“雙減”背景下初中物理實驗教學策略研究

施志敏

(江蘇省南京市江寧區麒麟科創園學校,江蘇 南京 210000)

“雙減”政策提出以來,學校教育要將“減負增效”作為導向,高效利用課堂教學時間,設置教學活動,激發學生學習興趣,提高學習效率.物理教學內容大多和生活有關,通過學生熟悉的生活現象,揭示物理本質或規律.實驗教學過程中,教師要從減輕負擔、提高效率角度出發,探索高效的實驗教學之路,響應政策要求,提高教學質量.

1 “雙減”對初中物理實驗教學提出的要求

“雙減”提出兩個減法,一是減輕學生作業負擔,二是減輕校外培訓負擔.對“雙減”政策深度分析,不難發現,改革教學方向,提高課堂教學質量就是減輕學生壓力.從物理實驗教學角度分析,實驗屬于物理學科的重要教學內容.通過實驗教學,啟發學生思考,參與動手實踐,掌握物理知識.在“雙減”政策實施階段,物理實驗教學不再局限于學生對知識的理解,更重要的是要使其掌握實驗操作,發現知識規律,實踐能力得到全面發展.教師要從“雙減”政策要求出發,開展實驗教學設計,秉承減負增效教育理念,優化實驗教學方法,運用以生為本理念,讓學生輕松參與實驗學習,實現能力提升[1].

2 “雙減”背景下初中物理實驗教學策略

2.1 從實際生活出發,關注學生興趣培養

在“雙減”背景下,實驗教學要從學生生活出發,將物理實驗和學生生活相聯系.初中生對生活事物感興趣,特別是新鮮事物,所以,實驗過程運用生活化教學方法,能夠增強學生對實驗內容的熟悉度,還能減輕學生學習過程的枯燥感,使其體會到物理實驗學習的樂趣,感受知識魅力.生活化教學方法的應用還能深化學生對物理實驗的認識,從而產生主動探索知識的熱情,幫助學生在輕松學習環境當中掌握物理知識.

例如,在“力”這部分知識學習過程中,為了幫助學生理解“力的作用是相互的”,如果條件允許,教師可以組織學生參與拔河比賽,利用比賽實踐,感受力的作用.同時,為了呈現直觀的實驗效果,教師可以選擇2個彈簧測力計,將其相互掛接之后拉引,幫助學生清晰地看到力的作用是相互的[2].

2.2 巧用信息技術,營造輕松課堂氛圍

在“雙減”背景下,教師要與時俱進,樹立先進的教學理念,利用信息技術輔助實驗教學,營造輕松的課堂教學氛圍,達到減負增效目的.信息技術應用過程中能夠營造直觀的實驗情境,學生對于信息化資源更感興趣,能夠集中精力觀察實驗現象或流程.同時,網絡中實驗教學資源極為豐富,大部分視頻都能將物理實驗現象、實驗步驟等呈現出來,用直觀的方式展示抽象實驗.部分物理實驗過程具有危險性,無論是在課堂還是實驗室講解都相對困難,此時,教師可以選擇信息化視頻或者利用教學軟件作為實驗教學的補充.信息化資源具有可重復利用的特點,信息共享便利,能夠突破時空限制,對于課堂上不理解的知識,學生課后能夠重復復習,直到完全消化.所以,教師可以發揮信息技術應用優勢,達到減負增效目的[3].

比如,講解電路實驗時,教師可選擇仿真實驗軟件,在軟件當中對電路連接操作進行模擬,指導學生自主完成電路設計,最后繪制電路圖.信息化軟件的應用,虛擬實驗平臺被引入物理實驗教學,學生可以根據需求對電路進行調整,還能自主選擇實驗器材.在虛擬的實驗環境下,學生可以大膽操作,無需擔心實驗儀表或者儀器由于操作失誤受到損害,也不會對學生安全造成威脅.學生在探索電路知識的時候,通過大膽猜想和驗證,輕松學習,感受物理實驗學習的樂趣,提高探究能力,形成高階思維.除此之外,信息化軟件能滿足學生課后探究物理實驗的欲望,學生在家也可利用軟件檢驗電路圖設計的合理性,滿足其拓展學習需求.

2.3 轉變實驗類型,調動學生自主性

傳統物理實驗教學,大多是由教師平鋪直敘地將知識直接傳授給學生,難以完全將實驗教學的價值充分發揮.在“雙減”背景下,教師要轉變傳統教學方式,將驗證實驗進行轉換,使之變為探究實驗,鼓勵學生在實驗當中參與探究學習,深挖實驗探究功能.經歷實驗假設、情境創設等環節,將物理實驗作為載體,找到問題解決方式,提高學生科學素養.用探究實驗轉變學生學習態度,令其主動參與實驗過程.實驗教學過程中,教師可以創設問題情境,要求學生通過猜想和假設設計實驗方案,掌握抽象演繹、綜合分析等實驗方法,形成批判思維,達到學習目的.

例如“探究液體壓強”這部分實驗教學,筆者要求學生利用生活經驗進行聯想,猜測影響液體壓強因素有哪些?學生在猜想階段積極發散思維,有的認為液體壓強和液體本身性質相關,不同液體壓強不同,用物理語言表達,就是液體壓強與之密度相關.部分學生還可結合自身游泳經歷,大膽猜想壓強和液體深度相關,主要是人在水中深度越大,感受到的壓力也就越大.對于以上學生給出的答案,教師可以暫不點評,要求學生根據猜想設計驗證實驗,證明自身結論正確與否.在教師的引導下,學生根據假設,制定實驗方案.認為壓強和液體密度相關的學生選擇三種液體,保證其他變量相同,認為液體壓強與深度相關的學生,通過觀察液體深度不同壓力大小,判斷結論.在探究實驗實施階段,學生對于實驗猜想和實驗過程具有主動權和決策權,在探究過程中感受物理知識,提高問題分析、問題解決的能力以及學生學習的成就感,動手能力得到鍛煉,實現減負提質的教學目標.

