摘" 要:物理學科不同于其他學科,它由理論教學和實驗教學兩部分構成。對初中物理而言,理論教學促使學生初步了解了物理知識,實驗教學則改變了學生對物理學科的認識,轉變了學生的學習觀念。理論與實驗的結合不僅可以鍛煉學生的實踐操作能力,還有助于培養學生的物理核心素養。基于此,文章闡述了實驗教學對初中物理課程的意義,并闡述了當下物理實驗教學中存在的問題,基于實驗教學的具體目標提出了實驗教學的具體優化策略,以供參考。
關鍵詞:初中物理;實驗教學;教學效率
物理學科的理論知識較為抽象,且融合了微觀和宏觀概念,這對初中生而言是一項重大挑戰。在初中物理教學中,物理實驗教學是至關重要的,不僅可以提高學生對抽象理論知識的理解能力,幫助學生了解物理規律,還可以培養學生的邏輯思維,提高學生的動手能力,深化學生對物理知識的認識,完成初中物理教學的革新。在以往的初中物理教學中,教師側重知識理論教學,忽略了實驗教學的重要性,學生缺乏動手實踐的機會,進而導致創新思維的發展受到阻礙,影響了教學效率。為解決這一問題,加強初中物理實驗教學是教育工作的重中之重。
一、實驗教學對初中物理課程的意義
物理學科教學的主要目的是促使學生了解世界的物質規律和物質本質,因此物理教學從理論出發,立足實驗,顯現于學生的實際操作過程中。教師如果只是單純講解理論,將很難使學生全面了解物理知識,因此實驗課對學生掌握、運用知識至關重要。物理實驗不僅有助于教師深入開展理論教學,還有助于提高學生的學習興趣,活躍課堂氛圍。在傳統理論的教學中,學生難以長時間集中注意力,而實驗教學則可以滿足學生的好奇心,加深學生對物理知識的認識;此外,物理教學的重點在于培養學生的實踐能力和創新意識,并逐步完善思維。實驗教學對培養學生的這些能力具有重要作用,且實驗現象與生活息息相關,教師借助實驗教學不僅可以培養學生的探索創新能力,還有助于增強學生的生活感知意識。
二、當前初中物理實驗教學存在的問題
部分教師的教學觀念相對陳舊,教師作為教育的引導者,本應注重物理本質和規律的講解,對學生的實踐能力加以培養,但當下的物理教學中,教師過于側重知識點的講述和題型解答,忽略了學生思維邏輯的培養,學生很難建立物理知識的架構,這也導致物理教學難以有大的進展。此外,教師的教學方法相對單一,多利用言語與學生進行交流;對抽象的知識點,教師缺乏深入講解,雖然也進行了部分實驗教學,但多是由教師演示,學生缺乏實踐,這促使學生對物理知識理解得不全面,不深刻,學生的發散性思維得不到培養。還有部分學校實驗教學的條件有限,實驗器材質量不一,導致教師在引導學生進行實驗學習時出現實驗誤差,久而久之,降低了實驗操作的頻率。
三、初中物理課堂實驗教學的目標
具有明確的目標,才能真正開展有效的實驗教學。開展物理實驗教學主要是為了培養學生五個方面的能力:一是知識能力,即學生在學習中及時發現問題,觀察實驗現象,逐步收集資料進行驗證,大膽推理,進行數據分析的能力;二是培養學生的操作能力,學生需要了解實驗器材的作用、操作的具體過程,并初步具備物理實驗素養;三和四是在實驗教學中培養學生的溝通能力和整理能力,學生能夠及時與他人進行數據結構的交流和分析,形成綜合實踐素養;五是借助實驗培養學生的探索和創新能力,學生能夠逐步加深對物理知識的了解,實現素質教育。
四、初中物理實驗教學的優化策略
(一)轉變教學理念,重視實驗教學
教師作為學生的引導者,其教學理念直接影響著學生的學習效率。在物理實驗教學中,教師應該及時轉變教學觀念,基于實驗本身逐步完善實驗步驟并進行演示,將實驗過程直觀地展現在學生面前,以激發學生的學習興趣;教師還可以借助生活中的現象,引導學生進行探究,在培養學生實踐能力的同時增強學生的生活感知意識,使學生樹立正確的學習觀念。
