淺談初中物理實驗教學中學生自主能力的培養

宋曉樓

(睢寧縣雙溝第二中學 江蘇 徐州 221212 )

物理是一門以實驗為基礎的自然學科，在物理教學中，如果能充分發揮物理實驗的多種功能和作用，不但可以幫助學生理解和掌握知識，更能培養學生的自主能力.然而在傳統的物理實驗教學中，無論是教師的演示實驗還是學生的分組實驗，都或多或少地存在一定的不足.比如演示實驗通常都是教師做學生看，教師講學生聽，學生缺乏主動的參與.學生的分組實驗大都按照教材中或教師事先規定好的步驟去做，目標單一，學生的興趣只是停留在“做”的表面上，限制了學生的自主性和創造性.

筆者在多年的教學中，嘗試對教師的演示實驗和學生的分組實驗進行改進.下面就如何培養學生的自主能力，談談自己一點粗淺的看法.

1 改進演示和分組實驗，努力做到“三自”“三開放”

1.1 自主設計實驗方案

如在“估測大氣壓強值”的實驗中，課前要求學生認真閱讀課本內容，理解、搞清楚實驗設計的原理及注意事項，可以對實驗進行改進和重新設計.在具體的實驗教學中學生就有了六種的實驗方案，有的實驗方案操作起來更方便可行.如圖1～6所示.

圖1 圖2 圖3

圖4 圖5 圖6

這樣就把驗證性、測量性實驗變為開放性研究實驗，極大激發了學生學習和研究物理知識的積極性和自主性，同時培養了學生的發散思維和創造性思維能力.

1.2 自主選擇實驗器材

學生設計出實驗方案后，可以向實驗室借儀器，還可以利用廢舊物品自制器材.如在“估測大氣壓強值”的實驗中，實驗室只提供3 ml的注射器、彈簧測力計和鉤碼，學生自己則準備了小吸盤、小桶(有的自己利用飲料瓶制作的，有的是兒童玩的小桶)、玻璃板、細沙等，比如在“探究影響壓力作用效果”的實驗中有的學生就準備了磚塊、泡沫、海綿、飲料瓶、平底鞋和高跟鞋等.在“探究液體內部壓強規律”的實驗中有的學生利用水暖器材“三通管、四通管和氣球”自制了一個很好的演示器.這就把一些觀察性實驗變為創造性操作實驗，既提高了學生的自主動手能力、又激發了學習興致.

1.3 自由合作、自主探究、自行演示

在實驗的過程中，讓實驗方案相近似、相近甚至是相同的學生自由組合、自主探究，在實驗的過程中互相交流切磋、溝通、共同研究，在交流中學會團結協作，在互幫互學中，共同提高.實驗之后盡可能地提供機會和舞臺讓學生對自己設計的實驗進行演示，這樣不但可以增加學生情感的溝通與交流，還可以讓學生體驗成功的喜悅、樹立自信心，更能培養學生觀察能力、歸納分析能力、語言表述能力等.

1.4 開放實驗方法，不限實驗原理

1.5 開放實驗過程，不限實驗目的和步驟

在初二期末復習時，向學生提出一個問題：“你能用一張紙、一杯水、一枚硬幣做哪些實驗？”結果學生的實驗之多、方法之多完全超出了我的想象.

(1)用紙盒水杯做覆杯實驗，證明大氣壓的存在；

(2)將紙卷成棒狀斜插入水中，可以看到水中的部分向上彎折，這是光的折射造成的；

(3)將紙卷成棒狀放在盛水透明玻璃杯后面，可以看到紙棒折成三段；

(4)將空的不透明的杯子中放入一枚硬幣，從側面剛好看不到，此時向杯子中倒水，又可以看到硬幣了；

(5)將一支筆的筆尖放在盛水的透明的玻璃杯后，并將筆尖慢慢離開，可以觀察到筆尖被拉長，接著會突然看見筆尖轉向；

(6)透過透明的盛水的杯子觀察手指，會發現手指變粗；

(7)將一杯水放在水平桌面上，可以驗證聲音是由物體的振動產生的，可以驗證聲音的響度與振幅的關系；

(8)可以將紙裁成紙條，向中間吹氣，驗證流體壓強與流速的關系；

(9)將硬幣放在水平桌面上，沿著硬幣的上表面吹氣，會發現硬幣跳起來……”.

這樣，學生的主動性和創造性就被充分地挖掘出來，同時學生的創新思維能力也得到發展.

