淺談初中物理探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

(江蘇省南京市九龍中學(xué),江蘇 南京 210048)

淺談初中物理探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

吳進(jìn)雅

(江蘇省南京市九龍中學(xué),江蘇 南京 210048)

物理實(shí)驗(yàn)是初中物理教學(xué)的中心環(huán)節(jié),本文結(jié)合筆者的教學(xué)實(shí)踐,提出了適合本校學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,通過實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)：探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的實(shí)施不僅能夠提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣,而且可以促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,從而培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)、探索精神、創(chuàng)新能力。

初中物理；探究式實(shí)驗(yàn);教學(xué)模式

1 引言

開展探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是當(dāng)今初中物理教學(xué)發(fā)展的方向,世界各國倡導(dǎo)將現(xiàn)實(shí)生活的物理情境引入到物理課堂教學(xué)中,使學(xué)生體驗(yàn)生活中物理的應(yīng)用,以激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究的意愿。學(xué)生喜歡嘗試新的學(xué)習(xí)方式，對(duì)于在物理學(xué)習(xí)中實(shí)行物理探究式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)都很認(rèn)同,希望在學(xué)習(xí)過程中擁有更多的自主權(quán)，然而實(shí)際課堂中開展的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在諸多問題。

2 當(dāng)前初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

為了應(yīng)付物理中考,有些教師采用“黑板實(shí)驗(yàn)”,詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃怼⑵鞑呐渲谩?shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)記錄、誤差分析等。有些學(xué)校條件較好,他們便用多媒體演示實(shí)驗(yàn)過程,讓學(xué)生通過看實(shí)驗(yàn)來體會(huì)實(shí)驗(yàn)的過程。要求學(xué)生理解并記住這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,學(xué)生卻失去了動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì),為了完成老師布置的任務(wù),只能死記硬背實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論。學(xué)生學(xué)習(xí)的負(fù)擔(dān)重了,學(xué)習(xí)興趣蕩然無存。

從20世紀(jì)90年代以來在我國吸收了主體教育理論,該理論提出：主體教育的過程必須把受教育者當(dāng)作主體,喚起受教育者的主體意向,成為主體進(jìn)行自主建構(gòu)的實(shí)踐活動(dòng)。但是有些學(xué)校的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏創(chuàng)新,教學(xué)方式過于單一,教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),常常以自我為中心展開教學(xué),學(xué)生的主體價(jià)值得不到發(fā)揮,做實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生只習(xí)慣于聽老師的指揮,根本不需要自己動(dòng)腦,實(shí)驗(yàn)教學(xué)如“照方抓藥”一樣。學(xué)生感到索然無味,大大降低了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率。因此,物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須改變現(xiàn)狀，要以達(dá)成核心素養(yǎng)培養(yǎng)為教學(xué)目標(biāo)。

3 初中物理探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探討

初中物理探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)可分為7個(gè)環(huán)節(jié):提出問題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析與論證、評(píng)估、交流與合作。由于受課堂教學(xué)時(shí)間的限制,我們不可能在一個(gè)課時(shí)內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)探究的全部環(huán)節(jié),所以在具體教學(xué)中,科學(xué)探究可以是其中幾個(gè)環(huán)節(jié),也可以是全過程,這些取決于探究內(nèi)容的難易程度。據(jù)此，筆者提出以全體學(xué)生為對(duì)象、以重點(diǎn)環(huán)節(jié)為突破口的物理實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)模式。

3.1 “觀察—探索”模式

“觀察—探索”模式主要針對(duì)“提出問題、猜想與假設(shè)”環(huán)節(jié),學(xué)生通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和分析,在設(shè)置的問題情境中產(chǎn)生疑問,發(fā)現(xiàn)問題,提出問題,對(duì)問題的答案形成猜想與假設(shè)。這種模式充分利用問題情境，使學(xué)生產(chǎn)生好奇,用趣味實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,并轉(zhuǎn)化成學(xué)生積極求知的動(dòng)力。

案例一:測(cè)量小燈泡的電功率

師(利用演示實(shí)驗(yàn)引入)：現(xiàn)有兩盞臺(tái)燈,燈泡的額定功率分別是25W和100W,現(xiàn)在把它們接入家庭電路,那盞燈比較亮？

生：100W的亮。

師(教師操作,發(fā)現(xiàn)確實(shí)是100W的亮)：100W燈泡的總會(huì)比25W的亮嗎？調(diào)暗100W的燈泡，請(qǐng)看現(xiàn)在那個(gè)燈泡亮呢？

生:25W的亮。

師：對(duì),可見額定功率大的燈泡未必就是最亮的！那么燈泡的亮度與什么因素有關(guān)呢？現(xiàn)在100W的燈泡為什么比25W的燈泡暗？

學(xué)生會(huì)針對(duì)這種“不可思議”的現(xiàn)象，提出種種猜想。

利用“觀察—探索”模式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)真實(shí)的情境,這種情境必須與學(xué)生的真實(shí)生活或所見所聞相關(guān),只有真實(shí)才能引起學(xué)生的求知欲和探究欲。教師要選擇合適的教學(xué)策略、手段,把握教學(xué)過程,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察、思考、分析、歸納和總結(jié)。

3.2 “過程—體驗(yàn)”模式

探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是把學(xué)生置身于實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境中,以類似于科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究的方式展開研究性學(xué)習(xí),學(xué)生通過自主探究了解現(xiàn)象,掌握規(guī)律,可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和探究能力。“過程—體驗(yàn)”模式的主要特征是:學(xué)生在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),雖然學(xué)生的探究過程中會(huì)充滿挫折,也許沒有達(dá)到預(yù)期的結(jié)果,但這種身臨其境的成功或失敗的體驗(yàn)?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神,增長他們的見識(shí)和閱歷。

