開放物理實驗室背景下初中生物理實驗技能的培養(yǎng)對策

蘇鈺婷

【摘? 要】 物理學(xué)科是初中階段的一門重要科目，倡導(dǎo)學(xué)生探究式的學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)科學(xué)與實際、與社會的聯(lián)系。目前，很多學(xué)校采用了“填鴨式”教學(xué)，教師用PPT演示代替學(xué)生的分組實驗，學(xué)生不能自主動手實驗。物理實驗教學(xué)是初中物理教學(xué)的重要內(nèi)容，也是將物理知識與實踐操作緊密結(jié)合的途徑，學(xué)校開放物理實驗室具有重要的意義。實驗室是體現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要場所，教師充分地發(fā)揮實驗室的作用，能夠真正提高物理實驗的教學(xué)水平。

【關(guān)鍵詞】 初中物理；物理實驗室；實驗技能

一、研究背景

目前，很多學(xué)校為了一味地追求成績，采用了“填鴨式”教學(xué)?！疤铠喪健苯虒W(xué)以教師為中心，采用了知識陳述——例題示范——變式訓(xùn)練——課后作業(yè)——考試反饋的教學(xué)模式；而學(xué)生則被動地接受知識，無法形成動手能力和創(chuàng)新能力。如今，我國的教育行業(yè)倡議探究式教學(xué)，即以學(xué)生為中心，教師和學(xué)生一起研究、解決問題。在這個過程中，學(xué)生起主導(dǎo)作用，教師只是在旁邊起到引導(dǎo)的作用。基于此，在初中物理實驗中，學(xué)校必須開放實驗室，這具有很重要的意義。

物理是理論知識與實驗操作緊密結(jié)合的學(xué)科，其要求學(xué)生在掌握物理理論知識的同時，還要具備實驗操作技能、利用物理知識探究和解決實際問題的能力。教師教授物理也不應(yīng)局限于普通的教室，還應(yīng)該把物理實驗室作為開展教學(xué)的主要場所。為了更好地開放物理實驗室、提高物理教學(xué)效果，教師應(yīng)把物理實驗室作為物理教學(xué)的第二課堂。物理實驗課是培養(yǎng)學(xué)生實驗技能的基本途徑，教師認(rèn)真上好物理實驗課，既能幫助學(xué)生更牢固地掌握物理知識，又能培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能，是訓(xùn)練和提高學(xué)生實驗技能的基本途徑。物理實驗課包括物理演示實驗和物理分組實驗。物理演示實驗是教師教給學(xué)生正確的實驗方法。如如何正確使用儀器，安排實驗步驟、操作，記錄數(shù)據(jù)、列表和作圖線，以及通過分析和推理得出正確的結(jié)論及誤差等。通過大量的物理演示實驗，學(xué)生能夠潛移默化地掌握物理實驗技能。

二、初中生物理實驗技能的培養(yǎng)對策

（一）改變教學(xué)方法

第一，教師要根據(jù)物理課本中涉及的實驗項目精心備課，結(jié)合物理實驗課程標(biāo)準(zhǔn)和自己的教學(xué)經(jīng)驗，設(shè)計出科學(xué)的教學(xué)方案，為正式的物理實驗教學(xué)做好準(zhǔn)備。

第二，在物理實驗課堂中，教師要細(xì)心地講授實驗操作方法，正確、規(guī)范地為學(xué)生示范各個實驗操作的要點(diǎn)，并強(qiáng)調(diào)實驗中的易錯點(diǎn)和難點(diǎn)。

第三，教師根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗，把在以往實驗教學(xué)中學(xué)生難以理解的題目設(shè)置在實驗中，讓學(xué)生進(jìn)行探究。如，兩個學(xué)生分別手持兩個彈簧測力計（彈簧測力計保持水平，示數(shù)向上），彈簧測力計的兩個拉鉤互相鉤住，學(xué)生分別用4N的力拉動掛環(huán)，觀察彈簧測力計的示數(shù)是0N、4N，還是8N；如：在凸透鏡成像中有這樣的問題：燭焰通過凸透鏡在光屏上形成了一個實像，這時用一塊不透明的硬紙板將凸透鏡的上半部遮住，結(jié)果是否成半個像？用實驗的方法，學(xué)生很容易地解決了這一難題；在探究電功率的實驗時，假設(shè)燈泡的額定電壓為2.5V，當(dāng)燈泡的電壓為1.8V時，要想燈泡正常發(fā)光，滑動變阻器向左還是向右移動？當(dāng)燈泡的電壓為2.8V時，要想燈泡正常發(fā)光，滑動變阻器向左還是向右移動？通過實驗，學(xué)生可以加深對易錯題的理解。在實驗教學(xué)中，教師要求學(xué)生反思物理實驗，學(xué)生梳理與回顧在實驗過程中發(fā)生的問題、現(xiàn)象，找出問題產(chǎn)生的原因、本質(zhì)，加深了對物理實驗的理解。

