初中物理課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)分析

陸建忠

（江蘇省海門市東洲國際學(xué)校，江蘇海門 226100）

引 言

新課程改革對(duì)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了新的要求、任務(wù)，而革新教學(xué)方法是其中不可忽視的重要方面。教師要深入剖析物理教材、教學(xué)對(duì)象及實(shí)驗(yàn)教學(xué)情況，站在教育現(xiàn)代化發(fā)展的高度，在實(shí)踐中探索教學(xué)新思路，優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)方法，使物理課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加高效[1]。

一、自主、合作、探究相結(jié)合，開展探索式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

自主、合作、探究是新課程改革強(qiáng)調(diào)的重要內(nèi)容。教師要將自主、合作、探究三者有機(jī)結(jié)合，開展探索式物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，指引各層次學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)操作過程中進(jìn)行有效的自主探究、合作探究，活用所學(xué)的物理知識(shí)、操作方法，在鍛煉物理思維的同時(shí)發(fā)展各方面能力。

（一）自主探究實(shí)驗(yàn)

以“物體的浮與沉”教學(xué)為例。教師可以向?qū)W生展示日常生活中熟悉的物品，如硬幣、橡皮泥、小玻璃杯、泡沫塑料等，讓他們思考這些物體浸沒到水中會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)，以及如何才能讓下沉的物體浮起來、讓漂浮的物體沉下去。隨后，教師可以讓學(xué)生自由選擇實(shí)驗(yàn)材料，在親自操作的同時(shí)驗(yàn)證、糾正自己的猜想，再在發(fā)散思維、深挖潛能的過程中自主設(shè)計(jì)關(guān)于物體浮與沉的小實(shí)驗(yàn)，靈活應(yīng)用現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)材料，也可以自行改造實(shí)驗(yàn)材料。比如，學(xué)生可以合理改造玻璃瓶；在體積不變的情況下，將實(shí)心的物體變成空心物體；向盛有水的玻璃瓶撒鹽，增大液體的密度或物體排開液體后的體積，從而改變水中物體自身的重力或浮力，讓下沉的物體上浮，讓上浮的物體下沉。如此，學(xué)生可以在自制實(shí)驗(yàn)、自主探究過程中準(zhǔn)確理解和重力、浮力相關(guān)的知識(shí)，尤其是重力、浮力之間的區(qū)別及聯(lián)系，從而深入感知物體的狀態(tài)，即上浮、下沉。

（二）合作探究實(shí)驗(yàn)

在學(xué)生自主探究實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師要進(jìn)一步研讀“物體的浮與沉”課題實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，在落實(shí)“生本教育”理念的過程中深化探究式教學(xué)方法，在將自主探究實(shí)驗(yàn)與合作探究實(shí)驗(yàn)深度結(jié)合的過程中徹底翻轉(zhuǎn)傳統(tǒng)的以教師為中心的物理實(shí)驗(yàn)課堂，確保不同層次學(xué)生在探討、交流、協(xié)調(diào)、配合的過程中都能成為“物體的浮與沉”實(shí)驗(yàn)課堂的“小主人”。針對(duì)不同層次學(xué)生自主探究“物體的浮與沉”實(shí)驗(yàn)的情況，教師要有效整合“物體的浮與沉”課題的重點(diǎn)與難點(diǎn)，讓學(xué)生自由組合，共同探究問題，即物體在上浮或下沉?xí)r，受到的重力、浮力有著怎樣的關(guān)系。同時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生在交流想法的同時(shí)大膽猜想，如當(dāng)重力大于浮力時(shí)，物體下沉；當(dāng)重力小于浮力時(shí)，物體上浮。以猜想為導(dǎo)向，在合作探究的基礎(chǔ)上，學(xué)生共同設(shè)計(jì)“物體的浮與沉”實(shí)驗(yàn)，即玻璃瓶可以在水中下沉、上浮，分別測量并比較玻璃瓶受到的重力及浸沒到水中后受到的浮力，探討實(shí)驗(yàn)中存在的問題，如測量物體所受重力的方法，在上浮、漂浮、下沉?xí)r準(zhǔn)確測量物體分別受到的浮力。隨后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)操作步驟，先向玻璃瓶灌水，確保其浸沒后能在水中下沉，測出此時(shí)玻璃瓶的重力，再將玻璃瓶浸沒到水中，讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)，計(jì)算此時(shí)的玻璃瓶所受的浮力，最后倒出玻璃瓶中的水，確保其浸沒后能在水中上浮，測出此時(shí)重力。教師還可以引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系、內(nèi)化、整合浮力的新舊知識(shí)，巧用實(shí)驗(yàn)器材，如量筒、彈簧測力計(jì)、瓶子、配重物等，在協(xié)同合作的過程中進(jìn)行多層面實(shí)驗(yàn)操作，在詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的同時(shí)深化探究實(shí)驗(yàn)結(jié)論，在深入認(rèn)識(shí)浮力的同時(shí)準(zhǔn)確比較浮力、重力二者的大小，在掌握力、運(yùn)動(dòng)二者關(guān)系的過程中分析、理解物體上浮、漂浮及下沉的具體條件。在自主探究、合作探究結(jié)合的過程中，每位學(xué)生都能深層次認(rèn)識(shí)、理解物體的三種狀態(tài)，即漂浮、懸浮、沉底，包括物體上浮、下沉的全過程，在高效掌握課題內(nèi)容的同時(shí)鍛煉多種思維及實(shí)驗(yàn)探究能力，更好地將浮力知識(shí)應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中，如利用浮力、重力之間的關(guān)系，解釋熟悉的物體的浮與沉現(xiàn)象；了解浮沉條件在生產(chǎn)、生活中的具體應(yīng)用，在將浮力知識(shí)學(xué)“活”的過程中提高物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果。

