初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法探究

張俊兵

【摘要】隨著課程改革的不斷推進(jìn)，物理課堂需要有效兼顧理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個(gè)維度.實(shí)驗(yàn)教學(xué)能直觀地幫助學(xué)生了解物理現(xiàn)象，發(fā)展物理研究技能，從而有效提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).本文從初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)出發(fā)，論述初中物理課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體方法，以供參考.

【關(guān)鍵詞】初中物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；課堂教學(xué)

物理是一門研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、相互作用以及運(yùn)動(dòng)規(guī)律的自然科學(xué).在科學(xué)探索中，實(shí)驗(yàn)是立足于理論的關(guān)鍵活動(dòng)，是探索物理規(guī)律的根本途徑，因此在教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)成為物理課堂的重中之重.但傳統(tǒng)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)往往會(huì)被忽視，從而影響學(xué)生物理綜合技能的發(fā)展，所以在課程改革背景下，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為必然.教師應(yīng)當(dāng)探索不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，讓學(xué)生在親身體驗(yàn)中建構(gòu)物理概念，理解物理現(xiàn)象，積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)綜合素養(yǎng)的發(fā)展.

1 初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)

物理學(xué)科是理論性與實(shí)踐性相統(tǒng)一的學(xué)科，包括物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和物理理論教學(xué)兩個(gè)維度.其中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是進(jìn)行科學(xué)研究和探索的基礎(chǔ)，而物理理論教學(xué)則是學(xué)生了解和認(rèn)知自然界普遍規(guī)律的依據(jù)，因此學(xué)生需要在理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的過程中深入發(fā)展物理能力，提升物理技能.據(jù)此可以看出，初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)當(dāng)具備以下關(guān)鍵特點(diǎn).

第一，探究性.建構(gòu)主義理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)是學(xué)生自主建構(gòu)知識(shí)的過程.物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)當(dāng)為學(xué)生提供自主建構(gòu)的空間，讓他們自主動(dòng)手化解難題，探索物理的真諦.同時(shí)，物理理論晦澀抽象，傳統(tǒng)的教學(xué)方式無法幫助學(xué)生靈活地理解和掌握，因此物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)當(dāng)具有較強(qiáng)的開放性和探究性，能為學(xué)生提供豐富的體驗(yàn)過程，強(qiáng)化他們的思維和能力.

第二，生活化.物理理論源于生活，是對(duì)生活和自然現(xiàn)象的研究與概括，而初中學(xué)生思維尚未成熟，思維抽象性不足，如果脫離生活教學(xué)，學(xué)生就只能理解表層理論，無法將其與生活現(xiàn)象相關(guān)聯(lián)，更無法實(shí)現(xiàn)物理應(yīng)用，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)要充分結(jié)合生活，體現(xiàn)生活化特點(diǎn)，能讓學(xué)生在生活中理解抽象概念，掌握現(xiàn)實(shí)技能.

第三，綜合性.物理學(xué)科與其他學(xué)科不同，它不僅要求學(xué)生掌握理論知識(shí)，也強(qiáng)調(diào)學(xué)生的科學(xué)探究技能、科學(xué)思維以及處理問題能力的發(fā)展，能從理論到實(shí)踐層面推動(dòng)學(xué)生不斷進(jìn)步.由此，物理實(shí)驗(yàn)作為學(xué)習(xí)物理的主要方式，應(yīng)當(dāng)具有綜合性，能兼顧學(xué)生的認(rèn)知建構(gòu)、技能建構(gòu)、思維建構(gòu)和情感建構(gòu)，以促進(jìn)學(xué)生的綜合素養(yǎng)發(fā)展.

2 初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法

初中階段是學(xué)生自主能力與探究意識(shí)發(fā)展的關(guān)鍵階段，有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能滿足學(xué)生成長發(fā)展的需要.教師在日常教學(xué)中要以學(xué)生為主體，探索有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，通過多樣的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，助力學(xué)生提升物理綜合能力.

2.1 理論結(jié)合實(shí)驗(yàn)，豐富物理認(rèn)知

物理是注重理論與實(shí)踐相融合的學(xué)科，晦澀的理論知識(shí)需要在實(shí)踐的支持下才能被有效內(nèi)化.然而，學(xué)習(xí)物理首先就是要理解理論，從科學(xué)角度認(rèn)識(shí)物理，這對(duì)于初中學(xué)生來說十分困難，他們的抽象思維尚未形成，無法透過理論理解事物的本質(zhì).因此，教師在教學(xué)時(shí)就要將理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，通過演示與講解的協(xié)同，深化學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的有效認(rèn)知，使學(xué)生從綜合的角度看待物理，形成實(shí)驗(yàn)探索的初步意識(shí).

