淺談初中物理學生分組實驗教學策略

一、初中物理學生分組實驗的重要性

物理學是一門以觀察和實驗為基礎的自然科學。學生分組實驗教學則是物理教學中極為重要的組成部分，它是最能提高學生學習積極性和興趣的教學形式之一，在物理學的發展過程中一直起著十分重要的作用。學生分組實驗教學不僅輔助了物理課堂教學，更重要的是它是培養學生創造性思維與探究能力的第二課堂。物理的學科特點決定了它的教學方式的獨特性，而學生分組實驗教學則能更好地體現物理教學的實踐性和科學探索性。

二、初中物理學生分組實驗的教學現狀

在物理分組實驗教學中，很多教師因為怕麻煩，把由學生親自動手探究的分組實驗變成以教師為主角的演、講實驗。即使他們讓學生去做分組實驗，也是為了完成教學任務，根本談不上拓展學生的思維，創造性地進行實驗教學。實驗結束后教師也不總結，不進行能力考查和評價，挫傷了學生做實驗的積極性。由于教師對分組實驗不重視，導致學生對分組實驗更不重視。學生在實驗前不進行預習不認真聽教師講實驗的要求和注意事項；在實驗中不明確該實驗的實驗目的，更不能根據實驗名稱列出所需要的實驗器材，不清楚實驗步驟和實驗中需要記錄的數據；實驗操作經常是憑著感覺做，經常忘記或根本不懂記錄需要測量的實驗數據。就算偶爾能把實驗數據記錄完整，實驗完后也不懂得處理實驗數據，從而得不出正確的實驗結論，更不能寫出規范的實驗報告。總的來說，學生對分組實驗顯得較為生疏，反映出學生的實驗能力較差，學習實驗的信心、興趣不足，分組實驗教學的效果不佳，分組實驗教學的目標難以達到，導致學生中考實驗題丟分嚴重。

三、提高初中物理學生分組實驗教學效率的策略

1.實驗前教師應先“講”好實驗的每一個思維環節

這里的“講”實驗并不是指教師先向學生示范一次實驗，然后讓學生照著模仿一遍，而是指學生通過預習，整體把握實驗的思路和模式后，再在教師引導下明確每一個環節的具體內容。對實驗中可能出現的普遍問題，實驗前教師應通過“講”進行適當引導，消除每一環節的學習障礙，突破難點，同時使學生更清晰地整體把握實驗的思路，確保實驗成功率。

例如，比較不同物質的吸熱本領（比熱容）的實驗。根據往屆的教學經驗，學生普遍認為比熱容是初中物理中最抽象的概念。如果教師在實驗前沒有通過“講”進行引導，學生在以后的學習中對這個概念的掌握會非常困難。所以在學生做該實驗前教師應該根據學生的認知特點多問一些“為什么”，比如：

（1）實驗時要用兩個完全一樣的燒杯和酒精燈，這是為什么？如果酒精燈的火力大小不同，對實驗會有什么樣的影響？如果兩燒杯的大小不同，對實驗的結果又會有什么樣的影響？很多學生做實驗時對桌面上的器材常常是直接拿來用，很少會留意觀察和思考。在這個實驗中教師如果不提前“講”上述的問題，學生很容易就忽略了實驗中很重要的控制變量法，很難養成嚴謹的實驗思維習慣。

（2）教材中要求實驗時用酒精燈同時給水和砂石加熱，且加熱相同的時間，這樣做的目的是什么？實驗中加熱時間的長短表示什么意思？這個問題在實驗前教師也必須“講”。因為按照以往的經驗，很多學生做實驗時都是先點燃一個酒精燈給某杯物體加熱，然后再接著點燃另一個酒精燈給另一杯物體加熱。這樣的話就沒辦法控制兩杯物體吸收的熱量相同，導致實驗錯誤。教師通過提前“講”這些問題，不但可以讓學生深刻認識到實驗中時刻要注意到控制變量才不導致實驗錯誤，還能使他們認識到如果兩杯物體加熱的時間不一樣，說明了什么問題，培養學生學會遷移、靈活應變的能力。

（3）實驗中該觀察水和砂石的溫度還是觀察其變化的溫度？學習中學生很容易將“溫度”和“變化的溫度”這兩個概念混淆，很多學生以為這兩個概念表達的是同一個意思。因此他們做實驗時只想到加熱一段時間后觀察溫度計的示數，而沒想到加熱前必須先記下水和砂石的初溫分別是多少。在該實驗中，單看溫度的高低是沒有意義的，學生要研究的是水和砂石的溫度變化情況，如果不記錄加熱前的初溫，實驗的操作就會出現錯誤。因此這個問題也是教師在實驗前必須“講”的。只有教師在實驗前先“講”，學生才會比較容易理解“溫度”和“變化的溫度”這兩個概念的不同，才會知道在實驗時該如何操作和觀察，實驗后該如何處理實驗數據，該如何比較實驗數據來得到實驗結論。

