開放物理實驗室背景下初中生物理實驗技能的培養對策

蘇鈺婷

【摘? 要】 物理學科是初中階段的一門重要科目，倡導學生探究式的學習，強調科學與實際、與社會的聯系。目前，很多學校采用了“填鴨式”教學，教師用PPT演示代替學生的分組實驗，學生不能自主動手實驗。物理實驗教學是初中物理教學的重要內容，也是將物理知識與實踐操作緊密結合的途徑，學校開放物理實驗室具有重要的意義。實驗室是體現學生創新能力的重要場所，教師充分地發揮實驗室的作用，能夠真正提高物理實驗的教學水平。

【關鍵詞】 初中物理；物理實驗室；實驗技能

一、研究背景

目前，很多學校為了一味地追求成績，采用了“填鴨式”教學。“填鴨式”教學以教師為中心，采用了知識陳述——例題示范——變式訓練——課后作業——考試反饋的教學模式；而學生則被動地接受知識，無法形成動手能力和創新能力。如今，我國的教育行業倡議探究式教學，即以學生為中心，教師和學生一起研究、解決問題。在這個過程中，學生起主導作用，教師只是在旁邊起到引導的作用。基于此，在初中物理實驗中，學校必須開放實驗室，這具有很重要的意義。

物理是理論知識與實驗操作緊密結合的學科，其要求學生在掌握物理理論知識的同時，還要具備實驗操作技能、利用物理知識探究和解決實際問題的能力。教師教授物理也不應局限于普通的教室，還應該把物理實驗室作為開展教學的主要場所。為了更好地開放物理實驗室、提高物理教學效果，教師應把物理實驗室作為物理教學的第二課堂。物理實驗課是培養學生實驗技能的基本途徑，教師認真上好物理實驗課，既能幫助學生更牢固地掌握物理知識，又能培養學生的實驗技能，是訓練和提高學生實驗技能的基本途徑。物理實驗課包括物理演示實驗和物理分組實驗。物理演示實驗是教師教給學生正確的實驗方法。如如何正確使用儀器，安排實驗步驟、操作，記錄數據、列表和作圖線，以及通過分析和推理得出正確的結論及誤差等。通過大量的物理演示實驗，學生能夠潛移默化地掌握物理實驗技能。

二、初中生物理實驗技能的培養對策

（一）改變教學方法

第一，教師要根據物理課本中涉及的實驗項目精心備課，結合物理實驗課程標準和自己的教學經驗，設計出科學的教學方案，為正式的物理實驗教學做好準備。

第二，在物理實驗課堂中，教師要細心地講授實驗操作方法，正確、規范地為學生示范各個實驗操作的要點，并強調實驗中的易錯點和難點。

第三，教師根據教學經驗，把在以往實驗教學中學生難以理解的題目設置在實驗中，讓學生進行探究。如，兩個學生分別手持兩個彈簧測力計（彈簧測力計保持水平，示數向上），彈簧測力計的兩個拉鉤互相鉤住，學生分別用4N的力拉動掛環，觀察彈簧測力計的示數是0N、4N，還是8N；如：在凸透鏡成像中有這樣的問題：燭焰通過凸透鏡在光屏上形成了一個實像，這時用一塊不透明的硬紙板將凸透鏡的上半部遮住，結果是否成半個像？用實驗的方法，學生很容易地解決了這一難題；在探究電功率的實驗時，假設燈泡的額定電壓為2.5V，當燈泡的電壓為1.8V時，要想燈泡正常發光，滑動變阻器向左還是向右移動？當燈泡的電壓為2.8V時，要想燈泡正常發光，滑動變阻器向左還是向右移動？通過實驗，學生可以加深對易錯題的理解。在實驗教學中，教師要求學生反思物理實驗，學生梳理與回顧在實驗過程中發生的問題、現象，找出問題產生的原因、本質，加深了對物理實驗的理解。

