實驗教學法在初中物理教學中的意義

李幸檜

物理是一門以實驗為基礎的自然科學，在物理學習與研究中涉及大量的實驗，通過實驗可以更好地理解物理概念，掌握物理科學原理，提高物理思維能力和實驗操作能力。初中生剛剛學習物理科學，具有強烈的好奇心與求知欲，但在學習過程中也會遇到各種各樣的問題。實驗是物理教學的“第二課堂”，初中物理中含有各種各樣的實驗，具有較強的趣味性、實踐性、開放性，能引領學生積極參與其中，在實驗操作中更好地學習物理，探究物理科學的秘密。因此，在初中物理教學中可以運用實驗教學法，具有極其重要的意義。

一、培養學生物理學習興趣

實驗教學法是指在教師的指導下，師生根據實驗主題與步驟，利用一定實驗器材，通過控制條件的操作過程，可能引起實驗對象的不同變化，觀察實驗現象，獲取和分析實驗數據，進而得出或驗證某種結論、獲取新知識的教學方法。實踐是檢驗的唯一標準。對初中物理教學來說，最好的實踐就是參與物理實驗，很多物理概念和定理很難通過語言和文字信息表達出來，必須通過物理實驗完成。初中物理教學中，教師通過演示實驗可以生動直觀地展現物理現象，或者指導學生參與探究實驗經歷知識生成的全過程，獲得更直接的學習體驗。在課前導入課堂講解中，教師可以運用實驗教學法，能培養學生物理學習興趣。

例如，在剛開始進行初中物理教學中，為培養學生物理學習興趣，教師先要通過趣味演示實驗，讓學生生動而直觀地感受到物理的神奇之處。比如，北師大版初中物理的第一章是“物態及其變化”，教師根據升華的概念，提前準備若干干冰、熱水、盆和筐子等器材。教師上課時做“干冰升華”實驗，模仿電視上舞臺效果，播放電視劇《西游記》中的背景音樂，將筐子放在盆上面，將干冰倒在筐子內，然后倒熱水，頓時霧氣開始彌漫，宛若仙境。由于學生通常只在電視中看到過這類現象，但是在實際生活中很少見到，在物理教學剛開始時做這個實驗，可以有效激起學生物理學習興趣。教師根據現有條件，還可以結合“聲現象”章節知識，準備若干個一次性紙杯、棉線、火柴棒等器材，先制作好一個土電話，在課上讓兩名學生用這個土電話“通電話”，初步感受聲現象，再分發材料讓學生動手制作，運用制作好的土電話“通電話”，同樣可以讓學生感受到物理的趣味性。

以上小實驗的趣味性較強，與物理知識息息相關，蘊涵一定的物理科學原理，可以快速引起初學者的注意力，激發與培養學生物理學習的興趣。隨著初中生進一步學習物理知識，可以逐步理解其中蘊涵的科學原理，進一步提升求知欲。

二、更好地理解物理概念規律

在初中物理學科中，還包括大量的物理概念和物理規律，如熔化和凝固的概念，熔化吸熱和凝固放熱的規律，光的反射概念和“三線共面、兩線分居、兩角相等”的規律，重力的概念和重力方向總是豎直向下的規律。類似的物理概念和物理規律給學生的物理學習帶來了諸多困難，通過口述與圖文講解很難讓學生理解，借助實驗可以直觀展現各類現象，幫助學生更好地理解和掌握物理概念規律。在初中物理課堂教學中，教師可以靈活運用演示實驗和探究實驗，在講解物理概念時多運用演示實驗，在探究物理規律時多運用探究實驗，通過布置實驗探究任務，讓學生通過自主探究實驗更好地理解物理概念與相關規律。

例如，北師大版八年級上冊的“汽化和液化”，本課的教學重點是通過列舉生活中的實例，讓學生了解表面積、溫度、氣流等都會影響蒸發，得出汽化與液化概念，認識汽化分為蒸發和沸騰，探究理解沸點的概念等。教師可以準備濕布，在課堂上這樣展示：用濕布在黑板上寫下一個大大的“水”，引導學生認識此時的“水”是液態的，沒過一會兒這個“水”字慢慢消失了。接著，教師再讓學生回顧晾衣服、燒開水冒熱氣的生活情景，讓學生思考這些現象，進而總結得出汽化的概念：即物質從液態變為氣態的過程。關于理解液化的概念，教師可以借助微視頻，播放模擬降雨形成的實驗。根據北師大版八年級下冊的“學生實驗：探究——摩擦力的大小與什么有關”，教師可以提前準備相關實驗器材，讓學生分組探究摩擦力的大小影響因素，通過實驗歸納這個物理規律。通過前期學習，可以讓初中生認識摩擦力的概念與分類，知道什么是滑動摩擦力以及形成條件，之后通過指導學生提出問題、猜想與假設、設計實驗，利用彈簧測力計、木塊、長木板、毛巾等器材操作實驗，運用控制變量法，得出實驗數據和進行分析，從而得出滑動摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度和壓力大小相關。