實驗前教師通過多問幾個“為什么”，引起學生對實驗的重點和難點的重視，通過多問幾個“為什么”讓學生多體會思維的過程，多體會學習障礙是怎樣消除的，多感受思維的力量、成功的喜悅。教師實驗前的“講”除了能減輕學生的負擔，還有助于加強他們實驗后對知識的理解和掌握。

2.實驗中教師要做好引導、巡查點撥和實驗擴展工作，注重培養學生實事求是的科學態度

建構主義教學觀強調，教師要成為學生的引導者，所以教師教學時要針對實驗現象點撥學生思維。布魯納的發現學習理論建議，學生要在自主發現中去學習，所以又要放手讓學生大膽探索，獨立操作，使實驗過程成為學生對知識發生和發展過程再實踐、再探索、再體驗、再發現的創造性活動。例如，在做“探究歐姆定律”的實驗時，在對常規班的實驗教學中，本人按照常規的教學手段，先把實驗電路圖（如圖1）板書在黑板上，然后用計算機把實物圖（如圖2）用導線一根線一根線按順序連接示范給學生看，示范完后要求學生模仿把桌面的實物連接好。由于是“照單抓藥”，學生能比較順利地完成探究電流與電壓、電阻的關系，實驗誤差也比較小。根據實驗測量的數據，學生能夠比較快速地總結出歐姆定律，從表面上看整節課的實驗效果比較令人滿意。

但在課后的練習中發現，很少學生能正確記住電路圖并把它畫出來，學生對在實驗探究過程中到底應該是控制電流、電壓還是電阻不變感到模糊不清，也不知道該怎么控制電壓和電阻不變，就算知道是通過滑動變阻器來控制，也不清楚手在調節滑動變阻器時，眼睛應該觀察哪里。至于實驗結論，剛做完實驗時學生覺得很簡單，也記得很清楚，但課后對電流和電壓、電阻是成正比例還是反比例仍無法分清。

針對常規班實驗教學中出現的問題，我在實驗班的教學中本人對教學方法作出了調整。剛開始上課時不直接給出電路圖，而是先引導學生思考要探究電流和電壓關系時，要控制哪個物理量不變。因為學生在這之前學過的電學物理量只有電流、電壓和電阻三個，所以他們通過教師的引導和結合以前在實驗中經常用到的控制變量法，很容易想到要探究電流和電壓關系，就應該控制電阻不變。學生悟明方法后，在探究電流和電壓關系時，不用教師提示就會知道是控制電阻不變，懂得了方法的遷移。

待學生明白了控制變量法的應用后，可引導學生怎樣控制電阻不變，學生根據已有的電學知識很快想到用同一個定值電阻就可以保持電阻不變。接著再引導他們思考測電流和電壓分別要用到什么儀器，這些儀器應該怎樣連接在電路中。通過上述的引導，電路圖中最重要的部分學生已經能夠畫出來，這時再引導學生思考一個基本電路應包括哪些基本組成部分。因為實驗前不久剛學了基本電路的組成，所以學生很快就想到電路中應添加電源和開關。

本人按學生的思路把他們想到的電路圖畫到黑板上，再引導他們觀察電路圖有什么不足的地方，應該如何改進。經提醒，細心的學生馬上發現了問題，如果按照他們自己設計的電路，只能測量一組實驗數據，不符合多次測量的實驗原則。待學生自己發現問題后，再引導他們思考如何才能做到多次測量。由于剛學了滑動變阻器不久，所以學生也很快想到了在電路中再串聯一個滑動變阻器。通過教師的一層層引導，學生終于能通過自己的理解設計出一個正確的電路圖。

經過教師的引導和自己的思考發現，學生除了加深了對控制變量法的應用和由于推導理解而深刻記住了實驗電路圖外，還在發現學習中獲得了成就感，提高了興趣。由于嘗到了甜頭，他們在以后的學習中也會自然而然地用到這種實驗推理方法，在學習中主動思考，主動發現。因為實驗電路圖是學生根據自己已有的知識設計出來的，所以接下來的實驗操作對他們來說難度就降低了很多。

