如何提高初中物理實驗教學的有效性

山東省鄒城市大束中學 董秀鋒

在新課改背景下，初中物理教學標準不斷提升，在課堂教學中務必實現教學方式的創新，促進學生在學習之后提升應用能力。這需要初中物理教師關注實驗教學，真正轉變之前以知識為主導的教學理念，積極挖掘物理實驗的育人因素，堅持教育規律，主動研究和開發各種實驗教學方式，以使學生在分析和解決問題的過程中具備充足的生本互動、師生互動、生生互動的空間以及時間，且在進一步理解中能遷移應用，最終建構完整的知識架構體系和正確的物理學習觀念。只有如此，才能不斷提升物理實驗教學的有效性，切實提升實驗教學效率和質量。

一、通過小組合作學習提高物理實驗教學

并非全部的物理知識都適合開展小組合作學習，適宜開展小組合作學習的知識需要具備的特點是任務繁重、方法多樣、問題模糊等。小組合作學習的知識不可太過復雜，不然學生難以探究分析重點，也不適于在課堂教學中開展；也不可太過簡單，不然會導致小組合作的形式化，最終消耗不必要的時間。教師在設計小組合作學習知識點時需要確保跟學生的“最近發展區”相符合，讓學生結合小組合作形式提升認識層次。當然，在小組合作學習開展過程中，教師的主導性也需要引起重視，務必有效設計課堂教學提問、把控課堂教學節奏，以使課堂教學具備良好的氣氛。此外，教師應主動探究小組合作學習過程中存在的問題，然后積極優化教學策略。例如，《電流與電壓的關系》這一部分內容的實驗教學環節要求學生在設計電路時維持電阻恒定，改變電壓，觀察電流的改變情況。一些學生會借助一個燈泡設計電路，一些學生會試圖改變電源電壓以使定值電阻電壓發生改變。上述方案是否都能操作呢？倘若都能操作，那么哪一種方案具備更高的操作性呢？結合小組互動探討，各個小組的學生紛紛發表自己的看法。歷經彼此的思維火花碰撞之后，學生最終選用一種可操作性更好的電路設計方法。然后通過最終的實驗判斷是否實現了理想的效果，如果沒有達到目的，小組成員需要再次探討重新設計實驗方案，大大提升了課堂教學的有效性。

二、通過教學情境提高物理實驗教學的有效性

所謂“教學即情境”，在初中物理實驗教學中，教師通過營造相應的教學情境，能激發學生的認知沖突，從而激起學生的學習欲望和探究心理，培養學生良好的學習興趣，以奠定學生深度學習、提升思維水平或培養高階思維的良好基礎。例如，在《靜電現象》的實驗教學中，教師拿出一根魔棒，然后將魔棒一端跟鐵色和小磁針（以細繩懸掛的）相靠近時，它們都出現了偏轉，學生誤以為魔棒即磁鐵。緊接著，教師拿著魔棒跟一只茄子相靠近，學生頓時熱情高漲，發現茄子也出現了偏轉。學生非常期待教師深入推進教學情境，教師將魔棒靠近一堆小紙屑，紙屑瞬間出現了跳動現象。然后教師為學生揭秘：這一根魔棒屬于靜電棒，從而奠定了后續教學的良好基礎。在上述教學情境中，教師通過持續營造情境和提問，激發學生不斷思索，從而調動了學生的學習積極主動性，學生瞬間融入良好的學習狀態中，結合自主發現和建構知識將之前的經驗、概念知識轉變為科學的概念體系。

三、通過質疑精神提高物理實驗教學的有效性

在傳統的初中物理教學中，教師以板書方式為學生灌輸理論內容，學生的任務即記憶理論內容且在做題中應用，如此的灌輸式教學方式造成學生對理論內容的理解較為膚淺，即使存在疑問，也難以獲得論證。而物理實驗正好可以完善這種不足之處。學生在學習時會質疑理論內容，教師就能結合學生的質疑啟發其進一步思考和探究科學理論，轉變之前被動學習的模式，推動學生自主學習和思考。例如，在《焦耳定律》的實驗教學中，學生常常會存在一個疑問：“電流通過導體形成的熱量是否受到電壓大小的影響？”在這種情況下，教師需要關注學生的疑問，借助生活常識和實驗裝置加以檢驗。教師以家用電器為例提問學生：“家用電閘空氣開關在什么情況下會出現自動跳閘現象？”學生在分析和探討之后獲得了“并聯電器增加而提升了傳導溫度，從而形成跳閘現象”的結論，教師再提示學生：“使用過程中的家用并聯電器的電壓一直保持為220V，電壓值未曾出現改變”，從而引導學生獲得最終的結論“電流通過導體形成的熱量不受電壓大小的影響”。總之，教師通過引導學生不斷質疑和思考，進一步把握了有關理論內容，同時提升了學生的思維能力。

