初中物理課堂中實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性提升策略探索

郭金鵬

【內(nèi)容摘要】物理實(shí)驗(yàn)在中學(xué)物理教學(xué)中起著重要的作用。在新形勢(shì)下，如何提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的有效教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展和健康成長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的高效減負(fù)，不僅是時(shí)代的要求，也是物理教育工作者面臨的迫切問(wèn)題。本文依據(jù)目前初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的各種問(wèn)題，探索有效的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，實(shí)施有效的物理實(shí)驗(yàn)課堂管理，開(kāi)展有效的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)，開(kāi)發(fā)和利用有效的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，進(jìn)一步提高初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

【關(guān)鍵詞】初中物理? 實(shí)驗(yàn)教學(xué)? 有效性? 策略

隨著新課程改革的逐步推進(jìn)和素質(zhì)教育理念的深化，傳統(tǒng)教學(xué)理念下的教學(xué)模式顯然不能適應(yīng)當(dāng)前教育的發(fā)展和學(xué)生不斷變化的學(xué)習(xí)需求。對(duì)于大多數(shù)學(xué)生而言，初中物理的學(xué)習(xí)難度較大，多數(shù)學(xué)生存在畏難情緒，通常付出很大的努力，成績(jī)提升并不明顯，極大地挫傷了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。實(shí)驗(yàn)作為物理學(xué)的重要組成部分，在物理教學(xué)中發(fā)揮著科學(xué)探究、理論驗(yàn)證等重要作用。如果能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓學(xué)生親自參與實(shí)驗(yàn)，通過(guò)提出問(wèn)題，猜想和假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，操作探究等有效措施，就可以達(dá)到加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)知與理解，提高學(xué)生實(shí)踐探究能力的最終目的。然而，現(xiàn)階段物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)流于形式，實(shí)驗(yàn)開(kāi)展率較低，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性降低。基于以上背景，筆者從如何提高初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性出發(fā)，探索行之有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略。

一、查找實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在問(wèn)題，分析實(shí)驗(yàn)開(kāi)展低效原因

1.硬件設(shè)施維護(hù)更新不及時(shí)。多數(shù)學(xué)校因缺少物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備和相關(guān)設(shè)施的專(zhuān)業(yè)管理人員，實(shí)驗(yàn)設(shè)備和相關(guān)設(shè)施長(zhǎng)期管理不善，損耗嚴(yán)重，致使部分實(shí)驗(yàn)無(wú)法如期開(kāi)展。盡管有些學(xué)校借助“兩基國(guó)檢”和“義務(wù)教育均衡發(fā)展驗(yàn)收”等項(xiàng)目裝備了物理儀器，但是部分儀器由于集中采購(gòu)，設(shè)備的質(zhì)量無(wú)法得到保證，加之一些易損易耗的儀器無(wú)法及時(shí)維修或補(bǔ)充，實(shí)驗(yàn)教學(xué)變得遙不可及。

2.教師對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)認(rèn)識(shí)不到位。部分老師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有誤解，不愿進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)?；蛘J(rèn)為“做實(shí)驗(yàn)不如講實(shí)驗(yàn)，講實(shí)驗(yàn)不如背實(shí)驗(yàn)”，把實(shí)驗(yàn)探究變成了理論研究?；蛘J(rèn)為做實(shí)驗(yàn)會(huì)影響教學(xué)進(jìn)度，即使考試中考到了實(shí)驗(yàn)，也只是對(duì)關(guān)鍵性實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)結(jié)論的考查，不會(huì)對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作測(cè)試?；蛘J(rèn)為物理現(xiàn)象簡(jiǎn)單而普遍，無(wú)需通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。或在以前已經(jīng)做過(guò)一些實(shí)驗(yàn)，但實(shí)驗(yàn)效果不佳，不愿為實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)新的方案?；蛘J(rèn)為一些實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作很耗時(shí)，不愿意花更多的時(shí)間做實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作。或擔(dān)心學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中會(huì)損壞儀器。出于以上原因，教師在思想上對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)注不夠，不愿意潛下心來(lái)研究實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，致使單調(diào)而乏味的物理教學(xué)模式難以達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

3.學(xué)生缺少學(xué)科實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。部分學(xué)生未能養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，在實(shí)驗(yàn)前未能充分預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，做實(shí)驗(yàn)時(shí)隨心所欲，不遵守實(shí)驗(yàn)規(guī)則，不能按照操作要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最后造成儀器損壞，影響了實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行。一些學(xué)生錯(cuò)誤地認(rèn)為做實(shí)驗(yàn)很耗時(shí)，而且考試只考實(shí)驗(yàn)理論，不需要?jiǎng)邮植僮?，無(wú)需花費(fèi)大量時(shí)間去做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)缺乏主觀能動(dòng)性。有的學(xué)生因擔(dān)心實(shí)驗(yàn)失敗，在操作過(guò)程中有意識(shí)地去拼湊實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，失去了實(shí)驗(yàn)的意義。或在實(shí)驗(yàn)失敗后，未能獲得成功的樂(lè)趣，逐漸對(duì)物理實(shí)驗(yàn)失去興趣和信心。

