如何在物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力

□ 甘肅省天水市秦州區(qū)關(guān)子中學(xué) 董立剛

在初中教育階段，物理作為自然科學(xué)的一種，很多時(shí)候都要靠動(dòng)手實(shí)驗(yàn)來探索物理原理、規(guī)律與性質(zhì)，教師在課堂教學(xué)的過程中，應(yīng)為學(xué)生提供動(dòng)手操作的機(jī)會，讓他們在做中學(xué)、學(xué)中思，加深對所學(xué)知識的理解，培養(yǎng)動(dòng)手能力，讓物理課堂凸顯生命的律動(dòng)和精彩。

一、初中物理培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的教學(xué)思路

1.講解物理原理，激發(fā)操作意識

初中物理實(shí)踐操作能力的培養(yǎng)與物理科學(xué)知識教學(xué)有著密切的關(guān)系。初中物理教師不僅要做好理論知識的講解，還要在教學(xué)過程中滲透質(zhì)疑思想與驗(yàn)證思想，通過激活學(xué)生的探究欲提高其動(dòng)手操作的積極性，強(qiáng)化其操作意識。具體教學(xué)中，教師要以教材為立足點(diǎn)，教學(xué)大綱要求為切入點(diǎn)，多展示、多講解、多演繹相關(guān)知識，通過多種手段加深學(xué)生對物理原理的理解與認(rèn)知，成功激發(fā)學(xué)生對原理形成過程、原理應(yīng)用效果的好奇心，為培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力做好鋪墊。

2.講解操作方法，夯實(shí)操作基礎(chǔ)

“操千曲而后曉聲，觀千劍而后識器。”學(xué)生只有掌握正確的操作方法，才能夠良好地完成物理實(shí)驗(yàn)，并獲得理想的實(shí)驗(yàn)效果。能力的培養(yǎng)始于日常教學(xué)。教師要在課堂上多講解與物理實(shí)驗(yàn)操作相關(guān)的知識，比如實(shí)驗(yàn)思想、一般試驗(yàn)的操作步驟、物理實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)等等，讓學(xué)生多了解物理試驗(yàn)方面的知識，為其真正的實(shí)踐操作打下基礎(chǔ)。又比如，教師發(fā)布實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)案分解操作步驟，并將具體的操作方式以文字的形式展現(xiàn)出來，讓學(xué)生了解具體的操作方法；教師上傳微課視頻以視頻的形式展現(xiàn)。

3.創(chuàng)造操作條件，提升操作技能

理論需要實(shí)踐驗(yàn)證，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力需要為學(xué)生創(chuàng)造實(shí)踐學(xué)習(xí)、操作學(xué)習(xí)的機(jī)會。教師要在物理日常教學(xué)過程中積極為學(xué)生創(chuàng)造操作條件，讓學(xué)生在實(shí)踐中驗(yàn)證操作理論、操作方法，從而提升其綜合能力。比如，教師在課上教學(xué)過程中組織個(gè)人實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)、小組合作實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)、任務(wù)教學(xué)活動(dòng)等等，在多種實(shí)踐活動(dòng)中發(fā)展學(xué)生的操作思維，提升學(xué)生的對比觀察、綜合分析、實(shí)踐驗(yàn)證能力。

二、初中物理培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的教學(xué)策略

1.做好課前準(zhǔn)備工作，備齊動(dòng)手操作資源

在初中物理教學(xué)中，要想有效培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，教師首先就是做好課前準(zhǔn)備工作，將動(dòng)手時(shí)要用到的器材、設(shè)備準(zhǔn)備齊全，以免他們在動(dòng)手環(huán)節(jié)無法操作下去。初中物理教師在平常教學(xué)中，一方面自己需準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的各種儀器與材料，另一方面要求學(xué)生提前準(zhǔn)備好動(dòng)手所用的物品，完善動(dòng)手的硬件設(shè)施，以便能更好地培養(yǎng)他們的動(dòng)手能力[1]。

比如，在開展“聲音的產(chǎn)生與傳播”教學(xué)時(shí)，教師需事先準(zhǔn)備好一些能夠產(chǎn)生聲音的實(shí)物器材及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源。課堂上，先利用多媒體設(shè)備播放一些身邊經(jīng)常聽到的聲音，如切割金屬的噪聲、小鳥鳴叫、樂器演奏等，詢問：這些發(fā)聲的物體有什么共同點(diǎn)？它們發(fā)出的聲音又是如何傳到人耳的？學(xué)生一邊欣賞一邊思考，使其由熟悉的生活實(shí)例步入到物理問題研究中。接著，教師利用提前準(zhǔn)備好的器材布置任務(wù)：讓小鼓、吉他、薄紙片、樹葉、音叉、橡皮筋等發(fā)出聲音，鼓勵(lì)學(xué)生自由設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與動(dòng)手操作，如：兩人一組，一人將橡皮筋拉長拉緊，另一人用手撥動(dòng)橡皮筋，觀察橡皮筋，帶領(lǐng)他們探究物體發(fā)聲時(shí)的共同特征。