2.4 小組合作學習,提高學生綜合能力

物理學知識相對抽象,部分學生的認知能力和理解能力不高,在實驗學習方面顯得尤為吃力.在“雙減”政策實施環境下,教師要秉承減負提質增效原則完成實驗教學.小組合作教學模式中,小組成員可以發揮自身的優勢互補作用,學優生幫助學困生,共同完成實驗探究.同時,學生在合作交流過程當中還能增進情感,樹立合作意識,提高協作能力.對此,在物理實驗教學過程,教師應圍繞教學目標,設置探究任務,要求學生以小組為單位,完成任務深入理解物理知識,培養學生的操作技能和道德品質,打造高效物理課堂,完成“雙減”教學目標.

例如“歐姆定律”實驗探究活動組織階段,教師可以提前設置探究主題“電流和哪些因素相關”,要求學生以小組為單位,共同參與探究過程.在探究之前,為各個小組準備實驗材料,滑動變阻器、開關、電壓表、定值電阻(15 Ω、10 Ω、5 Ω)各一個,干電池兩節,導線若干.小組成員可以合作探究電流影響因素,根據探究思路,設計電路圖,驗證假設.合作探究之前,合理分組為關鍵,教師要遵循“組內異質”和“組間同質”等原則,保證每個小組成員能力存在差異,各小組之間學生物理水平均衡.在探究任務發布以后,每個小組成員都能大膽提出假設,共同參與實驗方案,驗證實驗結果.各小組探究實驗完成以后,選出一名代表展示成果,教師及時點評.在合作教學模式應用下,學生團隊精神、合作意識能夠得到培養,還能樹立實事求是科學態度,實現能力多元化發展,完成育人目標,促進“雙減”政策有效落實.

2.5 改進實驗方案,增強實驗效果

部分教材當中的實驗選用傳統實驗裝置,實驗現象的呈現可能不夠明顯.比如“做功改變物體內能”這一實驗,傳統裝置在物體內能改變,實驗現象明顯度略有不足,將傳感器裝置引入,能夠改進裝置,克服時間困難.教材當中“內能”部分演示實驗是將硝化棉置于帶活塞的玻璃筒內,實驗過程將活塞快速下壓,此時硝化棉溫度升高被引燃,代表當氣體溫度增高時,內能增加,也能代表做功可改變氣體內能.在燒瓶內加入適量水,之后向內部充氣,燒瓶上方的塞子可以跳起來,并在瓶內產生白霧,代表瓶中水蒸氣能夠液化成水滴,實驗結果表明氣體膨脹過程對外做功,溫度下降,內能減少,以上實驗可以代表做功可改變物體內能.但是第一個實驗裝置操作過程,要注意力度技巧應用,可能由于活塞力度或者硝化棉受潮因素,影響演示效果,且硝化棉燃燒生成氣體會污染環境,操作不容易.第二項實驗裝置可能由于溫度變化不夠明顯,導致教室后排學生可能難以看到那白霧,液化程度定量顯示不足,學生存在疑問.兩種實驗裝置未能直觀將物體內能變化影響因素呈現出來.

針對以上問題,筆者對教材實驗裝置進行改進,選擇溫度、壓強、濕度等傳感器,數據采集器、打氣筒、熱熔膠、橡皮活塞、玻璃膠槍、啟普發生器等.使用膠槍對于啟普發聲器當中氣體壓縮做功,以溫度作為內能變化量度,通過顯示裝置對溫度情況實時顯示.電腦顯示器還能呈現溫度變化圖像,進而得到壓縮空氣做功及內能變化關系.對壓縮氣體進行持續做功,直到活塞彈出之后觀察溫度變化,借助壓強傳感器、濕度顯示器對于瓶內氣壓變化、水蒸氣液化等情況實施監測.實驗過程,推動膠槍壓縮空氣時,裝置顯示溫度、濕度和氣壓等均上升,直觀呈現出壓縮的氣體能夠增加其內能,機械能向內能轉化,持續做功一直到活塞被彈出,啟普發生器當中出現白霧,代表溫度降低、瓶內水蒸氣液化成水滴.實驗現象不明顯時觀察濕度、氣壓變化圖像,也能夠驗證結論.

經過改進實驗裝置,利用先進的傳感器對于物體內能變化實時反映,實驗階段沒有明火出現,安全系數更高.同時,活塞與啟普發生器可以使用細線連接,防止活塞飛出傷到學生,保證實驗安全.傳感器靈敏度高,可以隨時反映壓縮瓶內部溫度、濕度和氣壓變化,得出結論可信度更高.改進實驗裝置之后,借助傳感器測出瓶內溫度、濕度和氣壓變化,得到曲線圖,將以上物理量對比,學生可以清晰觀察到實驗現象,利于學生思維過渡.傳感器的應用數據信息獲取更加精確,便于總結溫濕度、內能變化、做功之間關系,利于學生嚴謹科學態度的培養.實驗結果顯示直觀,減少課堂實驗時間,提高實驗效率,能夠落實“雙減”政策要求.

3 結束語

“雙減”政策的實施為初中物理實驗教學指明了方向.教師在物理實驗教學中,要積極貫徹“雙減”政策,從學生興趣培養出發,善于應用信息技術,營造輕松的學習氛圍.利用探究實驗、家庭實驗等培養學生物理思維,依托小組合作,為學生搭建探究平臺,提高其綜合能力.