二、探索實(shí)驗(yàn)課堂創(chuàng)新方法，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性

1.更新教學(xué)理念，樹(shù)立正確的教學(xué)觀。在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師必須充分認(rèn)識(shí)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要作用，妥善處理理論學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)操作的教學(xué)關(guān)系，調(diào)整教學(xué)思路，根據(jù)學(xué)習(xí)特點(diǎn)設(shè)置實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)度。結(jié)合學(xué)生的認(rèn)識(shí)和認(rèn)知特點(diǎn)，幫助他們提高實(shí)驗(yàn)操作能力。教師要徹底改變過(guò)去“重理論學(xué)習(xí)、輕實(shí)驗(yàn)操作”的落后觀念，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)重新列入物理教學(xué)重要議事日程。堅(jiān)持有條件做的實(shí)驗(yàn)必做，無(wú)條件做的實(shí)驗(yàn)可用自制教具來(lái)做。比如，在探究流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系時(shí)，有這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，在倒置的漏斗里放一個(gè)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(kāi)，乒乓球由于乒乓球上下表面空氣的壓強(qiáng)差而不會(huì)下落。然而這個(gè)看似簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，卻在平時(shí)教學(xué)中經(jīng)常以演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行展示，有些學(xué)校甚至不做。經(jīng)過(guò)在多校調(diào)查發(fā)現(xiàn)，多數(shù)物理教師表示玻璃漏斗為易碎儀器，如果開(kāi)展學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，擔(dān)心學(xué)生會(huì)打碎玻璃漏斗。有些學(xué)校由于多年未添置實(shí)驗(yàn)器材，像玻璃漏斗這種易損耗儀器，可用的不多，或者沒(méi)有，有時(shí)還出現(xiàn)了物理老師到化學(xué)實(shí)驗(yàn)室借儀器的現(xiàn)象。其實(shí)，如果在生活中留意觀察，會(huì)看到有些人將飲料瓶剪去下半部分，把剩余的上半部分拿來(lái)當(dāng)漏斗使用。在本實(shí)驗(yàn)中，如果學(xué)校儀器充足，大可放手讓學(xué)生去做分組實(shí)驗(yàn)。如果學(xué)校儀器緊缺，可讓學(xué)生在生活中搜集飲料瓶來(lái)制作漏斗，實(shí)驗(yàn)效果同樣明顯。在平時(shí)教學(xué)中，要學(xué)習(xí)其他教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和創(chuàng)新教學(xué)思想，學(xué)習(xí)與之相關(guān)的先進(jìn)教學(xué)理論，借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)調(diào)整自己的教學(xué)行為，更新教學(xué)理念，運(yùn)用先進(jìn)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)思想促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新。

2.凸顯學(xué)生主體地位，提高實(shí)驗(yàn)課堂參與度。在以學(xué)生為主體的物理實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中，老師或?qū)W生提出問(wèn)題，讓學(xué)生制定自己的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路，選擇實(shí)驗(yàn)設(shè)備，動(dòng)手操作探究，收集和處理數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。在整個(gè)過(guò)程中，教師的主要任務(wù)是提供儀器和設(shè)備，回答學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到的困難和問(wèn)題，并為學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的可行性提供一定的提示或啟發(fā)，但不能替代學(xué)生設(shè)計(jì)或操作實(shí)驗(yàn)。在學(xué)生自主設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生注意以下幾點(diǎn)。首先，要引導(dǎo)學(xué)生注重過(guò)程的開(kāi)展和方法的積累。教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生積極大膽地參與實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，注重學(xué)生的探究過(guò)程，學(xué)習(xí)探索科學(xué)奧秘的方法，使學(xué)生在探究過(guò)程中體驗(yàn)探索科學(xué)真理的樂(lè)趣。第二，要引導(dǎo)學(xué)生重視交流與評(píng)估環(huán)節(jié)。不同的學(xué)生使用不同的探究方法，通常會(huì)得出不同的結(jié)論。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生不僅可以表達(dá)自己的觀點(diǎn)，還可以聽(tīng)取他人的意見(jiàn)，交流與評(píng)估過(guò)程將隨之展開(kāi)。通過(guò)交流和評(píng)估，學(xué)生可以看到自己的亮點(diǎn)和不足之處。這種以學(xué)生為主體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，極大地提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究興趣，有效地提升了實(shí)驗(yàn)課堂參與度。

3.引入小組合作教學(xué)，升華實(shí)驗(yàn)教學(xué)協(xié)同效應(yīng)。小組教學(xué)法具有營(yíng)造課堂氣氛，提高學(xué)習(xí)效率的優(yōu)點(diǎn)。在課堂中引入小組合作教學(xué)，為學(xué)生之間的交流，溝通與合作提供了有效的渠道。

