在第一堂物理實驗課中為科學素養奠基

金政權

摘 要：物理課程具有較強的實踐性，物理實驗是教學的重點與難點，要想讓學生對物理知識留下深刻的印象，系統學習物理知識，教師應當加強對物理實驗教學的重視，尤其是要利用好第一堂物理實驗課，為以后的學習打下堅實基礎。物理教學一定要注重實驗，著眼于培養學生的動手能力，而當前受應試教育的影響，很多教師在進行實驗教學時都采取了“講實驗”、“背實驗”、“看視頻”的方式進行，學生雖然能解決關于實驗的試題，但實際動手能力太弱，不利于學生的長遠發展。

關鍵詞：物理;實驗;自主;習慣

引言：良好的開端是成功的一半，物理實驗的教學應該是貫穿整個物理學習過程，從觀察能力的培養、動手能力的培養、實驗設計能力的培養都有其重要性。著名教育學家陶行知先生對現代教育的目標作出了明確強調：千教萬教教人求真，千學萬學學做真人。對于物理教學活動來說，以理論灌輸為主導的教學模式已經無法滿足當前的物理課堂，更無法適應實驗教學活動中的有關要求，強調物理實驗知識在教學環節的主動表達，發現知識的形成過程，在實際問題中抽象教學概念、物理知識，才能使學生獲得物理教學方法的熏陶。對于集理性思維與邏輯認知于一體的物理教學活動來說，從實驗中提出問題，從問題中發現規律，將實驗教學轉化為激趣、啟智的過程，能夠更好地培養學生的物理學習興趣，使其衍生出新的學習熱情。在物理實驗教學活動中，教師必須正視學生在學習能力、學習興趣上所表現出來的差異性特點，不僅要保障學生順利接受教學知識，更要努力嘗試培養學生解決問題、分析問題的能力，將物理概念轉化為內在的學習動力，培養學生的物理學習熱情，促使其不斷提高自身的物理學習能力，使學生在觀察物理實驗的過程中完成實驗流程歸納、實驗要素管理等任務，培養學生的實驗熱情。

一、做好實驗引導工作，調動學生參與

（一）教師對物理實驗要求、實驗目的進行講解，確保教學活動的專業性。

物理課程強調學生與客觀知識之間的互動關系，與實驗之間的聯系極為密切，教師應幫助學生擺脫“實驗不重要”的錯誤思想，借助理論授課、趣味小實驗激發學生的學習興趣。

（二）教師精心準備實驗器材和教學計劃等試驗引導材料，提高教學效率。

對于生活中可加以運用的試驗素材，應考慮優先將其帶入到物理實驗活動當中。這樣的例子有好多，比如摩擦力這樣的較為抽象的知識，象學習摩擦力的方向時，我通過一個毛刷子，讓學生觀察認識到摩擦力的方向與物體的相對運動的方向相反，認識到靜止的物體也能受到摩擦力。若不能就地取材，就準備好實驗室器材。

在開展實驗教學之前，教師應前往實驗室進行演示練習，了解實驗的基本步驟、實驗目的，對學生的提問活動做好準備，對于已經出現故障問題的實驗器材，應及時進行調整、更換，避免后期出現實驗中斷問題。

（三）學生完成預習任務，了解實驗流程

實驗熱情不能成為教學的唯一因素，必須積極鍛煉學生的實驗技能。教師可針對實驗內容提前布置試驗任務，根據實驗管理方案幫助學生了解實驗原理、儀器功能，鼓勵學生提出問題，設計多元實驗方案。教師可借助課堂互動進行提問，也可利用預習計劃書管理學生，借由多元管理機制調查學生的學習狀態。積極預習，主動反思，才能解決實驗矛盾。

（四）教師管理實驗，約束實驗流程

首先，實驗第一課要教會學生基本的實驗和觀察能力。再者，在培養學生自主學習能力的課堂上進行科學探究并不意味著一切都放手讓學生自己解決。教師引導，學生自主學習，小組內合作學習，班級交流展示可以靈活運用。在實驗教學活動中，教師可僅扮演維持紀律、解答問題的角色，在完成實驗流程的講解任務之后，要求學生獨立開展實驗，對不正確的實驗行為、不標準的試驗方法進行修正，要求學生獨立操作，借由學生的獨立思考、表達、反思完成試驗任務。過度的干預只會增加學生的依賴性，適當放手才能完成實驗指導。