1.6 開放實驗結論，不限實驗歸納

實驗后，讓學生多方向、多角度、深入細致的觀察，分析實驗現象和數據，從而開放性地歸納出實驗結論.如在“觀察水的沸騰”實驗中，學生就通過自己的觀察提出了如下的結論：“水的溫度逐漸升至82℃以前，氣泡在上升過程中體積變小，升至液面附近下沉，水中‘嘶嘶’的響聲漸大；86℃～98℃時，附著在器壁上的氣泡減少，氣泡在上升過程中體積變大，并開始上浮，能看到明顯的對流現象，能聽到水中“呼呼”的響聲，水面白氣增多；沸騰時氣泡上升過程中不斷增大，最后升到液面時破裂，放出大量的水蒸氣，響聲變成水上下翻滾的‘嘩嘩’聲，水面上方有大量‘白氣’，停止加熱，水沸騰消失，沸騰時溫度不變.”.

2 深入生活、拓展時空、培養自主能力和意識

2.1 重視和開發課本中的小實驗，培養學生自主創造能力

在教學中，對每章或每節課后的小制作、小實驗，都給以充分的重視和開發，使學生養成善于動腦動手的習慣，因陋就簡就地取材，制作儀器、設計小實驗，激發學生學習興趣、發揮學生創造性和主動性.如在“流體壓強與流速關系”教學中，筆者先演示一個小實驗：在倒置的漏斗里放一個乒乓球，用手指托住乒乓球，然后從漏斗口向下用力吹氣，并將手指移開，觀察到乒乓球并不下落.學生對此感到不可思議，急切地想知道為什么.緊接著幫助學生分析原因：上方的空氣流速大，壓強小，而下方的空氣流速小，壓強大，產生一個向上的壓強差，拖住乒乓球不下落.”然后學生在老師的啟發下又做了許多小實驗.

(1)在水平的兩根圓木棍(筷子)中間放上兩只乒乓球,通過空心塑料管向兩球間用力吹氣,會發現兩只乒乓球相互靠近；

(2)將紙條彎折，使兩端對齊，卷成U形，中間插一吸管，用拇指和食指將吸管和紙帶夾住，然后向吸管內持續吹氣，紙帶的上下部分將相互靠近；

(3)取兩張白紙，讓其平行地自然下垂，使勁地向兩紙中間用力吹氣，觀察到兩張紙相互靠近；

(4)把一張半卷著的硬紙片擺放在桌子上如果使勁吹一下它的下面，可以發現硬紙片不會翻轉過去；

(5)取兩個根吸管，一支插入盛水的杯子(飲料瓶)中，用另一支對著管口吹氣，發現有水進入吸管(或被吹出)”.這樣既活躍了學生思維，擴展了學生的知識視野，也大大提升了學生的自主性和創造性.

2.2 變廢為寶、巧用生活物品培養學生自主創新能力

生活中的許多物品都可以用來做一些物理小實驗.在教學中如能適當引導學生用生活中常見的廢舊器材做實驗，既減少了環境污染，又做到廢物的利用，同時也有利于學生學習興趣的激勵和動手能力及創新能力的培養，從而收到良好的教學效果.如在“靜電現象”教學中，不少同學用廢棄的飲料瓶和泡沫完成了下面的幾個小實驗.

(1)演示帶電體吸引輕小物體：用泡沫制作成小球，用一帶電體靠近小球，發現能被吸引，說明帶電體能吸引輕小物體；

(2)制作“起電瓶”，器材有泡沫顆粒、飲料瓶、兩個金屬球、金屬桿(鐵絲)；注意飲料瓶一定要干凈、干燥.用手晃動飲料瓶，然后將瓶子倒置使泡沫顆粒與瓶內的金屬球充分接觸，之后將瓶外的金屬球去接觸驗電器的金屬球，發現驗電器的箔片張開；

(3)演示“電荷間的相互作用”，器材有泡沫棒、塑料袋、毛皮、支架(飲料瓶和竹簽制作而成).

實驗步驟：將與毛皮摩擦過的泡沫棒B固定在支架上，再用毛皮與另一根泡沫棒A擦擦，然后用A的一端去靠近B的一端，發現兩者相互排斥；若用塑料袋與泡沫棒摩擦，然后再去靠近B的一端，發現兩者相互吸引，說明同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引.這樣不但能形象有力地驗證了“同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引”，同時還解決了實驗室器材不足的問題，更鍛煉了學生的自主能力和創新能力.

2.3 學以致用，深入實踐，培養學生自主應用意識

學了密度知識后、要求學生學以致用，引導學生測量生活中食用油、醬油、小麥等的密度.學習熱學知識后，引導學生收集整理導熱性能差和導熱性能好的材料，看看它們在生活中的具體應用.學了杠桿知識之后，尋找自己身體上應用杠桿的部分，并嘗試分析是省力杠桿還是費力杠桿等等，讓學生自覺主動地進行知識的遷移、應用，培養學生應用知識解決實際問題的自主意識.

總之，課外小實驗開展下去，學生的自主動手能力就得到了加強，分析問題和解決問題的能力就得到提高，創新能力得到充分的拓展，學習物理的興致得到激勵，自主探究的思想得到陶冶.