例如,在教授《聲音的產生與傳播》時,教師首先可以向學生講述聲音這一概念,并提出相應的問題:“生活中的聲音都有哪些?”教師還可以詢問:“理論上,如果在奔跑過程中喊‘我來了’,我們聽到的是什么?”借助問題引導學生進行思考,使學生知曉聲音的概念和音速。教師還可以結合音叉進行實驗操作,在音叉附近放置小球,敲擊音叉,觀察小球的變化,使學生知曉聲音產生的條件;接著教師可以提出相關問題,如降低聲音分貝的方法有哪些,借此加深學生對知識的理解,不斷提高學生對實驗教學的興趣。教師還可以讓學生進行現場操作,在操作中逐漸轉變學生的學習觀念,師生之間的相互合作能夠調動學生的學習興趣。
(二)改進引導方式,開闊學生思維
以往,在進行物理實驗教學之前,教師多利用言語進行講解,這種形式雖然直截了當,且能減少教學實踐的時間,但忽略了學生的需求;部分學生的思維邏輯能力有限,對教師的表述理解不到位,導致學生的學習興趣逐漸下降。同時教師在引導物理實驗時,經常直接提示實驗的總目標,這無形中增加了學生的學習壓力,學生的思維受限,因此實驗教學難以有很好的效果,這就需要教師改進實驗的引導方式。
例如,在教授“科學探究凸透鏡成像”時,教師可以先向學生講述實驗原理,隨后向學生展示實驗器材,并鼓勵學生逐一講解實驗器材的作用,闡述相應的實驗過程;教師還可以介紹一些錯誤的實驗,并讓學生就錯誤實驗可能出現的結果進行分析;此外,教師還可以結合信息技術直觀地展現凸透鏡成像實驗,使學生直觀了解具體的物理實驗過程,加深對物理知識的理解。教師還可以融合平面鏡成像,引導學生思考,培養學生舉一反三的能力;可以鼓勵學生就這一實驗進行其他實驗的拓展思考,以此培養學生的思維能力,并鼓勵學生進行操作嘗試,以加深學生對成像原理的理解;可以融合生活實際講述實驗,培養學生的感知意識。
(三)打破教材局限,鼓勵質疑探索
以往的實驗教學中,教師過于局限在教材本身,所選擇的物理實驗缺乏針對性,而學生的需求各不相同,這就導致部分學生在物理實驗中,無法獲取自己想要的知識,久而久之,喪失了學習興趣。有些教師在實驗教學時,以自身為主體,忽略了與學生之間的交流互動,導致學生缺乏對教學活動的參與感。學生的實踐能力得不到培養,也是教學效率下降的主要原因。因此教師需要打破教材的局限,鼓勵學生進行探索。
例如,在教授“密度和浮力”時,教材會布置相應的實驗任務“測量物體的密度”。教師可以首先基于教材講述實驗步驟,使學生對密度公式有更深入的理解。教師也可以讓學生借助相應的器材進行現場實驗,按照相應的步驟進行實驗操作并分析現象,最終結果顯示偏差較大,對此教師可以讓學生思考實驗的問題出現在哪,并大膽改進實驗。學生提出自己的猜測:有大量液體殘留在容器里,導致質量發生變化。教師可以讓學生基于這一問題修正實驗過程,精確實驗結果。在實驗中,教師還可以提出浮力和密度之間的聯系,并結合小故事引導學生進行思考,完善學生的思維,鼓勵學生不斷進行實驗探究。
(四)充分利用資源,鼓勵制作器材
部分學校的實驗教學資源有限,有限的教學資源是導致物理實驗教學難以有較大進展的主要原因。面對這一局面,教師可以帶領學生充分利用有效的資源,嘗試制作實驗器材,再探索相應的物理實驗現象,借此加深學生對知識的理解,并初步培養學生的實驗素養,逐步踐行素質教育。
例如,在教授“壓強”時,教師可以先借助一大一小兩個試管,將小試管插入大試管,進行對比實驗;還可以讓學生以小組為單位,在其中一組中加入水,觀察兩個組別的實驗現象,以此加深學生對壓強這一物理概念的理解。教師還可以借助生活中的材料進行實驗操作,比如一個蓋上蓋子的礦泉水瓶,學生很難將其壓癟,但一個敞開蓋子的礦泉水瓶,學生卻可以輕易壓癟。除此之外,教師還可以讓學生就這一物理概念,借助自己身邊的器材進行生活小實驗,師生之間相互合作,共同解決問題,從而提高學生的綜合素養。