自主、合作、探究相結(jié)合，開展探索式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有利于不同層次學(xué)生在自主探究的基礎(chǔ)上進(jìn)行有效的合作學(xué)習(xí)，在互幫互助的過程中提高實(shí)驗(yàn)操作效果，確保每位學(xué)生都參與物理實(shí)驗(yàn)操作，在深化鍛煉學(xué)生物理思維的同時(shí)，發(fā)展學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力，保證物理實(shí)驗(yàn)課堂的教學(xué)質(zhì)量。

二、以物理現(xiàn)象為線索，開展生活化實(shí)驗(yàn)教學(xué)

物理學(xué)科和現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系密切。教師要在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中以物理現(xiàn)象為線索，開展生活化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，拉近物理實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)實(shí)生活的距離，讓學(xué)生在生活化的實(shí)驗(yàn)操作過程中發(fā)展實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ行囵B(yǎng)科學(xué)精神和實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)[2]。

以“氣體的壓強(qiáng)”教學(xué)為例。教師可以將生活化的教學(xué)方法巧妙滲透到實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)各環(huán)節(jié)中，讓班級(jí)學(xué)生說說日常生活中和大氣壓緊密聯(lián)系的物理現(xiàn)象。比如，不同形狀的塑料掛衣鉤可以粘貼在光滑墻壁上；通過吸管可以喝到瓶中的飲料；懸空的塑料管里的水無法流出；在擠壓的過程中，鋼筆可以吸取瓶中的墨水。教師和不同層次學(xué)生共同分析這些常見的物理現(xiàn)象，可以實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)生實(shí)際生活的有機(jī)聯(lián)系。隨后，教師可以在講解課題知識(shí)的過程中進(jìn)行生活化的實(shí)驗(yàn)演示，如讓學(xué)生聆聽、觀看壓癟易拉罐的過程，進(jìn)一步感知生活中的大氣壓。在此基礎(chǔ)上，教師可以向?qū)W生提供其熟悉的生活化實(shí)驗(yàn)器材，如礦泉水瓶、硬紙片、玻璃杯、氣球、注射器、彈簧測力計(jì)等，并讓學(xué)生在互動(dòng)、交流的過程中大膽猜想，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，巧用生活化實(shí)驗(yàn)器材驗(yàn)證現(xiàn)實(shí)生活中大氣壓的存在及大氣壓的大小，從而在創(chuàng)新使用實(shí)驗(yàn)器材、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案的過程中深層次探究相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，解釋物理現(xiàn)象和揭示物理規(guī)律，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

以物理現(xiàn)象為線索，開展生活化實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以在物理實(shí)驗(yàn)與學(xué)生實(shí)際生活之間架起一座橋梁，調(diào)動(dòng)不同層次學(xué)生參與物理實(shí)驗(yàn)操作的主動(dòng)性，讓學(xué)生在多層次、系統(tǒng)化實(shí)驗(yàn)操作過程中緊密接觸現(xiàn)實(shí)生活，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

