基于學習進階的物理實驗技能培養

朱興國

【摘 ?要】本文針對初中物理實驗教學中學生實驗技能方面出現的問題，提出基于學習進階思想的解決方案，從實驗設計、器材操作和觀察與測量三個方面具體闡述進階教學過程。

【關鍵詞】學習進階;實驗教學;實驗技能

中圖分類號：G633.7 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：0493-2099（2021）15-0106-02

Physics experiment skills training based on advanced learning

（Xuzhou No.31 Middle School，China）ZHU Xingguo

【Abstract】In this paper， aiming at the problems of students' experimental skills in junior middle school physics experiment teaching， a solution based on the idea of learning progression is proposed， and the process of advanced teaching is elaborated in detail from three aspects： experimental design， equipment operation and observation and measurement.

【Keywords】Advanced learning; Experimental teaching; Experimental skills

問題提出：當前實驗教學已經成為物理教學的主要教學形式。學生在參與實驗時經常會出現如下問題：學生對實驗設計不明確、實驗器材使用不當、實驗現象收集困難等。這其實就是學生實驗技能不足的表現。所以在物理實驗教學過程中教師不僅要通過實驗完成學科知識的教學，還要兼顧實驗技能的培養。現行的教材并沒有在實驗技能的培養與訓練方面做出明確、系統的劃分和設計，這就需要教師在實際的課堂教學中根據學生的實驗技能水平，合理設計實驗教學的環節，適當突出實驗技能方面的內容，以期更充分地發揮出實驗教學的作用。

解決方案：在物理實驗教學的設計中，具體的實驗操作要求應是基于學習進階的實驗技能培養。對于學生實驗技能的培養，也需要一個依次進階、逐級深化的教學設計。筆者將初中物理教學中一些相似相關的實驗進行整合，利用學習進階的思想進行統一的規劃和實施。主要解決學生在實驗設計、器材操作和觀察與測量等三方面出現的問題。下面結合具體案例加以介紹：（本文所涉及教材內容均選自蘇科版初中物理教材）

一、實驗設計能力

實驗的設計能力在諸多實驗技能中無疑是處在核心的位置，是一種較為綜合的能力，當然對于初中生而言也是較難的一項。對實驗設計能力的培養大致分為三步：

1.經歷一定數量操作簡單、觀察方便的實驗;

2.完成包含多項實驗觀察和器材操作的實驗;

3.根據實驗要求結合以往的實驗經驗設計實驗過程，選擇恰當器材。以初中教材中“熱學”實驗為例，介紹實驗設計的進階過程（見表1）。

按照教材的編寫順序，從第2個實驗開始就可以在前一個實驗的基礎上進行設計創新，以滿足新的實驗需要。教學中教師可以通過問題引導學生思考實驗的改進設計。如實驗2：我們既要給水加熱又要測量水的溫度，只有三腳架還行不行？需要什么樣的裝置來幫忙呢？實驗3：酒精燈的火焰的加熱范圍有限，直接加熱試管中的固體時，經常出現一部分已經熔化完畢，其余部分還未開始熔化的情況，怎樣才能使試管中的固體均勻受熱呢？實驗4：觀察物體升溫時，如何控制物體吸收相同的熱量？實驗5：怎樣才能觀察到燃料燃燒放出的熱量多少？在學生思考問題、討論解決方案的過程中會自然地與之前的實驗進行對比，既是對新情況的深入思考又是對已有實驗經驗的回顧，學生能夠對實驗的理解逐級加深。

二、器材操作能力

學生的物理實驗技能是通過一個一個的實驗、一件一件的儀器、一項一項的要求逐步訓練出來的。教師如果不能夠從教學的全局出發把許多看似孤立的實驗聯系起來，也就很難確立一個整體的技能要求和有效實施技能培養的方案。初中階段，電學部分實驗占有很大比例，對電學元件的操作是學生在生活中沒有接觸過，從基本電路連接到電表使用，需要逐步依次練習。

以“電學”實驗為例：

在成人看來再簡單不過的擰螺絲動作，對于每天只拿筆寫字的學生而言也是需要專門練習的。每節課都可以從連接電路開始，根據需要對原電路進行改裝，既明確了實驗的設計目標，也達到了反復練習、熟練器材操作的目的。

三、觀察記錄能力

初中物理學習注重學生對自然現象的觀察和分析，而觀察是分析的基礎。生活中的光學現象學生看著很熟悉，但現象的成因是學生無法直接觀察到的。教學中教師指導學生借助光線這一模型，通過作圖的方式記錄下觀察到的光學現象對后期分析現象有很好的輔助作用。在實際作圖的過程中，學生動手畫圖的能力也是需要由易到難逐步培養的。

表2為教材中所涉及光學現象節選：從上表中可以看出，對光學現象的觀察和記錄都建立在光線的模型基礎之上。通過實驗1認識光線，實驗2初步使用光線解釋現象，實驗3～6能夠使用光線模型直接觀察現象并記錄。學生在多次作圖中不斷使用光線模型，增強了對實驗現象細節的把握也養成了利用光線分析現象的習慣。

綜上所述，學習知識需要循序漸進，實驗技能的提升也同樣需要持續訓練和反復思考。在整個課程大的學習進階的過程中，實驗技能部分的微進階教學可以有效幫助學生跨過一個個實驗中的難點，增強學科學習興趣，提高學科素養。

參考文獻：

[1]許幫正.指向物理核心素養的單元設計[J].江蘇教育，2019（05）.

（責任編輯 ?袁 ?霜）