創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提升初中物理教學(xué)有效性

張 娟

（定西市隴西縣永吉初級(jí)中學(xué) 甘肅 隴西 748000）

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是為了預(yù)測(cè)、驗(yàn)證或獲取新的信息，通過科學(xué)性操作來觀察由事先安排的實(shí)驗(yàn)方法所產(chǎn)生的現(xiàn)象。初中物理教材中探究實(shí)驗(yàn)對(duì)物理教學(xué)有至關(guān)重要的作用，很多重要的科學(xué)定律都是由實(shí)驗(yàn)得出的，在教學(xué)中如果引導(dǎo)由學(xué)生自己提出的假設(shè)，這樣得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是可能是預(yù)期之內(nèi)的也可能有預(yù)期之外的，當(dāng)然還可能有額外的收獲，而得到預(yù)料之外的成功。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)親身檢驗(yàn)出來的物理定律和規(guī)律記憶更加深刻，提升教學(xué)有效性。

1.目前初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀及問題分析

1.1 物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊

大部分學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室均存在實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊、更新慢、損毀率高，學(xué)生以及教師的負(fù)擔(dān)過重從而會(huì)導(dǎo)致教師不敢經(jīng)常用、再加上實(shí)驗(yàn)室資源較少，學(xué)生難以接觸實(shí)驗(yàn)器材，以致最終無法達(dá)到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)與理論不同步，實(shí)驗(yàn)課通常與對(duì)應(yīng)物理理論相對(duì)同步，有些時(shí)候會(huì)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)器材多個(gè)班同時(shí)使用，無法及時(shí)調(diào)配，需將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容延后[1]。

1.2 教師對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏重視

教師經(jīng)常有準(zhǔn)備不太充分就去上課的情況，課前準(zhǔn)備不充分，會(huì)影響整節(jié)課的教學(xué)質(zhì)量，甚至對(duì)學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)造成不利的影響。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中一般會(huì)讓學(xué)生明確這節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，有時(shí)會(huì)受到時(shí)間、實(shí)驗(yàn)難度等因素影響，沒有讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)。教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中沒有以適當(dāng)方式讓學(xué)生明確這節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，只是單純的將目標(biāo)羅列出來，或者干脆是不將實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)告知學(xué)生。學(xué)生在沒有目標(biāo)的情況下進(jìn)行只能對(duì)于教材或者教師給出的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行機(jī)械的模仿，最終只能是知其然而不知其所然，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果將大打折扣。可以看出教師缺乏對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的足夠重視。

1.3 忽視學(xué)生對(duì)物理科學(xué)探究能力的培養(yǎng)

當(dāng)前，初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過于注重了知識(shí)與技能的講解，物理實(shí)驗(yàn)當(dāng)中光學(xué)實(shí)驗(yàn)、力學(xué)實(shí)驗(yàn)、電學(xué)實(shí)驗(yàn)都應(yīng)該是學(xué)生動(dòng)手操作來完成，而往往在課堂中，教師更多注重了實(shí)驗(yàn)的原理，并未提升學(xué)生對(duì)物理科學(xué)的探究精神[2]。有些教師看重傳統(tǒng)講授，而忽視了學(xué)生能力的培養(yǎng)，出現(xiàn)這樣的問題也說明了教師對(duì)于學(xué)生在情感態(tài)度價(jià)值觀方面的教學(xué)設(shè)計(jì)了解不足，這樣的教學(xué)對(duì)初中生在邏輯思維能力方面的培養(yǎng)是欠缺的，也是不符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的。學(xué)生對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)的興趣大多停留在好奇或者可以脫離固定的班級(jí)環(huán)境等表面，認(rèn)為只要老師講授得好了，自己就可以得到提高，而忽略了學(xué)生自身在物理實(shí)驗(yàn)中的主體地位。現(xiàn)階段的物理實(shí)驗(yàn)中教師主導(dǎo)的形式更加的普遍，而義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)的教學(xué)應(yīng)該以學(xué)生為主體，學(xué)生以及教師對(duì)此方面的認(rèn)知都存在不足。