在上述案例中，教師做好充足的課前準(zhǔn)備工作，借助信息技術(shù)手段順利引出新課課題，組織學(xué)生利用常見的器材動(dòng)手設(shè)計(jì)與操作實(shí)驗(yàn)，讓他們親身體驗(yàn)聲音是如何產(chǎn)生與傳播的，這樣有助于加深學(xué)生對所學(xué)知識的印象，提升課堂教學(xué)效益。

2.注重演示實(shí)驗(yàn)操作，激起學(xué)生動(dòng)手欲望

初中物理教師在具體的課堂教學(xué)中，應(yīng)該注重演示實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與操作，要求學(xué)生仔細(xì)觀察整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程，吸引他們的注意力，使其對接下來的實(shí)驗(yàn)充滿欲望，增進(jìn)他們探索新知的內(nèi)驅(qū)力，使其以飽滿的熱情投入到后續(xù)的學(xué)習(xí)中[2]。

在實(shí)施“光的折射”教學(xué)時(shí)，教師先演示一個(gè)“空碗出財(cái)寶”的魔術(shù)，將一枚硬幣放在碗底，位于學(xué)生剛好看不見的位置，然后緩緩加入清水，硬幣就會慢慢浮現(xiàn)出來，引出問題：大家是如何看到物體的？在同種均勻介質(zhì)中光是怎樣傳播的？學(xué)生描述剛才看到的現(xiàn)象，根據(jù)光的直線傳播做出合理猜測，簡單說明理由，設(shè)疑：如果不是同種介質(zhì)，光又是怎么傳播的？與其原有認(rèn)知發(fā)生沖突，產(chǎn)生動(dòng)手操作的欲望。接著，教師簡單講解光的折射概念，課件中展示一些實(shí)例，如：星星閃爍、水底變淺、鋼叉叉魚、筷子水中“折斷”、海市蜃樓等，帶領(lǐng)學(xué)生操作光的折射現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)，認(rèn)真觀察和描述現(xiàn)象，記錄數(shù)據(jù)，使他們進(jìn)一步認(rèn)識折射光線、入射光線、法線、折射角及入射角。

如此，教師精心設(shè)置演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生形成認(rèn)知沖突，想要?jiǎng)邮衷O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究光的折射現(xiàn)象，使其積極思考問題，產(chǎn)生一探究竟的欲望，通過動(dòng)手操作探究光從空氣射入水中或其他介質(zhì)中的偏折規(guī)律。

3.不斷擴(kuò)充理論知識，指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手方法

在初中物理教學(xué)過程中，為更好地培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力，理論知識是前提所在，教師需幫助他們不斷擴(kuò)充理論知識的儲備與積累，使其在動(dòng)手操作中擁有良好的基礎(chǔ)做支持。同時(shí)，初中物理教師還要做到言傳身教，在具體的動(dòng)手操作環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)指導(dǎo)學(xué)生怎么正確操作，如何應(yīng)對錯(cuò)誤與失誤等，使其掌握更多動(dòng)手方法與技巧，讓他們慢慢地形成自主探究能力，進(jìn)一步提升學(xué)習(xí)效果[3]。

以“液體的壓強(qiáng)”教學(xué)為例，教師在課件中出示水壩圖片，詢問：為什么水壩總是上窄下寬？學(xué)生觀看與思考。固體由于重力對支撐它的物體有壓強(qiáng)，那么液體也受到重力，對支撐它的物體也有壓強(qiáng)嗎？由舊及新的引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。接著，教師指導(dǎo)學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)：往上端開口、下端蒙有橡皮膜的塑料瓶中緩緩加水，觀察橡皮膜的形狀變化，說明什么？他們看到橡皮膜向下鼓起，使其得出液體對容器底部存在壓強(qiáng)的結(jié)論。隨后教師設(shè)疑：液體對容器側(cè)壁有壓強(qiáng)嗎？鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)與操作實(shí)驗(yàn)，如：向側(cè)壁開孔且蒙有橡皮膜玻璃管中加水，觀察橡皮膜的形狀；向上端開口的塑料瓶中加水，且在側(cè)壁扎上小孔，觀察是否有水從小孔流出，使其同樣根據(jù)現(xiàn)象驗(yàn)證猜測。

針對上述案例，教師利用舊知識帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)新的理論知識，使其結(jié)合學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)與認(rèn)知設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與動(dòng)手操作，初步認(rèn)識液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)，體驗(yàn)科學(xué)探究的過程和方法，更好地提升學(xué)生思維的深刻性。

