新課標視域下初中物理實驗教學的設計與實踐

季文杰

(江蘇省昆山市周市中學,江蘇 昆山 215300)

學生學習物理需要具備一定的邏輯和思考能力.在傳統的物理教育模式下,教師投入大量的精力去深入闡述和講解物理知識,這使他們忽視實際的物理實驗,造成學生在掌握物理知識的過程中,其所掌握的知識和實踐的比率不成正比,物理教育質量無法在較長的時期里取得顯著的改善.此外,為了縮短上課的時長,教師經常會在教室里進行物理演示實驗,讓學生們去觀察并記下所有的實驗步驟,隨著時間的推移,學生對物理實驗的熱情逐漸降低.在新課標下,將學生視為學習的主體,采取多樣的教育手段,有助于增強學生的獨立學習和創新能力,因此,對于物理實驗的教學應當進行改良和創新,以滿足新時代的需要.

1 增強實驗教學趣味性,激發實驗興趣

與教師直接講解相比,物理實驗可增強實驗教學的趣味性,可激發學生實驗的興趣.比如,在教授“凸透鏡成像規律”時,如果教師僅在講臺上展示實驗,讓學生去研究圖像尺寸與物體間距的關系,那么坐在后排的學生可能無法清晰地看到實驗圖像,甚至坐在前排的學生,也可能只能看到實驗圖像的變化,卻無法清晰地看到物體間距的改變[1].所以,教師可以利用多媒體工具,通過它來呈現整個實驗流程,清晰地展示出圖像的尺寸和物體間的距離變化,使學生一眼就能看明白.同時,還可以鼓勵學生利用鼠標來自行調整物品的位置,并在此過程中觀察圖像的尺寸變化.

教師需要更深入地探索如何通過改進實驗設備、改善實驗流程、擴展實驗成果等方式來激發學生的熱情.比如,在教授“內能、熱傳遞”時,教師可以進行“焰火表演”.預先向一個透明的玻璃容器中裝滿清水,拿出一個裝有熱水的墨水瓶,滴上幾滴紅色的墨水,接著,把墨水瓶的瓶口用一層輕薄的塑料膜緊密地覆蓋起來,然后把它放到裝有清水的大型玻璃容器的底部,最后使用針刺破塑料膜,此刻,紅色的熱水將迅速從針孔中噴射出去,向上升起,猶如一場深海的火山爆發,景象壯麗,當它升至更高的地方,便會變成一朵蘑菇云,隨后緩緩降落.這個過程極具創新性和吸引力,學生們都對其感到興趣盎然,當教師再次向學生解釋其中的物理知識時,學生會在好奇心的推動下專注聽講,深入思考,從而激發他們的學習熱情.

2 有效調整課堂角色,化被動為主動

在傳統的教育環境中,教師通常扮演著領頭羊的角色,學生則是被迫吸收知識,只有當初中物理教師所講授的內容能夠吸引學生的關注,學生才能將教師講解的知識吸收消化.教師的職責不僅限于傳授知識,向學生傳遞信息,更需要構建一個能夠幫助學生從現有水平提升到更高層次的平臺,以實現學生真正的成長.教師應鼓勵學生多實踐操作,讓他們真實地體驗到物理的變化和魅力.鑒于部分地區的財政狀況或環境條件較差,學生無法直接參與到實驗中去,學校應該增加對物理實驗的經濟支持.同時,教師也應該將學生劃分為若干個學習小組,讓他們在這些小組中輪流進行實驗.教師也應鼓勵學生們在實驗期間積累創新思維和實踐經歷,并在實驗完成后總結出這次實驗的收獲與缺點,以便為未來的各類實驗和日常生活提供寶貴的經驗和策略.鑒于教學時間有限,學生的實踐機會相對較少,教師應該設計一些學生能夠在家中進行的實驗,鼓勵他們回家后親自參與并仔細觀察,這樣他們就能在課堂之外獲取新的知識[2].

可以讓學生在家自行完成的實驗有:對鹽水與糖水的固化程度進行檢驗,向熱水瓶中注入水時,其聲響的改變,對裝有各種容量的瓶子進行敲打,其聲響的改變,使用一張紙制作一個裝滿水的杯子(當杯子翻轉過來,水不會溢出).利用礦泉水瓶進行的實驗,能夠探討液體壓力隨著深度的增加而增大.在裝滿水的礦泉水瓶瓶口處放置一個乒乓球,然后再翻轉,乒乓球將無法掉落.這就表示空氣存在著壓力.評估影響壓力效果的各種元素(此項實驗操作簡單,可以直接使用相同的力量捏身體的大塊肉和小塊肉,亦可使用不同的力量捏同一面積的肉,以此來判斷哪一部分更為疼痛).探究影響摩擦力的因素(通過使用各種壓力來按壓地面,以判斷哪一部分更難移動,或者使用相同的壓力在各種粗糙程度不同的物體上進行移動,以判斷哪一只手更容易移動).這些都是學生在家可以自行進行的實驗,無需使用任何實驗設備,不僅簡單易行,而且能讓他們領悟到“生活中處處有物理”的真理.

3 創新實驗器材和方案,提升學生創造力

在進行物理實驗的具體操作時,不能讓學生形成依賴課本上已有的實驗計劃來完成實驗的壞習慣,而是要激勵學生勇敢嘗試,這就需要教師對實驗設備和實驗流程進行優化和革新,以此提升學生的創新性和創造性,從而確保物理實驗教學真正起到推動學生思考和技巧提升的教育效果.以“壓強和浮力”為例,在日常生活中挑選出適宜的工具,如石頭、沙粒、塑料瓶和玻璃瓶等,利用這些平凡且常見的物件來做實驗.通過這種方式來激發學生對實驗的熱情,讓他們在平時的生活中,養成仔細觀察、深入思考和嚴謹檢查的習慣[3].

在更新實驗設備的同時,教師還需對實驗主題做出調整,主動指導學生對實驗計劃進行完善與提升,以此提升學生的創造力.以“凸透鏡成像的規律”實驗為例,教師采用點燃蚊香的方式,促使光線更加突出明顯,彌補普通透鏡無法展示光線的缺陷.但是,也有一位學生問道:點蚊香的方式會產生大量的煙霧和刺鼻的氣味,這不符合環保的標準,那么,是否存在一種更優秀、更環保的方法可以替代蚊香,使光路得以顯現呢?基于此,教師可以鼓勵學生動腦筋,集結學生各方面的智慧,共同改進實驗方案.如果學生感到困惑,找不到解決問題的方法,教師就可以適時提醒他們:回顧一下我們之前進行的“探索光的反射規律”實驗,是否存在一些實驗設備或方法,可以借鑒一下呢?經過教師的提示,學生便意識到這一點.在此過程中,學生的創新能力得到顯著的提升,同時,他們體驗到獨立策劃實驗的快樂,更加熱衷于參與實驗活動.

綜上所述,新課標下物理實驗教學的創新滿足了當前社會對于教育進步的期待.另外,初中物理教師也需要主動去深度探索和討論物理實驗,持續增加和更新物理實驗的內容,以此提升物理教育的教學效果.