教師通過操作簡單的演示實驗，與實際生活現象緊密結合，可以幫助學生理解很多物理基礎概念，通過指導學生完成探究實驗，可以促進學生掌握物理規律。在實驗操作中還涉及猜想與假設、實驗原理等，可以幫助學生更好地學習物理。

三、提高學生物理思維能力

物理思維能力是初中學生必須掌握的一種基本能力，在初中物理教學中，要重點培養學生的思維能力。思維能力的培養不是一蹴而就的，教師在日常教學中要注意多提出啟發性、探究性的問題，激發學生積極主動思考，鼓勵學生自主提問、突破傳統、積極實踐與進行創新，引導學生參與探究實驗。教師可以根據物理課程主題與相關原理，演示一些物理實驗，或讓學生親自參與實驗操作，在實驗中提出一些問題，引發學生思考，與學生一起解釋實驗現象或總結結論。在初中物理實驗教學中，通過落實這樣的流程，可以提高學生物理思維能力。

例如，北師大版八年級下冊的“牛頓第一定律”，本課程是讓學生掌握牛頓第一定律，理解伽利略理想實驗推理過程，通過完成斜面小車的實驗，培養學生的觀察能力，結合實驗分析，培養學生分析、概括、推理等思維能力。開始本實驗之前，教師先要準備小車、木塊、木板、毛巾、棉布和玻璃板等實驗器材。為讓學生更好地操作實驗和思考，教師可以先用木塊演示兩個簡單實驗：先在桌面上緩慢推動木塊，當不推動時發現木塊停止移動;用力推動木塊，當快速撤出力時發現木塊會向前移動一點距離才停止。以此引發學生思考：第一個演示中可以得出什么結論？學生答道“物體運動要用力維持”，這也是亞里士多德得出的結論，但是第二個演示中可以看出沒有推力后木塊仍然會向前移動，這與以上結論不符。通過這個導入引發學生思考，教師指導學生利用實驗器材做慣性實驗，探究牛頓第一定律。這需要利用毛巾、棉布、玻璃當作平面分別做三次實驗，對應的阻力大小分別為最大、較大、較小，實驗發現滑行距離為最短、較短、長，基于這些實驗現象提問：如果是無限光滑的平面，阻力為0，那么滑行距離會怎樣？通過推導得出滑行距離會無限長，以恒定不變速度永恒運動。結合這個結論，教師繼續提問：物體在運動之外還有靜止，靜止的物體在未受到外力作用時會保持怎樣的狀態？先讓學生思考，再補充牛頓的結論，完善牛頓第一定律（慣性定律）。

教師通過布置探究實驗任務，通過問題導入引發學生思考與探究，通過實驗觀察、思考、推導得出相關物理定律，在這個過程中可以有效提高學生物理思維能力，學習物理思想方法和實驗方法，認識到實驗與推導對物理學習的重要性。

四、提高學生實驗操作能力

通過研讀最新版的初中物理課程標準，可以明確：物理教學中教師應重視培養學生思維能力和實驗能力，引導學生進行自主、合作、探究學習。初中物理課堂教學中，教師運用實驗教學法實施教學，學生需經歷實驗探究的全過程，在具體的實驗操作中提升設計能力、動手能力，增強物理實驗操作水平，逐步形成科學實驗與規范實驗的意識。教師要多布置探究實驗任務，要求學生在課前、課中與課后完成各類實驗，以此提高學生的實驗操作能力。

例如，北師大版八年級下冊“大氣壓強”，本課主要是讓學生認識大氣壓強的概念，理解形成大氣壓強的原因，簡單解釋實際生活中大氣壓強現象，通過各類大氣壓強的實驗培養學生觀察能力、分析能力、實驗能力等。在上課前，教師可以布置兩項實驗，分別是“瓶吞雞蛋”“氣球提瓶”。教師可以直接展示實驗步驟：準備熟雞蛋并剝去外殼，準備瓶口稍小于熟雞蛋的瓶子，點燃多根火柴并投入瓶中，迅速將雞蛋扣在瓶口中，觀察實驗現象;準備吹氣的小氣球和瓶口稍小于氣球的飲料瓶，點燃火柴投入瓶中，在火柴快熄滅時將氣球放入瓶口上，觀察實驗現象。以上兩個實驗都與大氣壓強相關，趣味性較強，學生根據實驗步驟進行操作，可以提高動手能力，真切感受大氣壓強。在“學生實驗：探究——影響浮力大小的因素”教學中，教師要求學生分組做這項實驗，需要準備雞蛋、金屬塊、小石塊、食鹽、玻璃瓶等器材，讓學生操作：先將雞蛋投入玻璃瓶的清水，再向水中加入食鹽，觀察雞蛋浮沉現象;彈簧測力計提著金屬塊緩慢沉入水里，觀察示數變化;彈簧測力計提著小石塊緩慢沉入水里，改變深度觀察示數變化。這些實驗操作需要一定的技巧，能逐步提高學生實驗操作能力。