4.課堂展示實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤，鍛煉動(dòng)手糾錯(cuò)能力

物理教學(xué)中一味使用填鴨式的、灌輸式的教學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生的操作能力，只會讓學(xué)生形成被動(dòng)學(xué)習(xí)、依賴學(xué)習(xí)的不良學(xué)習(xí)心理，影響其自主動(dòng)手能力的發(fā)展。物理課程教學(xué)中，教師要給學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、主動(dòng)質(zhì)疑、主動(dòng)操作的機(jī)會，有意識地培養(yǎng)學(xué)生自主探索的意識，使其對物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)有更清晰的定位。對此，教師可在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中故意犯錯(cuò)，通過暴露錯(cuò)誤消除學(xué)生的“權(quán)威”意識，激發(fā)學(xué)生的質(zhì)疑心理，從而鍛煉學(xué)生的質(zhì)疑糾錯(cuò)、動(dòng)手糾錯(cuò)能力，使學(xué)生實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)做到主動(dòng)做的跨越。

例如，在教學(xué)“摩擦力”過程中，教師在探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素實(shí)驗(yàn)中故意犯錯(cuò)：驗(yàn)證滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系時(shí)，教師選擇一塊光滑的接觸面與一塊粗糙的接觸面，將兩塊分別系著50克鉤碼、100克鉤碼的長方體木塊放在兩個(gè)接觸面上，觀察彈簧測力計(jì)的讀數(shù)。教師的操作明顯不滿足物理實(shí)驗(yàn)控制變量的要求，出現(xiàn)了明顯的錯(cuò)誤。這時(shí)，有的學(xué)生在“權(quán)威”思維的作用下沒有發(fā)現(xiàn)教師的錯(cuò)誤，有的學(xué)生則通過對比教材、教輔書中相關(guān)試驗(yàn)的操作方法，發(fā)現(xiàn)了書中實(shí)驗(yàn)與教師實(shí)際實(shí)驗(yàn)的不同。面對這種情況，教師要采取積極的、鼓勵(lì)的態(tài)度引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)說出質(zhì)疑：我的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與預(yù)期不相符，你能幫老師想想實(shí)驗(yàn)錯(cuò)在哪了么？這樣，順理成章地讓學(xué)生提出質(zhì)疑，并鼓勵(lì)學(xué)生上講臺改正教師的錯(cuò)誤操作，讓學(xué)生在重新實(shí)驗(yàn)的過程中體驗(yàn)科學(xué)質(zhì)疑的成就感，同時(shí)提升學(xué)生的動(dòng)手糾錯(cuò)能力。

針對上述案例，教師在物理實(shí)驗(yàn)操作中故意犯錯(cuò)，在學(xué)生猶豫時(shí)主動(dòng)為學(xué)生提供動(dòng)手糾錯(cuò)的操作機(jī)會，讓學(xué)生在口頭糾錯(cuò)、動(dòng)手糾錯(cuò)的過程中提升自身的動(dòng)手能力。

5.著重訓(xùn)練觀察能力，提升學(xué)生動(dòng)手能力

在初中物理教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，鍛煉觀察能力也是相當(dāng)重要的，部分實(shí)驗(yàn)在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備不足的情況下，怎么可以讓他們觀察完教師的操作以后，找到合適的替代物進(jìn)行操作是關(guān)鍵所在，也是提升學(xué)生動(dòng)手能力的有效途徑。對此，初中物理教師在課堂教學(xué)中，需著重訓(xùn)練學(xué)生的觀察能力，使其將觀察中的收獲運(yùn)用至動(dòng)手操作中，提升他們的動(dòng)手能力。

例如，在教學(xué)“牛頓第一定律”過程中，當(dāng)驗(yàn)證牛頓第一定律時(shí)，要用到光滑木板、小車、鋼球等實(shí)驗(yàn)器材，從某些方面來說有一定的安全隱患，而且用來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的小車極易受到損壞，毛巾則要更換。在這種情況下，學(xué)生就要仔細(xì)觀察，教師指導(dǎo)他們驗(yàn)證牛頓第一定律實(shí)驗(yàn)時(shí)要采用小組模式，每組人數(shù)不能超過5個(gè)，便于所有成員的觀察。接著，學(xué)生在小組內(nèi)閱讀教材內(nèi)容，思考實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作要求，根據(jù)課本知識動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，讓小球從斜面下滑至毛巾上，認(rèn)真觀察整個(gè)過程，思考誰在運(yùn)動(dòng)？誰受到阻力作用？誰在施加阻力等，需要改變的因素是什么？怎么改變它的大小？需要控制不變的因素是什么？怎么控制？如何判斷小球運(yùn)動(dòng)快慢的變化？使他們在反復(fù)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行驗(yàn)證。

