗過程。使學生明白實驗的目的、要探究的內(nèi)容、如何做、按怎樣的順序做、為什么要這樣做，讓學生順利而高效地完成實驗、得出實驗結論。

二、實驗器材的改進，清晰呈現(xiàn)實驗現(xiàn)象

實際實驗教學過程中，我們往往由于實驗器材的限制，導致實驗操作難度大、要求高，實驗現(xiàn)象不清晰，無形中為實驗探究設置了障礙，影響教學效果。因此，要挖掘現(xiàn)代科技發(fā)展為我們提供的更好、更適合的裝備器材，降低實驗操作難度，減少干擾，凸顯實驗觀測效果。

如在研究凸透鏡成像規(guī)律實驗中，原先使用的是蠟燭，在切割調(diào)整蠟燭高度和固定蠟燭位置時是一個技術活，學生操作不好就要浪費一定的時間;而且蠟燭亮度不夠、火焰外圍存在暗暈，對環(huán)境要求高、火焰暗暈導致像的大小變化等都會影響學生實驗的操作性和結論的提煉得出。這時可改用一體化、高亮度的LED燈珠做成發(fā)光字，就有效解決了固定、亮度、暗暈等一系列問題，大大降低了實驗的難度，實驗現(xiàn)象更加清晰，易于學生總結實驗規(guī)律。不僅清晰得到成像上下倒立特點，而且也很容易得出左右成像倒立特點，完善學生知識體系。

教師在演示實驗時，往往由于器材、觀測視角等原因，學生不易觀測實驗現(xiàn)象。在電學實驗時，雖然部分教師考慮到后面學生由于前排學生的遮擋無法觀測實驗現(xiàn)象，墊高了實驗器材高度，但這是遠遠不夠的，如器材太小、學生觀測的視角等原因，極大影響了學生觀測的效果，甚至無法觀測。而這時磁吸式電學器材很好地解決了這些問題，所有器材可吸在黑板上，解決了學生觀察高度和視角的問題。同時演示電表等電學器材做成大尺寸，可進行有效地觀察和讀數(shù)。這樣可使實驗過程更加清晰、實驗觀測更加直觀清楚，大大提升了實驗效果。

可見，實驗器材的改進和選擇，對于實驗的可操作性、觀測清晰度的提升、實驗結論的得出有著至關重要的作用。

三、增強實驗效果，提升實驗的震撼力

1.有些觀測效果不明顯的實驗現(xiàn)象，必須要通過改進實驗的方法、設計，如通過運用放大法、轉(zhuǎn)換法等方法來改進實驗設計，更利于師生觀測，增強觀測的效果。

如在研究聲音是由物體振動而產(chǎn)生的實驗中，將不容易觀測到的發(fā)聲物體的振動通過轉(zhuǎn)換法和放大法，音叉引起乒乓球的振動，說明音叉的振動，乒乓球的振動幅度大，說明音叉振動幅度大，易于學生觀測和分析得出聲音是由物體振動產(chǎn)生的、振動幅度越大響度越大的結論。也可以用鼓面紙屑跳動的方法來研究。

又如壓力使物體發(fā)生微小形變等，可用反射法等轉(zhuǎn)換、放大實驗現(xiàn)象，增強實驗的可觀測性。

2.有些實驗可通過改進實驗設計，不僅使學生清晰看到實驗現(xiàn)象，明晰實驗原理，而且實驗效果大大超過學生想象，有非常大的震撼力，成為一個終生難忘的實驗。

如演示大氣壓的實驗，易拉罐不易密封，實驗很難成功，效果不佳，改進實驗設計后，換成大的純凈水桶用橡膠蓋密封，操作簡便，實驗效果明顯，不僅使學生明確實驗原理，而且效果震撼，終生難忘，激發(fā)學生探究興趣。