例如 以人教版八年級(jí)上冊(cè)“聲音的特性”教學(xué)為例，聲音是看不見、摸不著的東西，它由物體的振動(dòng)產(chǎn)生，隨著物體的振幅變化而變化.在學(xué)習(xí)時(shí)，教師講解有關(guān)振幅、響度、音色、頻率等不同特性時(shí)，學(xué)生往往很難直觀理解，也無法感受物體振動(dòng)時(shí)發(fā)出聲音的過程.由此，教師可以邊講解邊演示一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生結(jié)合理論學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)觀察，深入地感受聲音的特性.如教師在講解聲音的頻率知識(shí)時(shí)，可以將鋼尺放在講臺(tái)邊，并撥動(dòng)鋼尺，讓學(xué)生從側(cè)面觀察鋼尺的“虛影”，學(xué)生很容易看到尺子上下擺動(dòng)很多次，此時(shí)教師就可以直接指出，鋼尺在一秒內(nèi)上下擺動(dòng)的次數(shù)就是頻率.此時(shí)有的學(xué)生會(huì)提出疑問，鋼尺上下擺動(dòng)的距離會(huì)逐漸變小，聲音逐漸變?nèi)酰@是為什么？此時(shí)教師還可以引出“振幅”的概念，振幅越大，聲音越響，隨著尺子的不斷擺動(dòng)，振動(dòng)幅度逐漸減小，聲音也就變?nèi)趿?通過這種直觀的實(shí)驗(yàn)結(jié)合理論的講解，學(xué)生能有效地理解物理的意義，知曉物理所體現(xiàn)的事物本質(zhì)，從而激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣.

2.2 創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，深化知識(shí)理解

情境教學(xué)是良好的體驗(yàn)式教學(xué)形式，學(xué)生能在體驗(yàn)中直觀地感受知識(shí)，通過觀察和思考，理解知識(shí)的本質(zhì).這種方式在物理教學(xué)中應(yīng)用廣泛.物理理論晦澀難懂，學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)不僅容易產(chǎn)生枯燥感，也容易降低學(xué)習(xí)興趣，失去探索科學(xué)的熱情.但情境教學(xué)能很好地解決這一問題，它將知識(shí)融入形象生動(dòng)的場(chǎng)景，學(xué)生能直觀地在場(chǎng)景體驗(yàn)中觀察現(xiàn)象、思考原理，身臨其境地感受物理規(guī)律，由此就能推動(dòng)形象思維向抽象思維的轉(zhuǎn)化，學(xué)生能迅速把握物理知識(shí)的本質(zhì)，深化知識(shí)理解，因此教師要在教學(xué)中靈活地加以應(yīng)用.

例如 以八年級(jí)上冊(cè)“升華和凝華”教學(xué)為例，物質(zhì)從固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)叫做升華，氣態(tài)直接變?yōu)楣虘B(tài)叫做凝華，這是非常重要的兩種物態(tài)變化.從定義看，這兩種物態(tài)變化過程不易直接觀察和發(fā)現(xiàn)，尤其是生活中，物質(zhì)升華或凝華很難被發(fā)覺，學(xué)生無法將其與生活現(xiàn)象相關(guān)聯(lián)，因此就不易理解其本質(zhì)涵義.此時(shí)教師可以創(chuàng)設(shè)生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)情境，利用真實(shí)的場(chǎng)景讓學(xué)生產(chǎn)生直觀的感受，使他們直接觀察、直接體驗(yàn)，產(chǎn)生形象的記憶和經(jīng)驗(yàn)，從而加深理解.如教師可以利用多媒體等設(shè)備，借助慢鏡頭播放冬天玻璃窗上產(chǎn)生冰花的過程以及出現(xiàn)霧凇的過程，讓學(xué)生直觀地感受水氣是如何直接變?yōu)楣虘B(tài)的，還可以向?qū)W生展示舞臺(tái)上煙霧繚繞的效果，然后演示干冰如何在空氣中直接變化為氣體.這些生動(dòng)的情境能讓學(xué)生深入理解生活中的這些現(xiàn)象本質(zhì)都是升華或凝華，這樣就能加深學(xué)生對(duì)物態(tài)變化的理解，此時(shí)教師再引入凝華和升華的物理?xiàng)l件，讓學(xué)生思考，就能促使學(xué)生更好地掌握物理現(xiàn)象的本質(zhì)，提升理解能力.