三、巧設(shè)問題，借助多媒體設(shè)備開展虛擬化實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在信息時(shí)代背景下，信息化教學(xué)成為初中物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的主要方法。教師可以將信息化元素引入物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂，巧設(shè)問題，活用多媒體技術(shù)手段，將文字、圖片、聲像等形式相結(jié)合，開展虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)，創(chuàng)設(shè)逼真、生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)情境，讓學(xué)生在感知、體驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的過程中輕松掌握實(shí)驗(yàn)操作方法。

（一）巧設(shè)思考問題

問題設(shè)置是物理課堂信息化教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)。教師要在巧設(shè)問題、高效運(yùn)用多媒體設(shè)備的過程中，有序開展虛擬化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)。以“探究凸透鏡成像的規(guī)律”教學(xué)為例。教師不要直接引入這一新課題，可以先巧設(shè)相關(guān)的問題，如物體經(jīng)凸透鏡成的像都是實(shí)像嗎？是否都具有正立、放大的特點(diǎn)？如果物體遠(yuǎn)離凸透鏡，物體經(jīng)凸透鏡成的像及像距是否會(huì)發(fā)生變化？從而啟發(fā)學(xué)生思考，同時(shí)活躍實(shí)驗(yàn)課堂氛圍，在問題情境中巧妙導(dǎo)出新課題“探究凸透鏡成像的規(guī)律”。教師可以引領(lǐng)各層次學(xué)生進(jìn)一步思考，大膽猜想物體經(jīng)凸透鏡成像的規(guī)律，相互探討獲取正確結(jié)論的方法，從而激發(fā)學(xué)生的探索欲。隨后，教師可以將信息化的教學(xué)方法滲透到“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)課堂中，靈活運(yùn)用功能齊全的現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備，將文字、動(dòng)畫、圖片等形式相融合，創(chuàng)設(shè)動(dòng)靜結(jié)合的信息化情境，落實(shí)由易到難的研究原則，導(dǎo)出和凸透鏡成像相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，將抽象、難懂的成像知識(shí)形象化、生動(dòng)化。比如，教師可以通過多媒體設(shè)備創(chuàng)設(shè)虛擬情境，利用蠟燭、凸透鏡、光屏，直觀呈現(xiàn)物距u及像距v，讓“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)更加豐富、生動(dòng)、有趣，從而激發(fā)學(xué)生的實(shí)踐興趣，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

（二）開展虛擬實(shí)驗(yàn)

凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)步驟繁雜，有較大的學(xué)習(xí)難度。教師可以根據(jù)凸透鏡、火焰二者距離不斷變化的過程中成像的實(shí)際情況，創(chuàng)新傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)演示方法，運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)和設(shè)備讓凸透鏡成像更加直觀、生動(dòng)。教師可以讓學(xué)生回憶之前提出的問題，仔細(xì)觀看動(dòng)畫，發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律，即凸透鏡、火焰二者距離超過2 倍焦距后成倒立、縮小的實(shí)像；距離在1 倍焦距到2 倍焦距之間時(shí)成倒立、放大的實(shí)像；距離小于1倍焦距時(shí)成正立、放大的虛像。觀看動(dòng)畫后，教師可以讓學(xué)生利用光具座、蠟燭、凸透鏡等親自進(jìn)行一系列實(shí)驗(yàn)操作，從而深化探究成像規(guī)律，驗(yàn)證從信息化實(shí)驗(yàn)演示中獲取的結(jié)論，體驗(yàn)操作物理實(shí)驗(yàn)的樂趣，突破課題重難點(diǎn)，高效掌握關(guān)于凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)操作方法，確保實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)目標(biāo)得以順利實(shí)現(xiàn)。

利用多媒體技術(shù)手段，開展虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以化靜為動(dòng)、化抽象為具體，讓學(xué)生在信息化情境中深刻感知物理實(shí)驗(yàn)的魅力，也可以降低實(shí)驗(yàn)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作的學(xué)習(xí)難度，讓各層次學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)操作水平，快樂學(xué)習(xí)物理知識(shí)。

結(jié) 語

總而言之，教師要站在學(xué)生發(fā)展的視角，在探究、解決各類問題的過程中完善教學(xué)方法，提高初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，讓各層次學(xué)生不僅學(xué)習(xí)到物理理論知識(shí)，還能掌握實(shí)驗(yàn)操作技能，鍛煉實(shí)驗(yàn)、探究、合作、創(chuàng)新等能力，高效培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)、科學(xué)精神及實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。