（五）書寫實驗報告，反思實驗流程

在完成實驗任務之后可要求學生及時書寫實驗報告，對實驗現象、實驗流程、實驗目的與實驗結果進行整理，延長學生對于物理實驗的記憶。在實驗報告中，除必要的實驗流程記錄板塊之外，教師還應嘗試要求學生對自身的實驗行為、實驗能力進行評價，對設備操作能力、信息記錄能力、實驗互動能力進行著重測評，幫助學生更好地了解自身的物理素養，培養學生的物理學習意識。

二、實驗經驗總結

以《用刻度尺測長度》為例

（一）做好學生分組工作

教師與課代表共同對學生進行分組，以“一強一弱”為基本原則，確保學生能夠及時參與實驗活動。在采取小組合作教學之前，數學教師需要先對班上學生進行整體培訓，讓他們知道展示時，每一個成員要怎樣去做。由于合作期間學生都有各自的任務，所以他們在討論時就會根據自己等一下匯報的任務有所側重地進行討論。物理教師在分組時應全面掌握學生的興趣、愛好和物理水平，保證分組的均衡性，每個小組都要有動手能力強、表達能力強的學生，把開朗和內向的學生劃分到一個組，總之需要讓小組成員發揮自身的優勢影響其他的同學，促進小組成員的共同成長。

（二）下發實驗任務

宣布實驗的目的、安排實驗時間與實驗地點，要求學生獨立準備刻度尺、秒表、A4紙等實驗材料，完成實驗操作、實驗記錄等任務。《用刻度尺測量長度》這節課的教學目標是讓學生學會正確使用刻度尺測量物體的長度，同時在實驗環節中培養學生仔細觀察、認真思考、規范操作的良好習慣，本著實事求是的原則記錄實驗數據，和小組成員一同交流與討論，總結實驗規律。讓學生提前準備好刻度尺、教材、細銅絲、鉛筆和硬幣，將實驗所學的物品整理好，以免在實驗中遺漏工具，影響實驗教學的進度。

（三）維持實驗紀律

學生必須依照上課時間進入實驗室，按照預定的安排進入座位，保持實驗紀律，不交頭接耳。

在實驗的過程中形成“多看、多想、不動手”的好習慣，在教師宣布實驗開始之后才能進行實驗。

1.講解實驗流程

教師或課代表對實驗流程進行講解，但不進行實驗操作。

2.進行實驗活動

在教師宣布實驗開始之后進行實驗，應盡量避免碰撞實驗儀器，實驗交流不應影響其他小組，對于無特殊要求的實驗，應一律以站立的方式開展，當教師發出“實驗暫停”指令時，則應立即停止實驗，做到“令行禁止”。嚴格按規程操作，儀器肯定不會損壞，若未按規程操作導致的儀器損壞應照價賠償。

教師可以使用大屏幕為學生展示實驗的目的、器材以及實驗的步驟，引導學生做3個物理實驗：

物理實驗1：測量物理教材的長度。引導學生仔細觀察刻度尺，了解刻度尺的最小刻度，找出零刻度線的位置，確定刻度尺的量程，然后分三次測量物理教材的長度，把每次測量的結果填入表格中，計算出三次計算的平均值。教師應給予學生足夠的實驗操作期間，待各個小組全部結束后，教師可以在黑板上畫一張數據表，然后隨機挑選3個小組，讓他們把結果填入表中。在整個實驗過程中，教師應在班級內巡視，觀察小學生的操作是否符合規范，指導小學生展開物理實驗，調動他們的物理學習積極性。