第四，物理實驗教學(xué)鼓勵學(xué)生在教材的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新、改進(jìn)。在物理實驗教學(xué)中，有些實驗可加以改進(jìn)、創(chuàng)新，讓實驗更科學(xué)、誤差更小。

例如在探究滑動摩擦力大小跟哪些因素有關(guān)的實驗中，教材中的實驗是用彈簧測力計拉動小木塊，在水平長木板上進(jìn)行勻速直線運(yùn)動。學(xué)生在探究的過程中就會發(fā)現(xiàn)問題：在用彈簧測力計拉動小木塊運(yùn)動時，難以控制小木塊進(jìn)行勻速直線運(yùn)動，因此彈簧測力計的示數(shù)不穩(wěn)定，且拉動時，彈簧測力計處于運(yùn)動狀態(tài)，給讀數(shù)帶來了困難。既然學(xué)生在實驗中發(fā)現(xiàn)了問題，教師此時應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生，運(yùn)用所學(xué)的物理知識解決探究過程中出現(xiàn)的問題，并在實驗的基礎(chǔ)上，對實驗進(jìn)行創(chuàng)新、改進(jìn)，從而更好地完成實驗。通過教師的引導(dǎo)，學(xué)生將原實驗中拉動木塊改為拉動長木板，就可以避免勻速直線運(yùn)動帶來的問題。學(xué)生在拉動長木板時，無論長木板是否做勻速直線運(yùn)動，小木塊都能處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)二力平衡條件，可得出摩擦力大小就是彈簧測力計示數(shù)的大小，這激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，對培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識解決問題的能力，具有積極意義。

再如，在探究二力平衡條件的實驗中，學(xué)生將小木塊置于光滑的水平桌面進(jìn)行探究。在物理學(xué)中，光滑意味著無須計算摩擦力，但在實際實驗中，不可能存在表面絕對光滑的物體，因此在該實驗中，當(dāng)二力作用在一條直線上時，學(xué)生將木塊扭轉(zhuǎn)一個角度，木塊受到了摩擦力的影響，導(dǎo)致學(xué)生在松手后，木塊可能處于靜止?fàn)顟B(tài)，實驗失敗，同樣，此裝置也難以探究二力作用在同一物體上。當(dāng)學(xué)生出現(xiàn)了這樣的問題時，教師應(yīng)順勢引導(dǎo)，改進(jìn)實驗，將小木塊換成輕小的硬紙片，進(jìn)行二力平衡條件的探究，從而使實驗更合理、更易于學(xué)生理解。當(dāng)探究二力是否作用在同一直線時，學(xué)生將紙片扭轉(zhuǎn)一個角度，在松手后，可以立即看到紙片轉(zhuǎn)動到兩個力在同一直線時，才處于靜止；當(dāng)探究二力是否作用于同一物體時，學(xué)生可以用剪刀將紙片從中間剪為兩個部分，觀察紙片的兩部分在兩邊拉力的作用下，由靜止變?yōu)檫\(yùn)動，進(jìn)而證明二力要想平衡，需要同時作用于同一物體。但此裝置仍有改進(jìn)之處，對此教師可以讓學(xué)生自行改進(jìn)，以激發(fā)學(xué)生的求知欲，使學(xué)生更加熱愛物理。

學(xué)生在進(jìn)行實驗時，教師要耐心地給予指導(dǎo)、糾正不正確的操作方法。同時教師要提高在物理實驗室開展教學(xué)的頻率，充分發(fā)揮物理實驗室的作用，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，讓物理實驗室真正成為物理教學(xué)的課堂。物理實驗在物理教學(xué)中有不可替代的作用，教師只有做好物理實驗教學(xué)，才能充分地調(diào)動學(xué)生的觀察和思維能力，激發(fā)學(xué)生對物理的求知欲，使教學(xué)達(dá)到“事半功倍”的效果。