又如在慣性教學中，除了常規(guī)實驗外，也可演示或借用多媒體手段播放慣性的大型實驗，增強實驗震撼力。如從網(wǎng)絡下載一人抽桌布到另一桌的實驗視頻，甚至利用摩托車抽桌布的大型實驗;大型卡車的卸貨視頻，實驗現(xiàn)象清晰，效果震撼。

四、改進實驗設計，提升實驗的易操作性

在教材設計的實驗中，部分實驗操作要求較高、操作繁瑣、實驗現(xiàn)象觀測不清晰，需改進實驗設計，實現(xiàn)操作的簡便性，實驗現(xiàn)象觀測更清晰。

如觀察水的沸騰實驗中，實驗裝置繁瑣、要求高、實驗時間長、實驗現(xiàn)象不清晰。可改進實驗設計，將酒精燈、石棉網(wǎng)、燒杯等器材用大的透明養(yǎng)生壺來實驗，用電加熱，實驗器材少、控制簡便、現(xiàn)象觀測清晰明顯。同理，在研究不同物質(zhì)的比熱容實驗中，裝置繁瑣、兩個酒精燈的火焰大小難以調(diào)節(jié)一致，操作難度大，也可用相同功率的電加熱的方式進行控制，操作簡便，觀測清晰。當然也可借助數(shù)字傳感器技術，進行數(shù)據(jù)收集與處理，觀測現(xiàn)象，總結規(guī)律。

再如在研究滑動摩擦力影響的因素中，有兩個實驗操作難點：一是較難控制木塊做勻速直線運動，二是彈簧測力計隨木塊移動，運動過程中難以讀數(shù)。這就需要改進實驗設計，消除實驗難點和障礙。可將木塊通過彈簧測力計固定在豎直固定物上，拉動底部木板的實驗設計改進，既降低了實驗條件要求、降低實驗難度，也更易測得實驗數(shù)據(jù)，分析得出規(guī)律特點。

五、重視實驗的原理反饋探究

在通過實驗研究，得到現(xiàn)象規(guī)律的基礎上，再通過理論驗證實驗規(guī)律的正確性。如在實驗得到凸透鏡成像規(guī)律的基礎上，通過特殊光線的作圖特點驗證，驗證實驗規(guī)律的正確性，并通過規(guī)律的應用進行拓展。在實驗得到規(guī)律的基礎上，多角度驗證，深入理解規(guī)律性質(zhì)和原理，融會貫通，形成知識網(wǎng)絡。

六、重視學生小實驗的設計和應用。

物理是一門實驗科學，與實際生活緊密相關，研究和解釋實際生活中的物理現(xiàn)象和原理。學生在研究和學習了相關物理知識后，聯(lián)系身邊生活實際，研究和解釋生活中的相關物理現(xiàn)象，設計相關物理小實驗，通過小實驗的探究，不僅深入掌握了相關物理知識點，而且融會應用，在應用的同時深入理解相關知識內(nèi)容，提升相關能力。

七、發(fā)揮實驗的教育功能

學校教育除了讓學生掌握相關知識內(nèi)容，也要培養(yǎng)學生相關的能力。通過實驗教學，實現(xiàn)了在探索研究相關知識點的同時，也促進了學生相關能力的發(fā)展，促進相關思維品質(zhì)的培養(yǎng)。在實驗過程中，同時要培養(yǎng)交流和合作能力、實踐操作能力、分析總結能力，同時培養(yǎng)勇于探索、實事求是、精益求精的態(tài)度和價值觀，為適應現(xiàn)代科技高速發(fā)展的終身學習奠定良好的基礎和相關能力。

綜上所述，我們在教學實踐中，要充分發(fā)揮實驗教學在物理教學中的重要作用，切實提升實驗教學的有效性。在實驗教學中培養(yǎng)學生動手實踐能力的同時，加強交流合作能力、邏輯思維能力、創(chuàng)新能力等能力培養(yǎng)，各方面綜合協(xié)調(diào)發(fā)展，以促進教學效果和學生素質(zhì)的提升。