案例二:體驗(yàn)液體壓強(qiáng)的存在

師:請(qǐng)同學(xué)們選擇桌子上的器材(如圖1),自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),體驗(yàn)液體壓強(qiáng)的存在,然后分組進(jìn)行匯報(bào)。

圖1

因?yàn)槭亲灾鬟x擇器材做實(shí)驗(yàn),學(xué)生以前沒有經(jīng)歷過,有些學(xué)生覺得不知所措,有些學(xué)生倒是非常感興趣,選擇桌子上的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn),希望通過實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴兴l(fā)現(xiàn)。

生A:我們組選用下面扎了氣球、里面裝紅墨水的玻璃管,把它放入水中,看到玻璃管中紅色的液面在上升,而且越把它往下按,紅色的液面就越往上升。

師:這些現(xiàn)象說明了什么？

生A:液體的內(nèi)部有壓強(qiáng),而且液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨深度的增大而增大。

師:很好,我們看看還有什么實(shí)驗(yàn)器材沒有用到。

生:保鮮袋。

師:這個(gè)保鮮袋有誰用過？上來展示給大家看一看。

生B:我用這個(gè)保鮮袋套在手上,按入水中,感覺到保鮮袋被水牢牢地套在手上,而且越往水下按，套得越緊。

師:這些現(xiàn)象說明了什么？

生B:液體的內(nèi)部有壓強(qiáng),而且液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨深度的增大而增大。

師:很好,用這個(gè)簡(jiǎn)單的保鮮袋也能很好地體驗(yàn)出液體的壓強(qiáng),下面我們大家來共同體驗(yàn)一下,請(qǐng)每個(gè)同學(xué)手上套上保鮮袋,伸入水中,有什么感覺？感覺到液體內(nèi)部的壓強(qiáng)了嗎？哪個(gè)方向有？再把手往里面壓一壓有什么不同？

教室里每個(gè)學(xué)生都站起來,將保鮮袋套在手上,把手伸入水中,體驗(yàn)自主實(shí)驗(yàn)帶來的愉悅。

3.3 “交流—合作”模式

任何物理規(guī)律的得出都必須經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn),可是一節(jié)課的時(shí)間有限,要在這么短的時(shí)間里得到大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是很難的,這時(shí)“交流—合作”模式就能夠起到很好的補(bǔ)充作用。教師要學(xué)會(huì)把課堂教學(xué)組織成一個(gè)完整的相互作用的系統(tǒng),并在生生、師生之間進(jìn)行互動(dòng)交流。“交流—合作”模式能夠促進(jìn)學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn),學(xué)會(huì)與他人溝通,培養(yǎng)其合作精神。

案例三:測(cè)量小燈泡的電功率

蘇科版教材中只要求對(duì)一種規(guī)格的燈泡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量得出結(jié)論,其實(shí)只用一種規(guī)格的燈泡做實(shí)驗(yàn),具有較大偶然性,為了找到普遍規(guī)律,應(yīng)使用不同規(guī)格的燈泡完成實(shí)驗(yàn)。但是時(shí)間有限,不可能讓所有的學(xué)生都能測(cè)量出兩種燈泡不同電壓下的數(shù)據(jù)，因此筆者選用額定電壓分別為“2.5V 0.3A”和“3.8V 0.3A”的小燈泡，讓不同的小組完成實(shí)驗(yàn),進(jìn)行交流,分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否相同，最后得出正確的結(jié)論。采用“交流—合作”模式可使學(xué)生主動(dòng)參與課堂,學(xué)會(huì)多角度地分析物理問題和現(xiàn)象,學(xué)會(huì)在合作中學(xué)習(xí)。

3.4 “時(shí)空—拓展”模式

由于課時(shí)的限制,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究過程中會(huì)產(chǎn)生很多新的想法,或者有些感興趣的知識(shí)可能超出了初中課標(biāo)的要求,教師不可能在課堂上都予以解決。因此可以把探究性實(shí)驗(yàn)延伸到課堂以外,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課外探究,可以滿足不同學(xué)生的要求。以下實(shí)驗(yàn)課題可供學(xué)生自主探究：自制秤、自制測(cè)力計(jì)、測(cè)量自己登樓功率、測(cè)量家庭用電器的電功率、制作密度計(jì)等。

4 結(jié)語

探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施使物理實(shí)驗(yàn)課堂變得生動(dòng)、精彩,能讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人,激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣,深化物理體驗(yàn),養(yǎng)成探究習(xí)慣，提高其思維能力、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

[1] 邵蕾.初中物理開放式教學(xué)理論與實(shí)踐的初步研究[D].蘇州:蘇州大學(xué),2008.

[2] 陳梅.初中物理探究型課堂教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)與研究[D].上海:華東師范大學(xué),2010.

[3] 林成國.初中物理“問題探究式課堂教學(xué)”的實(shí)踐與思考——以“光的反射”教學(xué)為例[J].物理之友,2015,(7).

[4] 楊樹崤.基于物理量物理意義的探究式教學(xué)設(shè)計(jì)——對(duì)速度概念引入環(huán)節(jié)的改進(jìn)[J].物理之友,2016,(3).

[5] 陳強(qiáng)燕.“電場(chǎng)強(qiáng)度”概念建構(gòu)的活動(dòng)探究式教學(xué)[J].物理之友,2017,(5)

本文系江蘇省中小學(xué)教學(xué)研究第十一期課題“基于問題的中學(xué)物理‘對(duì)話·體悟’式教學(xué)研究與實(shí)踐”(編號(hào):2015JK11-L177)的階段性成果。