第四，物理實驗教學鼓勵學生在教材的基礎上進行創新、改進。在物理實驗教學中，有些實驗可加以改進、創新，讓實驗更科學、誤差更小。

例如在探究滑動摩擦力大小跟哪些因素有關的實驗中，教材中的實驗是用彈簧測力計拉動小木塊，在水平長木板上進行勻速直線運動。學生在探究的過程中就會發現問題：在用彈簧測力計拉動小木塊運動時，難以控制小木塊進行勻速直線運動，因此彈簧測力計的示數不穩定，且拉動時，彈簧測力計處于運動狀態，給讀數帶來了困難。既然學生在實驗中發現了問題，教師此時應引導學生，運用所學的物理知識解決探究過程中出現的問題，并在實驗的基礎上，對實驗進行創新、改進，從而更好地完成實驗。通過教師的引導，學生將原實驗中拉動木塊改為拉動長木板，就可以避免勻速直線運動帶來的問題。學生在拉動長木板時，無論長木板是否做勻速直線運動，小木塊都能處于靜止狀態，根據二力平衡條件，可得出摩擦力大小就是彈簧測力計示數的大小，這激發了學生學習物理的興趣，對培養學生運用知識解決問題的能力，具有積極意義。

再如，在探究二力平衡條件的實驗中，學生將小木塊置于光滑的水平桌面進行探究。在物理學中，光滑意味著無須計算摩擦力，但在實際實驗中，不可能存在表面絕對光滑的物體，因此在該實驗中，當二力作用在一條直線上時，學生將木塊扭轉一個角度，木塊受到了摩擦力的影響，導致學生在松手后，木塊可能處于靜止狀態，實驗失敗，同樣，此裝置也難以探究二力作用在同一物體上。當學生出現了這樣的問題時，教師應順勢引導，改進實驗，將小木塊換成輕小的硬紙片，進行二力平衡條件的探究，從而使實驗更合理、更易于學生理解。當探究二力是否作用在同一直線時，學生將紙片扭轉一個角度，在松手后，可以立即看到紙片轉動到兩個力在同一直線時，才處于靜止；當探究二力是否作用于同一物體時，學生可以用剪刀將紙片從中間剪為兩個部分，觀察紙片的兩部分在兩邊拉力的作用下，由靜止變為運動，進而證明二力要想平衡，需要同時作用于同一物體。但此裝置仍有改進之處，對此教師可以讓學生自行改進，以激發學生的求知欲，使學生更加熱愛物理。

學生在進行實驗時，教師要耐心地給予指導、糾正不正確的操作方法。同時教師要提高在物理實驗室開展教學的頻率，充分發揮物理實驗室的作用，促進學生學習物理的興趣，讓物理實驗室真正成為物理教學的課堂。物理實驗在物理教學中有不可替代的作用，教師只有做好物理實驗教學，才能充分地調動學生的觀察和思維能力，激發學生對物理的求知欲，使教學達到“事半功倍”的效果。

（二）開放實驗室，學生自主進行實驗

開放物理實驗室，就是讓學生成為物理實驗室的主人，將所學的物理知識充分地應用到物理實驗操作上，盡可能地將物理演示實驗變為物理分組實驗，從而能更深層次地理解和體會實驗原理，加深了印象，提高了學習效果。物理實驗室能營造出一種積極探究的氛圍，在鍛煉學生動手能力的同時，培養學生嚴謹的科學態度，激發了學生的求知欲和探索精神。因此教師在開放物理實驗室的同時，要充分地發揮學生的主體地位，放手讓學生進行實驗操作。教師在開展物理實驗教學時，不要給學生太多的束縛，應指導學生緊密結合所學的知識，大膽地進行實踐操作訓練，提高學生的物理實驗操作技能。對此，教師可以將學生分成若干小組，為他們布置物理實驗任務，讓每個學生在小組中參與物理實驗操作，并讓小組記錄好實驗過程和結果，這樣每個學生在合作中完成了小組任務。為了鍛煉學生的創新能力和動手能力，教師可以引導學生留心觀察周圍的事物，鼓勵學生在保證安全的前提下，進行發明和創造，培養學生對物理實驗的興趣，建立學習物理的信心。

開放物理實驗室、改進物理實驗教學，需要長期的教學實踐和探索。對此，教師要積極補充實驗材料，豐富物理實驗室的資源；制訂完善的物理實驗室管理制度；加強物理實驗室師資隊伍的建設；保證學生的主體地位，放手讓學生進行物理實驗操作，逐步提高物理實驗的教學效果。

