芻議信息化環境下初中物理實驗的有效性教學

于泳

摘要： 讓學生通過自主、探究學習的方式發現問題、解決問題，體現基礎教育課程改革的要求和物理新課標的理念，是當前物理教學研究應該解決的問題和努力的方向。文章通過對信息技術環境下初中物理實驗有效性教學的分析，旨在將信息技術融入到初中物理實驗教學之中，為初中物理新課程的開展和實施提供參考。

關鍵詞： 信息化初中物理實驗有效教學

一、發現問題

建構主義認為學習總是與一定情境相聯系的，要通過“同化”與“順應”才能達到對新知識的意義建構。探究教學始于問題，“問題”是調動學生積極思維的“催化劑”。要誘導學生發現問題，教師就要創設好發現問題的情境，使原有的知識與需要掌握的新知識發生聯系，激發學生探索的興趣，產生進一步學習的動力。信息技術在這里主要充當信息呈現工具，幫助學生從日常生活、自然現象或者實驗現象的觀察中發現與物理學有關的問題。

1.展示真實場景。盡可能地展示真實場景，有助于把學生對知識的理解建立在對事物的感知上。例如在《聲波的發生與傳播》中，可以給學生展示自然界中各種發聲體的振動———青蛙鼓動的肚子、蟋蟀顫動的雙翅等，促使學生對聲音產生的原因進行猜想。

2.創設問題情境。學起于思，思源于疑。教師要善于創設問題情境，使學生產生釋疑的強烈愿望，并且在特定的情境中，自己發現解決問題的辦法，最終獲取新知識。如在學習“參照物”這個概念時，可以引入下面的動畫場景：“第一次世界大戰期間，一名法國飛行員在2000米高空飛行時，發現臉旁有一個小東西。令他吃驚的是，當他抓到這個小東西時，發現它竟然是一顆子彈。”這樣異于常規的問題會引起學生們的種種猜想，使學生產生學習的內部條件。

3.輔助演示實驗。初中學生對觀察和實驗有極其濃厚的興趣，演示實驗可以作為激發學生發現問題的起點。計算機模擬的演示實驗解決了傳統課堂中教師一人操作，不利于同學觀察的問題。利用計算機模擬輔助實驗，將起到直觀形象、化小為大、化遠為近、改變時空、動靜變化、快慢可調、重復再現等作用。

二、猜想假設

猜想和假設是物理中重要的創造性思維形式。牛頓說：“沒有大膽的推測就不可能有偉大的發現。”在探究過程中，要引導學生提出有針對性的問題，以已有知識為基礎，多渠道地收集信息和深入思考問題，從而展開豐富的想象和廣泛的聯想，大膽提出科學猜想。在初中物理教學中，建立假設存在一定的困難。由于學生以往的知識經驗及能力有較大的差異，提出假設的速度及假設的合理性、有效性必然存在著相當大的個別差異。這就需要教師努力創設民主、輕松的課堂教學氛圍，鼓勵學生敢于發表自己的觀點。信息技術的作用是能在實際教學中，創設輕松、和諧的討論氛圍，支持“教師指導、小組討論、班級交流”的教學方式。

三、探究發現

學生所建立的各種假說，往往是學生對材料、事實形成的主觀觀念，假說是否合理、有效，還需要通過檢驗證明。設計科學的實驗是實踐探究的前提，也是學生為了驗證自己的猜想是否正確的必要途徑。教師要組織學生討論實驗的原理和方法，分析針對性和可行性，啟發實驗的思路，幫助他們修改、綜合實驗方法，設計出最佳實驗方案，進而確定實驗器材，指導他們寫出合理的實驗步驟。學生要在前面討論的基礎上，充分利用已創設的有利于按照不同方案自行進行探索研究的學習情境，通過建立在協作基礎上的觀察、操作、感知現象、建立表象，并通過分析、判斷等思維過程，適時調整研究方案，進而形成對物理概念和規律的初步認識。信息技術的作用可以概括如下：

1.提供信息資源。實驗是一個創造過程，是探究中非常重要的環節，直接影響到探究的結果。信息技術對實驗所用到的知識技能的支持主要表現在建立實驗知識庫上，這個知識庫可以提供探究過程中所需要的相關知識和技能，如：基本的概念、原理、公式、儀器的使用、安全注意事項等。在探究過程中遇到困難時，也可以打開知識庫學習，學習后再繼續探究。

2.模擬實驗。有的物理實驗由于怕發生意外和造成實驗儀器的損失，對學生作了較多的限制，這時可以采用計算機模擬實驗儀器和虛擬實驗。比如“仿真物理實驗室2.0”虛擬電學實驗就是一種輔助傳統實驗良好的方式，它可以將原本抽象的內容形象化，為學生創設自主的學習環境。

3.實驗結果的記錄。探究發現一般采用小組協作的形式開展。每個小組可以采用Excel、Word等工具，設計表格，對實驗的結果進行記錄，解決了傳統課堂中結果無法共享的問題，同時節約了畫圖表的時間。

四、討論交流

在學生按設計的實驗方案進行探究后，往往會得出不同的結論或遇到有爭議的問題，此時教師應鼓勵學生積極討論問題、解決問題。在民主和諧、師生互動的課堂情境中，學生可以將實驗探究的結果通過多種交流方式（口頭、模型、數據、作品等）準確、簡捷地傳達給教師和其他同學。在討論中，教師一定要將討論的中心置于學生之中，將學生的實驗結果和他人的分析反饋有機結合起來，逐步完善探究得出的規律。信息技術的作用是呈現學習結果，學生在經過探究實驗后，學習成果可以借助文字、圖形、動畫等工具軟件實現。對于學生來講，將自己的成果呈現在全班，也是一種極大的情感激勵。其他學生有機會就這些結論提出疑問、審查證據、挑出邏輯錯誤、指出解釋中脫離證據的地方，或者就相同的觀察提出不同的解釋。最終，學生能夠化解彼此觀點中的矛盾，鞏固以實驗為基礎的論證。

五、應用創造

學生通過實驗探究獲得感知，再對實驗現象和數據記錄進行分析，通過討論交流進行比較，并運用歸納、綜合等科學方法進行思維加工，實現由感性認識上升到理性認識的飛躍，其目的就是應用和創造。教師要創設應用知識、創新知識的學習情境，使學生在應用知識的學習情境中，通過聯想、回憶、遷移等思維方式，引起認知結構的調整與鞏固。在創新知識的學習情境中，通過經歷設計、制作等實踐活動，引起其認知結構的擴展與創新。信息技術的作用就是創設概念或規律的應用情境。例如：學習過磁現象之后，教師可以讓學生進一步探討指南針的發明對人類社會進步所起的作用。教師可以為學生提供部分網址及在線討論平臺，使學生從生活中能夠繼續發現問題，探究問題，在不斷提高學生的實踐能力和創新能力的同時，也能使探究更具有創造價值。

總之，隨著新課改的穩步推進，充分利用信息化技術的優勢，通過實驗真正做到學生力所能及，教師避之；學生力所難及，教師助之；學生力所不及，教師為之的新課程理念。所以加強物理實驗教學，是提高物理質量的十分有效的途徑，對提高學生抽象邏輯思維能力很有幫助，能為學習高中物理知識打下堅實基礎。因此，在初中物理教學中，應大力推廣加強和優化物理實驗教學，從而進一步提高物理教學質量。