(五)進行演示實驗,鼓勵學生合作
在進行實驗教學時,教師也可采用演示教學,但要注重時長,預留給學生足夠的時間進行實驗重演。在學生進行自主實驗之前,教師可以進行實驗分組,讓學生進行小組合作,在小組合作中交流觀點,使學生在驗證實驗規律時,不斷提高實踐技能,從而達到培養學生實驗素養,提升學習效率的目標。
例如,在教授“科學探究歐姆定律”時,教師可以先準備好有關電路的相關器材,并結合滑動變阻器和變組箱,讓學生觀察小燈泡的亮度;隨后教師可以提出問題:“小燈泡的亮度與什么因素有關?”教師可以設計填空題邀請學生回答,并利用信息技術融合相應的視頻進行直觀展示,向學生闡述電壓、電流和電阻之間的關系,還可以融合串聯與并聯電路進行講解。在學生對這些知識有大致了解之后,教師可以讓學生自由結組進行實驗操作,不斷加強對物理知識的理解,并記錄相關實驗數據。學生通過實驗操作,能夠提高學習效率,加深對知識的理解,并進行數據分析,鍛煉了實驗素養。
(六)提出實際問題,鼓勵自主探究
對初中生而言,初中階段是培養他們自主學習能力和探究創新能力的重要時期,因此教師應該及時結合學生在之前實驗操作中的表現進行針對性的問題引導,鼓勵學生自主探究,基于物理問題實現實驗操作,嘗試創新物理實驗,結合相關的實驗現象進行分析,以不斷優化學生的觀念。
例如,在教授“機械與人”時,教師可以先將一個大問題拆解為多個小問題,引導學生進行思考,培養學生自主探究的信心。如,可以結合生活中的自行車進行講解:“自行車有哪些零件,作用是什么?哪些部件使用了杠桿,屬于哪一類杠桿?哪些部件有摩擦作用?如何利用自行車測算相應的距離?騎自行車時能量是如何轉換的?”教師可以借助這些問題,引導學生基于生活現象分析物理知識,從而加深學生對能量轉換的認識。此外,教師還可以詢問學生機械發展對人類社會有哪些益處,使學生具備發展意識,真正成為綜合型人才,知曉知識來源于生活,建立正確的學習態度,樹立正確的價值觀。
(七)優化評價機制,設置實驗獎勵
在初中物理教學實驗活動的過程中,學生缺乏一定的自主約束能力,對此教師可以及時評價學生的實驗學習,這不僅有助于提高學生的知識學習效率,促使學生了解自己的短板,還有助于學生更好地提升實踐與探究的能力。更重要的是,此舉積極踐行了新課標中“教學與評價”相統一這一理念,教師可以將評價可視化,并給予學生一定的獎勵,以調動學生學習的積極性。
例如,在進行物理實驗教學時,教師可以先設計相應的教學、學習評價表,該表格包括但不限于學生對基礎物理知識點的理解和掌握,相關題型解答以及知識的運用,實驗原理的了解以及實驗步驟的敘述情況,實驗過程的態度和完成情況,數據記錄、結論分析是否有誤等。為使學生更加直觀地了解實驗以及自身能力,教師可以采用積分制進行表格展示,并及時寫下相關批語,使學生了解自己的不足;可以為相應的學生制訂針對性的實驗學習計劃,并設置實驗,鼓勵學生在課下實踐中鍛煉自身的能力;可以結合信息渠道和家長進行溝通,以家校合作的形式共同提高學生的實驗素養,也可以與家長及時獎勵學生,培養學生的學習自信。
綜上所述,初中物理實驗教學不僅可以有效提高學生的成績,還有助于學生逐漸轉變固有的觀念,完善思維邏輯,提高物理素養,養成科學探究的精神,逐步提升實驗道德素養。初中物理教師在物理實驗教學中打造良好的學習氛圍,能夠提高學生的參與度,并通過有趣的物理現象激發學生的學習興趣,促使學生主動了解、掌握物理知識,更快地吸收知識點。這有助于提高物理教學效率,實現素質教育。
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(責任編輯:孫曉林)