四、通過生活化教學提高物理實驗教學

在初中物理實驗教學中，教師應不斷創新教學思想，注重生活化教學模式的應用，以使學生明確物理知識跟實際生活間的緊密關系。例如，在《溫度與物態變化》的教學中，教師應有效統一實驗教學法和生活教學法，引導學生在實際生活中觀察物理現象，以有效整合教材知識，實現理想的教學效果。教師可以結合生活中“冰棒的故事”引導學生探究此部分的物理實驗過程，即要求學生回家動手制作冰棒。具體來講有以下五方面內容。一是教師提問學生：“需要使用什么水做冰棒？”，顯然學生不難想到要用涼開水。二是引導學生回家觀察燒開水的整個過程，在此過程中體會溫度單位、溫度概念、溫度檢測、溫度計的使用方法以及體溫計等基本內容，當學生觀察生成的“白氣”時，要求其分析這種“白氣”屬于“水蒸氣”嗎？從而引導學生明確“白氣”并非水蒸氣，只是因為水吸熱而汽化，從水轉變為水蒸氣，水蒸氣的特點是無色無味，因此我們看不到水蒸氣，空氣中的水蒸氣釋放熱能而形成液化，浮在空氣中的小水珠即所謂的“白氣”。然后教師要求學生分析“液體沸騰”的情況，體會獨特的汽化過程，明確沸騰的液體不斷吸收熱能，然而溫度不發生改變。三是在冰箱冷藏室放置調節好的配料和涼開水，要求學生過一段時間之后再進行觀察，看一看是否形成了冰棒，從而導入相關的凝固知識。四是要求學生觀察由冰箱拿出冰棒時形成的“白粉”這種情況，學生分析之后不難得出結論。五是學生一起分享吃冰棒的樂趣，然后導入融化等知識，讓學生真正體會實際生活中的物理知識和物理現象。總之，教師根據教學需求和新課程標準，科學與合理地營造生活化教學情境，可以提升學生的實驗和觀察技能，讓學生結合實踐掌握物理知識，這有助于學生物理素養的提升。

五、通過虛擬實驗提高物理實驗教學的有效性

倘若測量型實驗牽涉較多的實驗工具，操作過程也比較煩瑣，那么教師可以實施虛擬實驗教學法，提升實驗過程的直觀化程度。例如，在《伏安法測電阻》的實驗教學中，教師需要借助虛擬平臺開展演示實驗和模擬實驗教學，給學生介紹電阻的伏安特性曲線。在此過程中，教師先借助PPT給學生介紹基本的實驗原理，探究實驗操作的重難點，然后在虛擬實驗平臺中結合實驗電路圖及其原理連接電路，用鼠標拖動滑動變阻器劃片，以使變阻器阻值發生改變，并對相應的電流和電壓數值進行記錄，再繪制燈泡伏安特性曲線，從而進一步探究電阻值發生改變的情況下電流和電壓的變化特點。教師應立足于物理實驗教學啟發學生探究倘若更換小燈泡為定值電阻、在滑動變阻器阻值發生變化時定值電阻端電流與電壓的改變特點。這種情況下，教師應結合虛擬實驗平臺操作實驗，并對定值電阻的電流與電壓數值進行記錄，以及繪制伏安特性曲線。當實驗操作完成之后，教師啟發學生對上述兩種實驗過程及其結果進行分析、比較，從而使學生深入理解定值電阻或燈泡的伏安改變特點。總之，通過虛擬實驗平臺顯著提高了初中物理實驗教學效率和質量。

六、結語

綜上所述，在當前的新課改教育背景下，初中物理教師應從新認知教學跟育人之間的關系，綜合把握物理實驗教學的育人目的，以學生的發展需求為核心，轉變教學思想，提升課堂教學效率，激發學生的探究意識。此外，在教學中教師應實現自我發展和進步，主動對一系列教學資源進行開發，豐富課堂教學內涵，提升物理實驗教學的規范性、科學性、有效性，保障學生的學習體驗，切實實現素質教育的教學目標。