針對上述案例，教師著重訓(xùn)練學(xué)生的觀察能力，使其了解牛頓第一定律的內(nèi)容，初步理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，讓他們探究阻力對物體運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的影響，同時(shí)提升自身的動(dòng)手能力。

6.善于發(fā)現(xiàn)教學(xué)契機(jī)，制造更多動(dòng)手機(jī)會

學(xué)生是動(dòng)手操作的主體，也是學(xué)習(xí)的主人，培養(yǎng)動(dòng)手能力自然離不開大量的操作練習(xí)與實(shí)踐，只有通過反復(fù)訓(xùn)練，才能夠達(dá)到“熟能生巧”的效果，幫助他們積累更多的操作經(jīng)驗(yàn)，使其掌握更多動(dòng)手技巧。這就要求初中物理教師在日常教學(xué)中，應(yīng)該善于發(fā)現(xiàn)教學(xué)契機(jī)，精心剖析教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生制造更多親自動(dòng)手探究物理奧秘的機(jī)會，促使他們切實(shí)感受到物理探索的樂趣所在。

在“彈力”教學(xué)中，教師先指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手做一做：用手拉橡皮筋，用橡皮泥做各種玩具，彎塑料尺，將紙張揉成團(tuán)，引出問題：放手后這些物體有什么相同點(diǎn)與不同點(diǎn)？通過小實(shí)驗(yàn)激起他們的學(xué)習(xí)興趣，利用疑問進(jìn)一步激起探索這類物理現(xiàn)象的欲望。接著，教師詢問：橡皮筋、彈簧、直尺、橡皮泥、氣球等物體發(fā)生形變后結(jié)果有什么不同？學(xué)生在觀察、用手觸摸等活動(dòng)中感知這些物體的特性，使其根據(jù)這些物體的特性進(jìn)行概括與分類，引導(dǎo)他們總結(jié)出彈性與塑性的定義。之后，教師讓學(xué)生用力拉橡皮筋，按壓鋼尺、海綿、氣球、彈簧等物體，使其親身感知彈力的存在，同時(shí)結(jié)合生活中的一些實(shí)例歸納出彈力的概念，引領(lǐng)他們從生活走向物理學(xué)習(xí)。

對于上述案例，教師在課堂教學(xué)中為學(xué)生制造與提供更多親自動(dòng)手的機(jī)會，使其理解什么是彈力，彈力產(chǎn)生的條件，培養(yǎng)他們的科學(xué)探究能力、動(dòng)手能力及分析與解決問題能力。

7.布置生活實(shí)踐作業(yè)，培養(yǎng)動(dòng)手操作習(xí)慣

培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力需要持之以恒。教師不僅要在課堂中進(jìn)行動(dòng)手能力的培養(yǎng)教學(xué)，更要抓住生活中動(dòng)手能力培養(yǎng)的機(jī)會，將物理教學(xué)滲透到學(xué)生學(xué)習(xí)、生活的各個(gè)方面，從而強(qiáng)化其動(dòng)手意識，培養(yǎng)其操作習(xí)慣。

在“物體的沉浮條件及其應(yīng)用”教學(xué)中，教師布置生活實(shí)踐作業(yè)：假如由你來設(shè)計(jì)一個(gè)可以載人的帶吊籃的氣球，你打算怎樣制作？乘客乘坐了你的熱氣球升空，為了使乘客能降回地面，你打算采用什么辦法？作業(yè)驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生觀察生活中見到的氣球，如飄浮在空中可以載人的熱氣球，兒童玩的氣球玩具，普通的氣球等等，嘗試用“物體的沉浮條件”解釋不同氣球在空氣中的上浮與下沉原理。這樣，學(xué)生根據(jù)已掌握的知識使用氦氣制作不同尺寸的熱氣球，嘗試使用熱氣球載書包、枕頭、椅子等不同重物，探索可以載人的熱氣球的制作標(biāo)準(zhǔn)。

對于上述案例，教師在完成基礎(chǔ)理論知識的教學(xué)后布置生活實(shí)踐作業(yè)，讓學(xué)生在作業(yè)的驅(qū)動(dòng)下觀察、分析生活中的物理現(xiàn)象，形成“生活即物理”的學(xué)習(xí)意識，養(yǎng)成時(shí)時(shí)探索、時(shí)時(shí)動(dòng)手的操作習(xí)慣。

三、小結(jié)

總之，在初中物理課堂教學(xué)中，教師需意識到培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的重要性與價(jià)值，把握好物理教學(xué)的規(guī)律及知識特征，從多個(gè)方面與不同視角切入，使其擁有更多親自動(dòng)手探究物理科學(xué)的機(jī)會，逐步提高他們的動(dòng)手能力，提升物理課堂教學(xué)效益。