2.3 鼓勵(lì)合作探究，提升實(shí)驗(yàn)技能

窗探究是物理實(shí)驗(yàn)的核心環(huán)節(jié).在自主探究中，學(xué)生才能感受到科學(xué)探究的樂趣，真正發(fā)展科學(xué)探索能力，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，能尊重科學(xué)、熱愛科學(xué)，主動(dòng)投入到科學(xué)活動(dòng)中去.因此，教師要鼓勵(lì)學(xué)生以探究為目標(biāo)，積極開展合作探究，在與同伴的溝通交流中，不斷激發(fā)探究潛能，能從多個(gè)角度實(shí)施科學(xué)探索，有效地完善實(shí)驗(yàn)過程，從而提升實(shí)驗(yàn)技能，提升科學(xué)素養(yǎng).

例如 以八年級(jí)上冊(cè)“平面鏡成像”教學(xué)為例，照鏡子是學(xué)生生活中常見的行為，那么鏡子中的像是怎么來的呢？為什么人的左邊成了“鏡中人”的右邊了呢？這些疑問往往會(huì)困擾學(xué)生，教師可以以此為契機(jī)，摒棄直接講解的教學(xué)方式，鼓勵(lì)學(xué)生合作探究，共同探索“平面鏡成像原理”，使學(xué)生在自主的探究中拓展實(shí)驗(yàn)技能，發(fā)展實(shí)驗(yàn)綜合能力.教師讓學(xué)生分成不同的小組，每個(gè)小組以自己的方式進(jìn)行成像原理探究，學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，可以選擇不同的參照物，還可以變換平面鏡的位置和站立方式，然后依據(jù)觀察到的現(xiàn)象，組內(nèi)學(xué)生可以提出不同的猜想，組內(nèi)成員共同討論，最后得出結(jié)論.通過這種靈活的、開放的探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能在與同伴探討的過程中不斷地發(fā)散思維，仔細(xì)觀察并佐證猜想，由此就能有效地發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思維，同時(shí)學(xué)生依據(jù)自己的猜想不斷地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)嘗試，能有效地提升實(shí)驗(yàn)技能，促進(jìn)他們物理實(shí)驗(yàn)操作能力的全面發(fā)展.

2.4 結(jié)合生活實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)創(chuàng)新思維

物理知識(shí)產(chǎn)生于生活也應(yīng)用于生活，是人們對(duì)生活現(xiàn)象的科學(xué)分析和總結(jié)，讓學(xué)生深入生活之中，就能獲得獨(dú)特的體會(huì)和技能.由此可見，物理教學(xué)離不開生活體驗(yàn).就物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說，它注重親身體驗(yàn)和操作，是實(shí)踐性較強(qiáng)的活動(dòng)，而生活是實(shí)踐的平臺(tái)，能為學(xué)生提供更多物理探索和思考的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)新事物、感受新現(xiàn)象、理解新原理.因此，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)還要聯(lián)系實(shí)際生活開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生從生活角度出發(fā)探索生活中的科學(xué)奧秘，從而有效地促進(jìn)創(chuàng)新思維的發(fā)展，使他們真正感受到物理與生活的聯(lián)系.

例如 以八年級(jí)下冊(cè)“杠桿”教學(xué)為例，杠桿是一種簡(jiǎn)單的物理機(jī)械，但在生活中卻發(fā)揮著大作用.無論是剪刀、天平，還是蹺蹺板、開瓶器等，都是利用了杠桿原理.它們有的省力、有的省距離，能有效地改造和改善生活或勞作方式.那么杠桿是怎樣發(fā)揮其平衡作用的呢？教師可以依據(jù)生活實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，讓學(xué)生借助生活實(shí)驗(yàn)感受物理原理，發(fā)展創(chuàng)新能力.如教師以“我會(huì)用杠桿原理”為主題，開展生活實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)設(shè)計(jì)和制作小型杠桿，并利用制作的杠桿解決生活中的問題，使生活更便捷.據(jù)此，學(xué)生就會(huì)發(fā)散思維，充分挖掘生活中的元素，以達(dá)成實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo).在生活中，有學(xué)生使用老虎鉗感覺很費(fèi)力，于是利用杠桿原理，加長了老虎鉗的動(dòng)力臂，就使操作變得更加省力.還有的學(xué)生設(shè)計(jì)了一種船槳，緩緩移動(dòng)把手的距離，槳面就在水上劃了很遠(yuǎn).不過學(xué)生在生活實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，要想找到一種既省力又省距離的杠桿是不可能的，由此也進(jìn)一步強(qiáng)化了杠桿原理，提升了學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)技能，使他們能在生活中創(chuàng)新出更多用以改造生活的“杠桿”.