（三）提高學生具體的實驗技能

教師需要讓學生掌握實驗的一般原理、方法和設計實驗的技能。首先要求學生明確各個實驗的目的、原理和理論根據，根據實驗的原理、要求，對實驗進行設計。包括在實驗中，需要使用哪些物理定律、公式等，學生還要了解哪些是已知量、被測量，然后選擇所需的儀器和實驗條件，設計好實驗步驟，做好記錄和表格等；其次，指導學生掌握正確調整、安裝儀器以及連接電路的技能。正確的實驗，是學生能夠安裝、調整好儀器或正確連接電路，即，在主回路中，必須有開關（先斷開），導線最好選用幾種顏色，主、支回路分別用一種顏色。在向接線柱連接導線時，應按順時針的方向，將導線纏上。連接電路后，學生必須復查，確認正確后，方能通電。這種實驗技能的培養，在初中就應開始，首先教師讓學生模仿學習，然后逐步提高到由教師講述方法及注意事項，由學生獨立操作實驗。

教師需要培養學生正確記錄實驗數據，并能進行運算和分析，得出正確結論的能力，這也是實驗能否成功的關鍵。要培養學生在這方面的技能，教師應要求學生集中精力，按照實驗步驟有條不紊地操作和讀取測量數據。有的實驗要求在測量或操作時，動作迅速、把握好時機，如溫度測量、電學測量。對此，學生要按照實驗的先后順序，測出需要測定的量，并做好記錄。學生讀取數據和記錄，必須注意：1. 讀數要及時，并馬上記錄，針對刻度尺，要讀取分度值的下一位；2. 要記錄完整的數據，按照有效數字的方式進行記錄；3. 數據的單位要正確。通常，教師應要求學生在實驗前列出表格。表格設計要求學生能記錄直接測出的各物理量，能記錄數據，并對數據進行處理、運算，分析實驗結論。在整理數據時，如發現有不合理的數據，應補測該數據。教師要指導學生根據有效的運算法處理數據，適當地分析、討論實驗結果，如討論的數據說明了什么？該數據與理論計算有何偏差？實驗過程為何這樣設計？實驗結果的物理意義（結論）是什么？

（四）軟硬件措施

1. 積極增加物理實驗材料，豐富物理實驗室的資源

由于學校對物理實驗教學不夠重視，導致物理實驗室存在器材數量不足、功能不全、儀器缺乏保養和設備陳舊等問題，影響了教師實驗教學的順利開展，學生也由于實驗材料和儀器的局限性，不能有效地進行實踐操作，給學生的學習積極性造成了很大的負面影響。因此學校要積極增加實驗材料，不斷豐富實驗室的資源，保障教師實驗教學工作的順利開展，提高學生的物理學習效果。首先，學校要按照初中物理實驗室的器材配備標準，配備實驗材料和儀器，準備好木直尺、電子秒表和托盤天平等常用器材，并保證器材的質量和數量；其次，學校要注意保養各種設備，定期進行清潔和維護工作。對于有損壞或功能出現問題的設備，要及時地修理或更換，保證學生能夠使用功能正常的設備進行實驗。同時為了符合現代物理教學的要求，學校還應開設更加現代化的實驗室，如綜合性實驗室、數字化實驗室等，以滿足學生的個性化實驗需求，幫助學生順利地完成實驗任務，從而激發學生對物理實驗的熱情。

2. 制訂完善的物理實驗室管理制度

物理實驗室內的材料眾多，有的設備價格昂貴，涉及學校的資產安全問題。同時物理實驗室的人員來往較多，學校如果稍有疏忽，就會出現儀器損壞、遺失等問題，給學校造成了一定的損失，因此在物理實驗室的管理上，學校面臨著較大的困難。為了保障學校的利益，也為了給學生提供更加安全、可靠的物理實驗場所和資源，學校必須制訂完善的實驗室管理制度。比如，教師和學生借用實驗室器材都需要詳細地登記，并在規定的期限內完好無損地歸還；當學生第一次進入物理實驗室時，教師就要引導學生仔細閱讀實驗室的規章制度，遵守實驗操作規范；學生要聽從教師和實驗室工作人員的指揮，不要隨意亂動儀器和設備；在實驗過程中，學生要注意愛惜儀器，輕拿輕放，按照正確的操作方法使用設備，當遇到問題時，要及時詢問教師或工作人員。每上完一次實驗課后，教師要配合工作人員進行器材的清點和歸放，檢查是否有損壞或丟失的情況，以及時地發現并解決問題。

三、結語

物理作為初中的一門基礎性學科，對中學生而言非常重要。實驗作為物理的基礎，可以讓學生更直觀地看到物理現象，從而對物理原理產生更深刻的理解，而物理實驗也能讓學生產生更強的物理學習興趣。因此在日常生活中，初中物理教師一定要開發和利用好實驗教學資源，為提高學生的物理實驗效果提供有力支撐。

參考文獻：

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