（二）開放實驗室，學(xué)生自主進(jìn)行實驗

開放物理實驗室，就是讓學(xué)生成為物理實驗室的主人，將所學(xué)的物理知識充分地應(yīng)用到物理實驗操作上，盡可能地將物理演示實驗變?yōu)槲锢矸纸M實驗，從而能更深層次地理解和體會實驗原理，加深了印象，提高了學(xué)習(xí)效果。物理實驗室能營造出一種積極探究的氛圍，在鍛煉學(xué)生動手能力的同時，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，激發(fā)了學(xué)生的求知欲和探索精神。因此教師在開放物理實驗室的同時，要充分地發(fā)揮學(xué)生的主體地位，放手讓學(xué)生進(jìn)行實驗操作。教師在開展物理實驗教學(xué)時，不要給學(xué)生太多的束縛，應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生緊密結(jié)合所學(xué)的知識，大膽地進(jìn)行實踐操作訓(xùn)練，提高學(xué)生的物理實驗操作技能。對此，教師可以將學(xué)生分成若干小組，為他們布置物理實驗任務(wù)，讓每個學(xué)生在小組中參與物理實驗操作，并讓小組記錄好實驗過程和結(jié)果，這樣每個學(xué)生在合作中完成了小組任務(wù)。為了鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力和動手能力，教師可以引導(dǎo)學(xué)生留心觀察周圍的事物，鼓勵學(xué)生在保證安全的前提下，進(jìn)行發(fā)明和創(chuàng)造，培養(yǎng)學(xué)生對物理實驗的興趣，建立學(xué)習(xí)物理的信心。

開放物理實驗室、改進(jìn)物理實驗教學(xué)，需要長期的教學(xué)實踐和探索。對此，教師要積極補(bǔ)充實驗材料，豐富物理實驗室的資源；制訂完善的物理實驗室管理制度；加強(qiáng)物理實驗室?guī)熧Y隊伍的建設(shè)；保證學(xué)生的主體地位，放手讓學(xué)生進(jìn)行物理實驗操作，逐步提高物理實驗的教學(xué)效果。

（三）提高學(xué)生具體的實驗技能

教師需要讓學(xué)生掌握實驗的一般原理、方法和設(shè)計實驗的技能。首先要求學(xué)生明確各個實驗的目的、原理和理論根據(jù)，根據(jù)實驗的原理、要求，對實驗進(jìn)行設(shè)計。包括在實驗中，需要使用哪些物理定律、公式等，學(xué)生還要了解哪些是已知量、被測量，然后選擇所需的儀器和實驗條件，設(shè)計好實驗步驟，做好記錄和表格等；其次，指導(dǎo)學(xué)生掌握正確調(diào)整、安裝儀器以及連接電路的技能。正確的實驗，是學(xué)生能夠安裝、調(diào)整好儀器或正確連接電路，即，在主回路中，必須有開關(guān)（先斷開），導(dǎo)線最好選用幾種顏色，主、支回路分別用一種顏色。在向接線柱連接導(dǎo)線時，應(yīng)按順時針的方向，將導(dǎo)線纏上。連接電路后，學(xué)生必須復(fù)查，確認(rèn)正確后，方能通電。這種實驗技能的培養(yǎng)，在初中就應(yīng)開始，首先教師讓學(xué)生模仿學(xué)習(xí)，然后逐步提高到由教師講述方法及注意事項，由學(xué)生獨(dú)立操作實驗。

教師需要培養(yǎng)學(xué)生正確記錄實驗數(shù)據(jù)，并能進(jìn)行運(yùn)算和分析，得出正確結(jié)論的能力，這也是實驗?zāi)芊癯晒Φ年P(guān)鍵。要培養(yǎng)學(xué)生在這方面的技能，教師應(yīng)要求學(xué)生集中精力，按照實驗步驟有條不紊地操作和讀取測量數(shù)據(jù)。有的實驗要求在測量或操作時，動作迅速、把握好時機(jī)，如溫度測量、電學(xué)測量。對此，學(xué)生要按照實驗的先后順序，測出需要測定的量，并做好記錄。學(xué)生讀取數(shù)據(jù)和記錄，必須注意：1. 讀數(shù)要及時，并馬上記錄，針對刻度尺，要讀取分度值的下一位；2. 要記錄完整的數(shù)據(jù)，按照有效數(shù)字的方式進(jìn)行記錄；3. 數(shù)據(jù)的單位要正確。通常，教師應(yīng)要求學(xué)生在實驗前列出表格。表格設(shè)計要求學(xué)生能記錄直接測出的各物理量，能記錄數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、運(yùn)算，分析實驗結(jié)論。在整理數(shù)據(jù)時，如發(fā)現(xiàn)有不合理的數(shù)據(jù)，應(yīng)補(bǔ)測該數(shù)據(jù)。教師要指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)有效的運(yùn)算法處理數(shù)據(jù)，適當(dāng)?shù)胤治觥⒂懻搶嶒灲Y(jié)果，如討論的數(shù)據(jù)說明了什么？該數(shù)據(jù)與理論計算有何偏差？實驗過程為何這樣設(shè)計？實驗結(jié)果的物理意義（結(jié)論）是什么？