課前，教師可以根據(jù)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的梯度將學(xué)生分組，讓學(xué)生合理搭配，充分發(fā)揮學(xué)生好奇心強(qiáng)、好動(dòng)的天性，提高學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程中的自主性，極大提高了學(xué)習(xí)效率。合理分組的關(guān)鍵是，教師應(yīng)在常規(guī)教學(xué)中認(rèn)真觀察，找出每個(gè)學(xué)生的特長(zhǎng)，并充分了解學(xué)生的個(gè)人水平和學(xué)生的操作能力。對(duì)于具有扎實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)但動(dòng)手能力較弱的學(xué)生，可以與具有較弱的物理基礎(chǔ)知識(shí)但動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生分到一組，形成互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)，從而發(fā)揮最大的學(xué)習(xí)協(xié)同效應(yīng)，有效地提高課堂教學(xué)質(zhì)量。比如，在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，可以讓小組內(nèi)動(dòng)手操作能力強(qiáng)而基礎(chǔ)差的學(xué)生組裝實(shí)驗(yàn)儀器，尋找清晰的像的位置，讓動(dòng)手能力弱而物理底子好的學(xué)生根據(jù)像和物的位置、像的大小、虛實(shí)等情況來(lái)歸納凸透鏡成像的規(guī)律。與教師示范實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式相比，小組合作實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ娇梢杂行У靥岣邔W(xué)生的互動(dòng)合作能力，能進(jìn)一步讓學(xué)生樹(shù)立較強(qiáng)的實(shí)踐操作意識(shí)。

4.實(shí)施創(chuàng)新教學(xué)策略，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。在部分實(shí)驗(yàn)中，可采用預(yù)測(cè)、實(shí)驗(yàn)、解釋相結(jié)合的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，進(jìn)一步提升學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生善于動(dòng)手、樂(lè)于動(dòng)腦的好習(xí)慣。比如，在探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，教師介紹實(shí)驗(yàn)所要探究的目的及內(nèi)容，讓學(xué)生預(yù)測(cè)，在電路中電阻保持不變的情況下，改變電阻兩端的電壓，可能引導(dǎo)電路中電流變化的現(xiàn)象及結(jié)果。學(xué)生在小組中討論預(yù)測(cè)這種實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可能性，并在課堂上表述、解釋他們的觀點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)階段，學(xué)生組裝實(shí)驗(yàn)電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，觀察電壓表和電流表的示數(shù)變化情況，記錄相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。通過(guò)數(shù)據(jù)處理，學(xué)生討論得出在電阻一定的情況下電流與電阻成正比這一實(shí)驗(yàn)規(guī)律。在解釋階段，學(xué)生講解電流隨電壓的變化而變化這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，總結(jié)預(yù)測(cè)與實(shí)驗(yàn)結(jié)論之間的差異和原因。教學(xué)最后一個(gè)環(huán)節(jié)，由老師進(jìn)行全面總結(jié)，指出實(shí)驗(yàn)中存在的亮點(diǎn)與不足，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)中的重要環(huán)節(jié)作以強(qiáng)調(diào)，并有針對(duì)性地提出改進(jìn)措施及建議。這種預(yù)測(cè)、實(shí)驗(yàn)、解釋相結(jié)合的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略極大地優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生預(yù)測(cè)和解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的認(rèn)知能力有很大作用，有效地提高了學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知素養(yǎng)。

5.積累實(shí)驗(yàn)教學(xué)技能，提升實(shí)驗(yàn)探究能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，教師要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生邏輯思維能力的訓(xùn)練，逐步拓展學(xué)生的物理思維空間，提醒和幫助學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)操作技能和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。在物理實(shí)驗(yàn)完成后，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生回顧和分析該實(shí)驗(yàn)所涉及的步驟，從猜想與假設(shè)到得出結(jié)論，讓學(xué)生能夠在自己內(nèi)心構(gòu)建出一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，從而有利于相應(yīng)知識(shí)的鞏固與延伸，進(jìn)一步提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和實(shí)驗(yàn)探究能力。比如，在測(cè)量性實(shí)驗(yàn)中要讓學(xué)生明確“測(cè)什么、怎么測(cè)、用什么”的實(shí)驗(yàn)思路，在探究性實(shí)驗(yàn)中要明確“探究誰(shuí)、怎么做、定變量”的探究方案。同時(shí)，教師要對(duì)物理實(shí)驗(yàn)中易于產(chǎn)生錯(cuò)誤或忽略的方面進(jìn)行梳理，并分析出相關(guān)原因，這樣不僅可以提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究操作能力，還可以使學(xué)生遇到與該實(shí)驗(yàn)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究試題時(shí)能夠輕松應(yīng)對(duì)，極大地激發(fā)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為物理課堂的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生探究習(xí)慣的塑造、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)以及動(dòng)手操作技能的歷練起著至關(guān)重要的作用。在物理課堂教學(xué)中，教師要重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)在物理課堂中重要地位，只有運(yùn)用有效的策略與方法，堅(jiān)持以實(shí)驗(yàn)引領(lǐng)課堂教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，以實(shí)驗(yàn)提升學(xué)生的動(dòng)手操作技能，以實(shí)驗(yàn)構(gòu)建理論與生活聯(lián)系的橋梁，才能大幅度提升學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，為學(xué)生物理學(xué)科核心的培養(yǎng)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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（作者單位：甘肅省平?jīng)鍪袥艽h第二中學(xué)）