2.5 開展綜合評(píng)價(jià)，鞏固實(shí)驗(yàn)效果

評(píng)價(jià)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)不可缺少的部分，但傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方式以物理知識(shí)掌握程度為核心，忽視了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中所表現(xiàn)出的科學(xué)探索能力、實(shí)驗(yàn)態(tài)度和科學(xué)精神的評(píng)價(jià)，這樣的評(píng)價(jià)是片面的，限制了實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合目標(biāo)的達(dá)成.因此，教師應(yīng)當(dāng)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)，依據(jù)物理教學(xué)的核心目標(biāo)，充實(shí)評(píng)價(jià)內(nèi)容，優(yōu)化評(píng)價(jià)形式，讓學(xué)生能獲得更加全面、豐富的評(píng)價(jià)，這樣學(xué)生就能更好地認(rèn)識(shí)自己的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ趯?shí)驗(yàn)過程中有效完善實(shí)驗(yàn)技能，從而鞏固實(shí)驗(yàn)效果，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量.

例如 以八年級(jí)下冊(cè)“浮力”教學(xué)為例，浮力是浸在液體里的物體所受的向上的力，這種力不易理解，它與很多因素有關(guān).學(xué)生在生活中會(huì)發(fā)現(xiàn)人在水中并不一定受相同的力，正如死海和其他海的差異.由此，教師可以組織學(xué)生開展浮力影響因素的探究實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中，教師要關(guān)注的不僅是學(xué)生實(shí)驗(yàn)成功與否，而是要從認(rèn)知、技能、情感等多個(gè)方面關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)全程.如學(xué)生是否對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)熟知，是否能合理安排實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟，能否正確操作實(shí)驗(yàn)器材，與他人合作的方式與態(tài)度的合理性、穩(wěn)定性，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的效率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果推斷的合理性等，從這些方面綜合地評(píng)價(jià)學(xué)生，讓學(xué)生能準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)自己在物理理論和實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中存在的問題以及表現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)等，據(jù)此能有效完善與改進(jìn).同時(shí)，教師還要拓展評(píng)價(jià)方式，用小組評(píng)價(jià)、生生評(píng)價(jià)等多種形式充實(shí)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生的能力得到更加全面的肯定，由此就能強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)認(rèn)知，促進(jìn)他們深刻反思，從而鞏固實(shí)驗(yàn)效果.

3 結(jié)語

實(shí)驗(yàn)教學(xué)在物理教學(xué)中具有十分重要的價(jià)值，它對(duì)學(xué)生的科學(xué)思維與探究能力發(fā)展的作用不言而喻.初中學(xué)生正處于探究世界、開闊科學(xué)視野的關(guān)鍵階段，此時(shí)在物理課堂融入有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將給學(xué)習(xí)過程帶來更多的趣味性、形象性和實(shí)踐性元素，使學(xué)生通過親身體驗(yàn)掌握更全面的技能.因此，教師在講解物理理論時(shí)，可以結(jié)合實(shí)驗(yàn)演示幫助學(xué)生豐富物理認(rèn)知，在教學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)可以創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，通過形象化的方式促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解.在探究活動(dòng)中，引導(dǎo)學(xué)生合作，通過思維的碰撞發(fā)展多樣的實(shí)驗(yàn)技能，開展生活化實(shí)驗(yàn)，將生活與實(shí)驗(yàn)有機(jī)融合，使學(xué)生在解決實(shí)際問題時(shí)發(fā)展創(chuàng)新思維.最后，在實(shí)驗(yàn)過程中融入綜合性評(píng)價(jià)，通過評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中不斷反思、完善，從而鞏固實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果.在健全的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰⒋蟠筇嵘M(jìn)一步推動(dòng)學(xué)生綜合素養(yǎng)的發(fā)展.

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