物理實驗2：測量細銅絲的直徑。取一支圓鉛筆，將細銅絲緊緊繞在圓鉛筆上，纏繞若干圈，測量整個線圈的長度，計算細銅絲的直徑，詳細記錄線圈長度、線圈的權屬以及銅絲的直徑這些數據，同樣在黑板上畫出記錄表。教師巡視學生的實驗操作，適時指導學生，糾正他們的不規范操作，同時糾正他們讀數錯誤以及測量不認真的習慣，讓學生從第一堂物理實驗課開始就養成嚴謹認真的態度。如果發現學生的測量誤差比較大，可以讓這個小組的同學說一說自己是怎么測量的，由其他小組的同學和教師一起幫助他們分析出錯的原因。之后，教師可以讓學生以小組為單位，思考并討論以下問題：（1）為什么不可以直接使用刻度尺測量細銅絲的直徑？（細銅絲非常細，它的直徑比刻度尺的分度值還要小，而且刻度尺的刻度線沒有辦法緊緊的貼近被測直徑，所以測量的誤差非常大。）（2）為什么使用教材中展示的方法能夠降準地測量細銅絲的直徑？（3）測量細銅絲的直徑時，如果不緊密排繞會怎么樣？如何才可以緊密排繞？（如果不緊密排繞容易導致測量的結果偏大，所以計算得出的細銅絲的直徑也會略高，要想達到緊密排繞的效果，測量期間需要將細銅絲捋直。）

物理實驗3：測量一枚一元硬幣的直徑。教師對學生說：前面我們已經測量了物理教材的長度以及細銅絲的直徑，大家的表現非常好，每個同學都在認真地完成實驗，接下來你們可以試著使用三角尺與刻度尺測量一元硬幣的直徑，分享一下你們想到的測量辦法。之后讓各個小組分別派代表說一說本組想到的測量方法，由教師對各個小組的想法進行歸納，指出不正確的測量方法，并說明錯誤的原因，然后為學生講解一元硬幣的測量方法，讓學生記錄下實驗的數據。在實驗結束后，教師可以問學生如果想測量5分錢硬幣的直徑，我們可以采取哪些方法呢？讓學生以小組為單位進行討論和溝通，提出測量的辦法，將其作為課后作業，幫助學生鞏固課堂所學。通過學生的討論，可以總結出硬幣直徑的測量方法有以下幾種：首先，可以先拿一張白紙，在白紙上畫一條細線，然后在硬幣的邊緣部位做一個記號，記清硬幣滾了多少圈，使用刻度尺測量硬幣滾的長度，然后應用公式C=L/n以及C=πd等公式，求解硬幣的直徑。其次，可以使用細線纏繞硬幣，記住一共纏了多少圈，之后測量始端和末端間的距離，先求出硬幣的一圈長度，然后計算硬幣直徑。最后，還可以把硬幣放在紙上，貼著邊緣做一個記號，把紙裁下來對折，使用刻度尺讀數即可。

3.完成實驗

教師宣布實驗結束之后，所有學生應立即停止實驗，將實驗器材放回原位，根據教師的要求上報實驗結果，與小組成員分析結論。實驗學生必須做好實驗室的衛生工作，有序離開教室，整理實驗報告之后將其上交。

除了一些常規的測量方法以外，教師還可以為學生接受幾種特殊的測量方法：

（1）替代法：在測量曲線的長度時，可以使用彈性較小的棉線把被測物圍一圈，然后測量棉線的長度，用讀數代替被測物體的長度。（2）累計法：先測量出長度相等的同種物品的總長度，之后再測量單個物體的長度，這種方法適合用來測量紙張的厚度。（3）分解法：將被測物分成不同的幾份，保證不大于刻度尺的量程，分別測量長度，之后計算總長。（4）滾輪法：在測量比較長的曲線和直線時，可以采取已知周長的滾輪沿著軌跡進行滾動，之后使用滾輪的周長乘以滾輪的去拿書，計算出全部的行程長度，這種方法適用于汽車的行程表。（5）輔助法。使用輔助工具進行測量，和實驗3的方法差不多。

結束語

積極培養學生的實驗習慣，在實驗流程、實驗操作等角度給予學生支持，幫助其了解物理實驗的要點、目標，才能更好地落實實驗指導任務。教師必須對實驗活動、實驗要求投入足夠的重視，指導學生開展實驗，完成教學，在實驗的過程中鍛煉學生的物理實驗技能，使其主動參與實驗教學活動。

參考文獻

[1]李眉眉，鄧澤華.初中物理課堂教學藝術[M]北京：中國林業出版社，2005.05

[2]Predict Physics Achievement in Middle School Education by Big Five Model and Artificial Neural Network. Meng-Meng Yang. Education and Humanities Research （ASSEHR），Vol. 156） [J]

本文屬于湖南省教育規劃立項課題，課題名稱《基于科學思維培養的初中物理課堂教學優化策略研究》課題編號：XJK18BJC044）