1.4 教學(xué)方法缺乏創(chuàng)新

教學(xué)方法單一，教師在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)除了使用實(shí)驗(yàn)器材之外，多數(shù)是使用現(xiàn)成的課件及資源，通常為PPT、播放視頻、flash動(dòng)畫。教師過度依賴以多媒體的形式替代實(shí)驗(yàn)，多媒體實(shí)驗(yàn)具有準(zhǔn)備方便，節(jié)省時(shí)間，可視性強(qiáng)，而且實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確的諸多優(yōu)點(diǎn)，但是多媒體實(shí)驗(yàn)也存在著實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有變化，實(shí)驗(yàn)過程極度簡化等諸多缺點(diǎn)，不能很多幫助學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)探究能力和建立科學(xué)思維方式，所以多媒體實(shí)驗(yàn)并不能完全替代實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這些都會(huì)降低物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。教學(xué)設(shè)計(jì)單一，缺乏創(chuàng)新意識(shí)。

2.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法策略

2.1 改進(jìn)現(xiàn)有器材和開發(fā)自制實(shí)驗(yàn)材料

隨著教育教學(xué)改革的不斷深入，實(shí)驗(yàn)教學(xué)器材資源不足，實(shí)驗(yàn)設(shè)備與教材的配套不到位，無法跟上教育教學(xué)發(fā)展的步伐。教師可以結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體內(nèi)容，與學(xué)生共同改進(jìn)現(xiàn)有器材和開發(fā)自制教具，有效的完成教學(xué)目的。一方面，彌補(bǔ)了教學(xué)的經(jīng)費(fèi)帶來的困難，豐富了實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)器材儲(chǔ)備。另一方面，通過改進(jìn)器材和自制教具，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的創(chuàng)造力和動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的科學(xué)精神[3]。例如，在"探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系"實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室原有的實(shí)驗(yàn)器材，需要學(xué)生多次的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的測(cè)量，操作的過程較為繁瑣。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)之后，與學(xué)生一起利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的鐵架臺(tái)、升降臺(tái)，再加上大小飲料瓶、吸管等生活中常見的材料，對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)儀器可以同時(shí)測(cè)量浮力的大小和排開液體所受的重力，實(shí)驗(yàn)操作更加穩(wěn)定便捷。再例如，在人教版八年級(jí)下冊(cè)《壓強(qiáng)》一課中，課本上以雪為例子，引出壓強(qiáng)的概念。教師可以通過自制釘板教具，通過釘板和釘子的對(duì)比，讓學(xué)生坐在釘板上，感受壓強(qiáng)大小的不同。更加貼近學(xué)生的生活，利于學(xué)生對(duì)于物理概念的理解，同時(shí)也可以激發(fā)學(xué)生對(duì)本節(jié)課的學(xué)習(xí)興趣。這也證明了改進(jìn)現(xiàn)有器材和開發(fā)自制教具，對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有促進(jìn)作用。

2.2 結(jié)合生活，開展家庭實(shí)驗(yàn)

在物理教學(xué)中實(shí)驗(yàn)課的時(shí)間是非常有限，學(xué)生能接觸到的實(shí)驗(yàn)很少。在所在地區(qū)的現(xiàn)有條件下，即使能夠極力開發(fā)學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的資源，其所擁有的資源和條件也無法滿足學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的好奇與需求。為了讓學(xué)生更多的體驗(yàn)和思考的空間，應(yīng)從學(xué)生的生活實(shí)際出發(fā)，組織開放性實(shí)驗(yàn)，開發(fā)家庭實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)儀器和器材是重要的物理實(shí)驗(yàn)課程資源，但不是唯一的物理實(shí)驗(yàn)資源，我們應(yīng)該注意到，學(xué)生生活中的諸多的物品和器具也可以作為實(shí)驗(yàn)的器材。我們鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行家庭材料收集，發(fā)揮聯(lián)想，主動(dòng)觀察并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造[4]。例如，學(xué)生喝完的易拉罐可以做小孔成像、機(jī)械能守恒等實(shí)驗(yàn)。生活中空的飲料瓶可以做許多實(shí)驗(yàn)，如探究液體壓強(qiáng)和大氣壓強(qiáng)，感受浮力，制作滑輪等。例如，在學(xué)習(xí)了光的直線傳播一課之后，布置了學(xué)生周末在家中，利用身邊的材料，制作小孔成像的儀器，并且用小視頻的形式進(jìn)行分享。在任務(wù)布置之后，學(xué)生們熱情高漲，紛紛開動(dòng)腦筋，利用家里現(xiàn)有的材料完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。其中，有的學(xué)生使用了傳統(tǒng)的易拉罐作為主材料，還有學(xué)生利用家中的紙盒子完成制作。由此可見，家庭實(shí)驗(yàn)室的開發(fā)，可以使物理實(shí)驗(yàn)脫離學(xué)校有限的時(shí)間和空間限制，讓物理實(shí)驗(yàn)有更廣闊的天地，融入學(xué)生的日常生活當(dāng)中。學(xué)生用日常器具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究便于學(xué)生隨手取材和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，在發(fā)展學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的同時(shí)促進(jìn)思維的活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，還能讓學(xué)生從小就樹立環(huán)保意識(shí)，利于全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

