初中物理教學中培養學生實驗設計能力的對策探討

楊光明

摘要：初中物理實驗課堂是物理教學的基礎組成部分，有利于物理課程標準的貫徹落實。通過課堂實驗設計、操作和總結的能力，能夠在實踐層面培養學生的變量思維和創新能力。發揮物理實驗的教育功能，就要求教師深化學生對物理理論的認識，強化學生物理的實驗意識。本文以物理教學的實際教學過程和教學實踐為依據，對如何培養學生的實驗設計能力這一問題進行了分析。

關鍵詞：初中物理;學科核心素養;實驗設計能力

初中物理的新課程標準對于學生的科學探究能力和教師物理教學水平有了新的要求，對于物理學科的任務重點轉向了學生的探究、科學學習研究方法、培養學生的探索精神和實踐能力。物理學的發展反映了人類對大自然和客觀規律的不斷探索，培養學生對物理的興趣和探究實驗精神，有助于提升學生的科學素養和人文修養。

一、物理課堂中存在的問題

學生的質疑方向和批判性思維的發展不足。科學探究和設計實驗的第一步就是要提出疑問，不斷將問題作為前進的出發點和動力。提出問題是設計實驗的切入點，猜想是科學探索的開始。學生在實際的學習中，對于物理學科或者其他學科，聽得多而想的少，就導致問題意識和設計目的不明確。在課堂學習中，應該引導學生盡可能地去思考、發現新的物理情景與學生的“常識”或者已有學科知識的沖突，從而大膽地進行質疑，最終為實驗設計確定清晰的實驗目的和具體步驟。

在實際教學活動中，學生對于“變量”的概念模糊，其猜想的結果往往出人意料。在摩擦力的影響因素探究中，部分學生認為與重力大小、速度大小、接觸面積等有關，部分學生認為與物體的形狀、物體的密度等有關。學生對于實驗條件或者影響因素的思考常常處于不假思索的狀態，凡是能夠想到的，都會立刻說出來并且認定是影響因素。由于課堂的教學時間、實驗器材和學生的現有知識有限，對于其的猜想不能一一進行實驗探究。這一情況就就導致學生的實驗走上了 “猜想與探究”的形式，科學性降低的同時實驗效率也隨之降低。

二、初中物理教學中學生實驗設計能力的培養策略

（一）培養學生的質疑能力和科學猜想能力

探究式教學的目的是培養學生終身學習的意愿和自主學習的能力。學生在自主設計實驗的準備階段需要意識能夠發現有價值的問題的能力，也需要樹立科學探究的意識和科學的猜想能力。

為了避免學生漫無目的的猜想，在課堂教學活動中，教師應該注重培養學生的猜想能力。對學生強調猜想并不是憑空臆造和主觀猜測，而是對已有知識進行加工。在組裝電路的環節，學生在了解串、并聯電路和開關的控制作用后，教師可以要求學生進行繪制電路圖。在學生的實驗中，仔細按照自己設計的電路圖進行連接。如果學生在實際操作中遇到故障，教師可以引導學生以電路元件為依據，逐一排查故障。通過對電路元件間接觸的情況、電源的檢查、開關的檢查等的步驟，學生在已有知識的鍛煉中能夠檢查出問題的所在。在問題和猜想的綜合應用中，學生能夠明白科學猜想和謹慎探究的重要性，加強學生在日后實驗設計和操作中的理性思考和合理質疑的能力。

（二）引導學生自主設計實驗

初中物理實驗教學活動不僅要交給學生正確使用基本實驗儀器進行觀察、測量和讀取數據的技能，讓學生學會簡單地操作實驗、得出結論;而且應該培養學生根據確定的目的、任務，獨立自主地設計實驗方案的本領。實驗的設計是要學生人為地創造條件進行觀察。教師需要鼓勵學生善于在日常生活中進行觀察、勤于思考。在思考中提出問題，以思考為實驗設計的出發點和目的。

在電流表測電流的部分，教師可以向學生展示串聯電路。該電路上串聯著兩個燈泡，并且向學生提問“這種電路你在日常生活中見到過嗎？請舉例。”學生則會按照教師的引導展開思考和觀察，并能夠舉出其實際生活中的例子。教師可以繼續往下引導“以你的實際生活經驗來看，經過第一個燈泡后的電流和經過第二個燈泡后有什么關系？”學生通過自己的思考，答案可能會出現“相等”或者“變小”等。教師就可以以此分歧為切入點，讓學生自行展開實驗設計，設計具有可行性的實驗方案。

（三）培養實事求是和團結合作的科學態度

在初中物理的實驗教學活動中，教材所安排的實驗大部分都不是以個人為單位，而是著重讓學生分組進行。教師在具體實驗教學和著意培養的過程中，要不斷重視學生之間的交流與合作，盡量為學生間的想法和設計方案的討論留足時間。樹立探究過程比探究的結果更重要的意識，為此，在探究活動中，教師不能為了趕進度而在學生還沒進行足夠的思考和討論的時候催促實施實驗或者下結論。

在測量小燈泡的電功率的部分，教師可以引導學生參照前面所學，以“測電阻”的實驗為參照，以其思路為參考，設計實驗方案。在學生設計完畢后，可以以小組為單位，展開實驗設計方案的點評和比較。相互之間的學習和交流，能夠有力促進學生溝通與合作精神的發展，成員的點評也能夠有效加強學生對于自己錯誤和知識點的印象，強化學生的掌握和應用能力。

結語

教師在初中物理教學中培養學生自主設計實驗的能力，需要鼓勵學生在積極動腦、動手等方面的全面發展。學生在明確科學探究的基本步驟后，通過思考和質疑提出問題，確立實驗的設計目標。通過目標明確設計方案的方向，靈活運用已有知識和實驗方案通過自主設計和獨立操作來獲得實驗結果，帶給學生以學習樂趣和成就感，增強學生對物理學習的興趣和積極性。

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