實驗過程中，教師要做好巡查和點撥工作，及時發現和糾正學生在實驗操作中的困難、錯誤和不規范，引導困難學生做好實驗，幫助他們樹立做好實驗的信心。對于每個小組在實驗中出現的問題，教師一定要及時指導，絕不能視而不見，不然會浪費學生的寶貴時間，更會打擊學生做實驗的積極性。在實驗指導過程中，很多時候物理教師一個人忙不過來，這時就要學會充分發揮物理實驗員的協助作用。

當學生做了一會實驗，慢慢摸清了實驗過程和操作方法后，會容易產生無趣和輕視的心理。這時教師可以在原來的實驗基礎上適當地增加些內容來擴展實驗，開闊學生視野的同時讓他們的腦子能隨時動起來。如在上述探究電流和電阻的關系實驗中，當學生非常熟悉了是通過調節滑動變阻器來保持定值電阻兩端的電壓不變時，教師可以交給學生一個新任務：思考一下當定值電阻由5Ω換成10Ω再換成15Ω時，要保持定值電阻兩端的電壓不變，在調節滑動變阻器時，滑動變阻器的電阻是變大還是變小了？在實驗中會發現什么規律？當學生接到了新的任務，他們的興趣又會被激發起來。這樣不但可以調動學生的積極性，培養他們多觀察、多動腦的好習慣，還可以擴展課本的知識，增加學生的知識面。

在實驗探索過程中，會出現部分學生自以為是、好勝心強，為了早點做完實驗，隨意篡改實驗數據，甚至拼湊實驗結果來搶先得出實驗結論的現象。這時教師必須要求學生堅持實事求是的態度，要尊重事實，忠于數據，以“實踐是檢驗真理的唯一標準”作準繩。那種湊改實驗結果，弄虛作假的作風是絕不允許的。在實驗出現了誤差，特別是較大的誤差后，教師一定要及時引導學生認真討論，分析誤差產生的原因。教師在教學中要以身作則，隨時注意因勢利導，使學生逐步形成一種嚴肅認真、一絲不茍的學風。

3.實驗后讓學生重述一遍實驗

語言是思維的外殼，要讓學生對實驗本身的理解明確化，從意識下層面進到意識上層面，這就要求學生能用語言把它表述出來。學生通過預習和討論，教師“講”實驗，再通過自己動手去探究，對實驗基本上已經有了整體的了解，這時要求學生按照實驗思維的過程，逐一“說”清每一思維環節的具體內容、難點及應注意的問題和技巧等。如果學生能把整個實驗“說”清楚，說明整個實驗已經“裝”在學生心中，學生探究的目的已經達到，這為學生在以后的分組實驗中增強了信心。

但現實中真正能把整個實驗“說”清楚的學生其實少之又少，他們在“說”的時候或多或少都會存在一些錯誤或漏洞。所以這個階段教師的作用主要是對學生的“說”評價，對他們的“說”進行“挑”毛病，幫助學生完善他們的“說”，讓學生明白在做實驗時自己最應該注意的問題和自己最容易出錯的地方在哪里。

例如，比較不同物質的吸熱本領（比熱容）的實驗。在實驗結束后，教師要求學生從頭開始“說”一次實驗時，學生基本上都忘記了在加熱前要先記錄水和砂石的初溫，他們記錄的都是加熱一段時間后水和砂石的溫度而不是升高的溫度。這時教師就要在他們邊“說”的過程中邊給他們糾正和完善。在學生最后“說”實驗結論時，他們很容易把“質量相同”、“升高相同的溫度”等重要的控制變量字眼漏掉，更不會把“加熱時間的長短”轉換成“吸收熱量的多少”。這時學生的“說”顯得特別重要，只有他們通過自己的“說”才能發現自己存在的大問題，在知識理解上和以后的學習中才會特別的注意。

實驗結束后使用這種方法不但鍛煉了學生的表達能力，同時也加深了學生對實驗的印象，還能培養他們嚴謹的治學態度。再有，實驗做完后，學生總是有許多問題和感受要問、要交流。教師通過讓學生“說”實驗，還可以讓學生分享實驗后的一些新的思考、從中受到的啟發等，有利于培養學生的創造性思維。

在研究中本人針對學生分組實驗中所存在的問題尋找相應的對策，在教學活動上主要從分組實驗教學方法改革入手，改變以往單調的“照單抓藥”式的模仿實驗，實施“以學生為主體、教師為主導”的探究實驗活動。在探究活動中通過教師及時、正確的引導，讓學生不斷掌握實驗的基本技能和操作技巧，通過親自探究體驗成功的喜悅，從而增強做實驗的信心和提高實驗探究的興趣。在教學研究實踐中，學生的學習興趣、觀察能力、動手操作能力、數據收集和處理的能力、口頭表達和書面表達的能力等方面都得到了較大的提高。

（責任編輯黃春香）