2.3 多學(xué)科融合，提高學(xué)習(xí)效率

學(xué)生在學(xué)習(xí)階段同時(shí)學(xué)習(xí)不同學(xué)科的知識(shí)，不同學(xué)科的知識(shí)不是獨(dú)立存在的，它們之間存在著千絲萬縷的聯(lián)系，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和心理發(fā)展規(guī)律，不同學(xué)科之間的融合有利于學(xué)生建立知識(shí)的前概念，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。在物理實(shí)驗(yàn)中除了要重視學(xué)生基礎(chǔ)概念、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰记膳囵B(yǎng)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法訓(xùn)練、強(qiáng)化學(xué)生科學(xué)思考的能力、創(chuàng)新能力的同時(shí)，還要強(qiáng)化學(xué)科融合在實(shí)驗(yàn)中的體現(xiàn)，使學(xué)生所學(xué)的不同科目的知識(shí)形成網(wǎng)絡(luò)，不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)相互聯(lián)系，相互促進(jìn)，優(yōu)化不同學(xué)科知識(shí)點(diǎn)的前后聯(lián)系，提高教學(xué)的有效性。例如在分子熱運(yùn)動(dòng)一課中，教師在小樹枝上面粘上幾團(tuán)的棉花，棉花上蘸上酚酞，就得到了一棵開了白色小花的小樹，然后教師取將濃氨水裝入一個(gè)小燒杯中，連同白棉花樹一起放入一個(gè)透明玻璃罩內(nèi)。過了一小段時(shí)間，我們可以驚訝地發(fā)現(xiàn)白的棉花變成了紅色。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明了氣體分子不停地運(yùn)動(dòng)，同時(shí)滲透了化學(xué)反應(yīng)和藝術(shù)氛圍，達(dá)到了良好的實(shí)驗(yàn)效果。也為后續(xù)學(xué)生在化學(xué)課中學(xué)習(xí)分子建立前概念，減少學(xué)生理解的難度。學(xué)生在化學(xué)課上學(xué)習(xí)了分子的知識(shí)之后，又反過來加深了對(duì)分子熱運(yùn)動(dòng)概念了理解。

2.4 利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將初中物理實(shí)驗(yàn)中抽象的，以及在現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中難以實(shí)施，或?qū)嶒?yàn)效果不佳的一些實(shí)驗(yàn)，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行再現(xiàn)，讓每一個(gè)學(xué)生都能感受到初中物理實(shí)驗(yàn)中的場(chǎng)景，理解實(shí)驗(yàn)的原理，將課本中的實(shí)驗(yàn)過程變成可視化的場(chǎng)景，讓學(xué)生產(chǎn)生身臨其境之感，對(duì)實(shí)驗(yàn)有更深的思考和理解，從而培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力和創(chuàng)新能力[5]。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計(jì)的虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行Ы鉀Q物理實(shí)驗(yàn)當(dāng)中因操作危險(xiǎn)、設(shè)備昂貴、觀察效果不明顯等問題，目前大部分的虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)的研究對(duì)象都是高校學(xué)生，針對(duì)義務(wù)教育階段的物理虛擬實(shí)驗(yàn)研究卻很少為解決這一問題，開展針對(duì)初中物理實(shí)驗(yàn)的研究就非常有必要，尤其在當(dāng)今虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等新一代信息技術(shù)日新月異發(fā)展的趨勢(shì)下。中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是:基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、操作性強(qiáng)，而這一年齡段的學(xué)生具有年齡小、空間想象能力弱、理解能力不足等問題將會(huì)擴(kuò)大物理實(shí)驗(yàn)的難度。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)結(jié)合，會(huì)在一定程度上弱化這些不足。

結(jié)語

綜上所述，目前初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在著諸多問題，有實(shí)驗(yàn)器材陳舊、實(shí)驗(yàn)材料不足這樣的客觀的問題，也有主觀上教師對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視不足的問題，文中提出改進(jìn)現(xiàn)有器材和開發(fā)自制實(shí)驗(yàn)材料、結(jié)合生活開展家庭實(shí)驗(yàn)、多學(xué)科融合提高學(xué)習(xí)效率、利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以上創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，以期對(duì)大家有所幫助。