（四）軟硬件措施

1. 積極增加物理實驗材料，豐富物理實驗室的資源

由于學(xué)校對物理實驗教學(xué)不夠重視，導(dǎo)致物理實驗室存在器材數(shù)量不足、功能不全、儀器缺乏保養(yǎng)和設(shè)備陳舊等問題，影響了教師實驗教學(xué)的順利開展，學(xué)生也由于實驗材料和儀器的局限性，不能有效地進(jìn)行實踐操作，給學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性造成了很大的負(fù)面影響。因此學(xué)校要積極增加實驗材料，不斷豐富實驗室的資源，保障教師實驗教學(xué)工作的順利開展，提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)效果。首先，學(xué)校要按照初中物理實驗室的器材配備標(biāo)準(zhǔn)，配備實驗材料和儀器，準(zhǔn)備好木直尺、電子秒表和托盤天平等常用器材，并保證器材的質(zhì)量和數(shù)量；其次，學(xué)校要注意保養(yǎng)各種設(shè)備，定期進(jìn)行清潔和維護(hù)工作。對于有損壞或功能出現(xiàn)問題的設(shè)備，要及時地修理或更換，保證學(xué)生能夠使用功能正常的設(shè)備進(jìn)行實驗。同時為了符合現(xiàn)代物理教學(xué)的要求，學(xué)校還應(yīng)開設(shè)更加現(xiàn)代化的實驗室，如綜合性實驗室、數(shù)字化實驗室等，以滿足學(xué)生的個性化實驗需求，幫助學(xué)生順利地完成實驗任務(wù)，從而激發(fā)學(xué)生對物理實驗的熱情。

2. 制訂完善的物理實驗室管理制度

物理實驗室內(nèi)的材料眾多，有的設(shè)備價格昂貴，涉及學(xué)校的資產(chǎn)安全問題。同時物理實驗室的人員來往較多，學(xué)校如果稍有疏忽，就會出現(xiàn)儀器損壞、遺失等問題，給學(xué)校造成了一定的損失，因此在物理實驗室的管理上，學(xué)校面臨著較大的困難。為了保障學(xué)校的利益，也為了給學(xué)生提供更加安全、可靠的物理實驗場所和資源，學(xué)校必須制訂完善的實驗室管理制度。比如，教師和學(xué)生借用實驗室器材都需要詳細(xì)地登記，并在規(guī)定的期限內(nèi)完好無損地歸還；當(dāng)學(xué)生第一次進(jìn)入物理實驗室時，教師就要引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)閱讀實驗室的規(guī)章制度，遵守實驗操作規(guī)范；學(xué)生要聽從教師和實驗室工作人員的指揮，不要隨意亂動儀器和設(shè)備；在實驗過程中，學(xué)生要注意愛惜儀器，輕拿輕放，按照正確的操作方法使用設(shè)備，當(dāng)遇到問題時，要及時詢問教師或工作人員。每上完一次實驗課后，教師要配合工作人員進(jìn)行器材的清點(diǎn)和歸放，檢查是否有損壞或丟失的情況，以及時地發(fā)現(xiàn)并解決問題。

三、結(jié)語

物理作為初中的一門基礎(chǔ)性學(xué)科，對中學(xué)生而言非常重要。實驗作為物理的基礎(chǔ)，可以讓學(xué)生更直觀地看到物理現(xiàn)象，從而對物理原理產(chǎn)生更深刻的理解，而物理實驗也能讓學(xué)生產(chǎn)生更強(qiáng)的物理學(xué)習(xí)興趣。因此在日常生活中，初中物理教師一定要開發(fā)和利用好實驗教學(xué)資源，為提高學(xué)生的物理實驗效果提供有力支撐。

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