初中物理知識與生活實踐息息相關，在實施實驗教學的過程中，教師可以在課前布置簡單的自主實驗任務，要求學生利用簡單的生活材料自主動手做實驗，初步熟悉物理知識，之后在課堂上指導學生參與探究實驗。通過合理運用這兩種實驗教學方法，可以有效提高學生實驗操作能力。

五、培養學生團結協作精神

初中物理新課標的教育理念倡導學生進行自主、合作、探究學習，培養學生自主學習能力、合作探究精神。初中物理課程中運用實驗教學法，同樣可以培養學生團結協作精神。在物理探究實驗中，往往涉及多個環節和步驟，包括探究實驗原理、進行猜想與假設、準備實驗材料、設計實驗步驟、進行動手操作、觀察實驗現象、分析實驗數據、推導得出結論等，為更好地提高實驗的效率，一般需要小組合作完成，這就需要分工協作。教師在布置分組探究實驗后，要求各小組長分配任務，比拼哪個小組的實驗完成得又快又好。

例如，北師大版九年級“學生實驗：探究——電流與電壓、電阻的關系”，這個實驗是運用控制變量法，分別探究電流與電壓的關系、電流和電阻的關系。教師要求學生分組完成這項實驗，運用電流表、電壓表、定值電阻、電源和滑動變阻器等器材，基于實驗原理，分別控制電阻和電壓一定時，探究電流與電壓、電阻的關系。在分組探究實驗中，各組需先明確需要測量的物理量，運用哪些測量的工具，如何設計實驗電路，設計實驗內容與操作步驟，根據步驟具體做實驗。在小組長的帶領下，學生發揮自身的力量或與小伙伴合作，或動手連接電路，或觀察電流表和電壓表的示數變化，或記錄數據，或分析數據，最后經過共同研討后得出結論。教師根據各組學生的結果展現情況，進行針對性的總結與鼓勵評價。

在以上的學生探究實驗中，教師布置自主實驗任務，要求學生分組完成這項探究實驗，各組學生在組長的帶領下分工合作，可以形成團結協作精神。

六、發展物理學科核心素養

物理核心素養是與物理學科相關的，能促進學生個體發展與終身發展的關鍵能力和必備品格，分為物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度和責任。在初中物理課程中，教師運用實驗教學法實施教學，可以有效發展學生物理學科的核心素養。在物理實驗中，初中生可以逐步形成用物理學的視角看待客觀世界的意識，也可以逐步形成基于事實證據、科學推理提出獨特見解的思維與品質，在實驗設計與操作中發展科學探究能力，形成人與自然和諧發展的科學態度，以及用科技改變生活、促進人類進步的社會責任感。

例如，北師大版九年級“學生實驗：探究——產生感應電流的條件”，這個實驗的教學目標分為：認識磁場中導體運動時產生感應電流的條件，探究影響感應電流方向和大小的因素，掌握發電機結構與電流產生特點等。這個實驗的核心在于磁生電，通過提問引發學生思考，學生在實驗中深入體會和總結結論，可以培養學生物理思維、科學素養、團隊合作精神、實驗探究能力等，有效發展學生物理學科核心素養。教師先提問：奧斯特實驗中，電能生磁，反過來想磁可以生電嗎？通過這樣的啟發性提問，引發學生思考，導入這個探究實驗。通過完成探究實驗，學生可以明確感應電流產生條件、影響方向和大小的因素等。

在以上的電與磁的探究實驗中，涉及多個探究要素，需要科學設計實驗步驟和進行多項操作，還要與所學知識緊密結合，才能最終得出實驗結論。在這樣的探究實驗中，通過教師引導、學生思考、小組探究，有效發展學科核心素養。

綜上所述，實驗作為自然科學研究中的基礎，在初中物理課程中運用實驗教學法教學，與初中物理的學科性質相適應，具有重要的意義，包括培養學生物理學習興趣、幫助理解物理概念定律、提高學生物理思維能力和實驗操作能力、培養學生團結協作精神、發展物理學科核心素養。初中物理教師根據基本學情，綜合運用實驗教學法，能提高物理教學的有效性。

（左毓紅）