基于關鍵能力培養的物理實驗教學探索

董立剛

（天水市秦州區關子中學，甘肅 天水 741000）

思維能力、觀察能力、操作能力、創造能力，這些都是物理實驗教學要求學生具備的關鍵能力。教師在執行教案時，需要從不同的角度開展設計和組織，以培養學生這些關鍵能力，進而為學生的成長提供更多的助力和支持。物理是一門以實驗為主的學科，教師利用實驗教學培養學生的關鍵能力，需要整合實驗內容、創新實驗環境、組織實驗活動、延伸實驗訓練，并為學生規劃清晰的學習路線，只有這樣才能促進其學科關鍵能力的成長。

一、整合實驗資源，培養學生的思維能力

教師在進行實驗教學設計時，要先做好內容篩選，然后再對實驗條件、實驗技術、實驗器材、實驗基礎等多種制約因素開展具體分析。特別是學情調查，這是最為關鍵的因素，因為唯有推出更多合適的實驗任務，才能給學生帶來更多進行實驗操作的機會，才能順利啟動學生的學科思維。

例如在講授人教版八年級物理下冊“彈力”一節時，教師可先拿出彈簧測力計，向學生詳細解讀彈簧、指針、掛鉤、吊環、刻度盤等的作用，然后再進行相關實驗操作，讓學生了解其操作原理。為了激發學生的實驗操作熱情，教師可要求學生利用身邊物品做彈力實驗，即仔細觀察身邊的物品，發現很多東西都有彈性，嘗試用它們做彈力實驗，看誰能有新發現。學生開始搜集合適的物品，開展彈力操作實驗。而教師則深入到學生中間，給學生帶來彈簧、橡皮筋等小物品，讓學生進行實驗操作，進而歸納總結出實驗結論。在原理討論環節，學生可根據自己的操作情況，對彈力產生的原理進行解析——發生形變的物體會產生彈力，形變越大，其彈力就越大，如果超出一定范圍，物品就不能恢復原狀，其彈力也會消失。

二、創設實驗環境，培養學生的觀察能力

物理實驗需要操作環境的支持，因此教師需要對實驗所需的場地、器材、輔助材料等進行審查，以為學生創造更多觀察的機會，這對培養學生的觀察能力有積極幫助。如果有需要，教師還可以吸收學生的意見，以優化實驗教學設計，并使其參與材料和素材的搜集和準備，如此能夠對學生形成思維沖擊。

例如在講授“浮力”這部分內容時，教師為每一個小組都準備了彈簧測力計、乒乓球、水槽、細線、石塊、燒杯、鹽水等實驗材料。在課堂導學環節，教師現場演示實驗步驟，證明浮力存在。為調動學生的實驗思維，教師還設計了探索實驗任務——浮在水面上的物品有浮力，浸沒在水中的石塊受到浮力嗎？先猜想，然后學習小組做實驗驗證。學生接受任務后，都能夠積極行動起來，開始猜想和設計實驗。在學生操作環節，教師要深入到學生之中，對學生實驗操作過程中存在的問題進行對應解答。經過一番探索，學習小組的實驗操作都獲得了圓滿成功，然后教師可組織學生進行歸納總結和經驗介紹，如此可為學生提供更多進行學習交流的機會。

三、組織實驗活動，培養學生的操作能力

物理實驗內容眾多，為增加學生進行實驗操作的機會，教師不妨對實驗進行改進，以讓學生在生活條件下也能自行進行實驗流程，如此學生響應得更為積極，訓練效果也更好。個體實驗、集體實驗、網絡模擬實驗，都是可以選擇的活動形式，教師要廣泛征詢學生的意見，以確保實驗自然推進。

物理實驗對操作環境有一定的要求，因此教師要巧妙安排，以為學生提供更多的操作機會，這無疑能換取更多的訓練成果。例如在講授“動能和勢能”這部分內容時，教師設計了以下實驗活動任務：自行準備一些堅硬的物品，如鋼球、石塊等。然后讓同一個鋼球或者石塊，在不同的高度自由落體，觀察鋼球或者石塊陷入沙子的深度。隨后再選擇不同質量的鋼球或者石塊，在同一高度自由落體，觀察鋼球或者石塊落地陷入沙子的深度。最后分析實驗結果，判斷重力勢能的大小。學生接受實驗任務后，都能夠積極行動起來，自行尋找實驗器材，然后在不同的環境下開展實驗操作。經過多輪操作，學生從實驗中獲得了不少啟示，對重力勢能的大小也有了直觀認識。然后教師組織學生進行實驗交流活動，讓學生在互動交流中，促進理性認知的構建。

四、延伸實驗訓練，培養學生的創造能力

物理與學生的生活有太多的對接點，教師有意識地推出實驗任務，讓學生在生活條件下進行實驗探索，不僅能培養學生的觀察能力、操作能力，還能成功激發學生的創造思維，使學生建立起主動探索的意識。特別是替代實驗的設計和操作，具有更強的挑戰性，教師鼓勵學生結合生活條件進行實驗設計和操作，并科學分析實驗結果，這能夠為學生帶來更多的學習體驗，同時由此建立起來的實驗認知也更豐富。

在講授“杠桿”這部分內容時，教師可先展示一組圖片，要求學生觀察，然后結合自身的生活經歷，列舉一些杠桿在生活中應用的案例。學生都有相關生活經歷，對生活中杠桿的應用也比較熟悉，因此很快就能列舉出一些案例。為了激發學生進行深度思考的熱情，教師還推出了實驗探索任務——杠桿的平衡條件有哪些？如果杠桿平衡了，這時動力、動力臂、阻力、阻力臂之間存在什么樣的關系？先做猜想，然后利用實驗加以驗證。任務推出后，學生都能夠積極開展思考和討論，并主動進行實驗設計，尋找適合的材料開展實驗操作，進而對實驗猜想進行驗證。學生對生活中的物理實驗比較感興趣，教師抓住學生的這種心理做設計，可促進其學科認知的成長。

教師圍繞學生關鍵能力的培養開展教學，可為學生順利進入實驗環節創造條件。這符合新課標的要求，也使得實驗教學具有更強的針對性。