初中物理實驗教學的方法探究

張俊兵

【摘要】隨著課程改革的不斷推進，物理課堂需要有效兼顧理論與實驗教學兩個維度.實驗教學能直觀地幫助學生了解物理現(xiàn)象，發(fā)展物理研究技能，從而有效提升學生的科學素養(yǎng).本文從初中物理實驗教學的特點出發(fā)，論述初中物理課堂實驗教學的具體方法，以供參考.

【關鍵詞】初中物理；實驗教學；課堂教學

物理是一門研究物質結構、相互作用以及運動規(guī)律的自然科學.在科學探索中，實驗是立足于理論的關鍵活動，是探索物理規(guī)律的根本途徑，因此在教學過程中，實驗教學已經(jīng)成為物理課堂的重中之重.但傳統(tǒng)教學中，實驗環(huán)節(jié)往往會被忽視，從而影響學生物理綜合技能的發(fā)展，所以在課程改革背景下，優(yōu)化實驗教學成為必然.教師應當探索不同的實驗教學方式，讓學生在親身體驗中建構物理概念，理解物理現(xiàn)象，積累實踐經(jīng)驗，從而實現(xiàn)綜合素養(yǎng)的發(fā)展.

1 初中物理實驗教學的特點

物理學科是理論性與實踐性相統(tǒng)一的學科，包括物理實驗教學和物理理論教學兩個維度.其中物理實驗教學是進行科學研究和探索的基礎，而物理理論教學則是學生了解和認知自然界普遍規(guī)律的依據(jù)，因此學生需要在理論與實驗相結合的過程中深入發(fā)展物理能力，提升物理技能.據(jù)此可以看出，初中物理實驗教學應當具備以下關鍵特點.

第一，探究性.建構主義理論認為，學習是學生自主建構知識的過程.物理實驗教學應當為學生提供自主建構的空間，讓他們自主動手化解難題，探索物理的真諦.同時，物理理論晦澀抽象，傳統(tǒng)的教學方式無法幫助學生靈活地理解和掌握，因此物理實驗教學應當具有較強的開放性和探究性，能為學生提供豐富的體驗過程，強化他們的思維和能力.

第二，生活化.物理理論源于生活，是對生活和自然現(xiàn)象的研究與概括，而初中學生思維尚未成熟，思維抽象性不足，如果脫離生活教學，學生就只能理解表層理論，無法將其與生活現(xiàn)象相關聯(lián)，更無法實現(xiàn)物理應用，因此實驗教學要充分結合生活，體現(xiàn)生活化特點，能讓學生在生活中理解抽象概念，掌握現(xiàn)實技能.

第三，綜合性.物理學科與其他學科不同，它不僅要求學生掌握理論知識，也強調學生的科學探究技能、科學思維以及處理問題能力的發(fā)展，能從理論到實踐層面推動學生不斷進步.由此，物理實驗作為學習物理的主要方式，應當具有綜合性，能兼顧學生的認知建構、技能建構、思維建構和情感建構，以促進學生的綜合素養(yǎng)發(fā)展.

2 初中物理實驗教學的方法

初中階段是學生自主能力與探究意識發(fā)展的關鍵階段，有效的實驗教學能滿足學生成長發(fā)展的需要.教師在日常教學中要以學生為主體，探索有效的實驗教學方法，通過多樣的實驗體驗，強化學生的實驗技能，助力學生提升物理綜合能力.

2.1 理論結合實驗，豐富物理認知

物理是注重理論與實踐相融合的學科，晦澀的理論知識需要在實踐的支持下才能被有效內化.然而，學習物理首先就是要理解理論，從科學角度認識物理，這對于初中學生來說十分困難，他們的抽象思維尚未形成，無法透過理論理解事物的本質.因此，教師在教學時就要將理論教學與實驗教學相結合，通過演示與講解的協(xié)同，深化學生對物理學科的有效認知，使學生從綜合的角度看待物理，形成實驗探索的初步意識.

例如 以人教版八年級上冊“聲音的特性”教學為例，聲音是看不見、摸不著的東西，它由物體的振動產(chǎn)生，隨著物體的振幅變化而變化.在學習時，教師講解有關振幅、響度、音色、頻率等不同特性時，學生往往很難直觀理解，也無法感受物體振動時發(fā)出聲音的過程.由此，教師可以邊講解邊演示一些簡單的實驗，讓學生結合理論學習與實驗觀察，深入地感受聲音的特性.如教師在講解聲音的頻率知識時，可以將鋼尺放在講臺邊，并撥動鋼尺，讓學生從側面觀察鋼尺的“虛影”，學生很容易看到尺子上下擺動很多次，此時教師就可以直接指出，鋼尺在一秒內上下擺動的次數(shù)就是頻率.此時有的學生會提出疑問，鋼尺上下擺動的距離會逐漸變小，聲音逐漸變弱，這是為什么？此時教師還可以引出“振幅”的概念，振幅越大，聲音越響，隨著尺子的不斷擺動，振動幅度逐漸減小，聲音也就變弱了.通過這種直觀的實驗結合理論的講解，學生能有效地理解物理的意義，知曉物理所體現(xiàn)的事物本質，從而激發(fā)學習物理的興趣.

2.2 創(chuàng)設實驗情境，深化知識理解

情境教學是良好的體驗式教學形式，學生能在體驗中直觀地感受知識，通過觀察和思考，理解知識的本質.這種方式在物理教學中應用廣泛.物理理論晦澀難懂，學生學習時不僅容易產(chǎn)生枯燥感，也容易降低學習興趣，失去探索科學的熱情.但情境教學能很好地解決這一問題，它將知識融入形象生動的場景，學生能直觀地在場景體驗中觀察現(xiàn)象、思考原理，身臨其境地感受物理規(guī)律，由此就能推動形象思維向抽象思維的轉化，學生能迅速把握物理知識的本質，深化知識理解，因此教師要在教學中靈活地加以應用.

例如 以八年級上冊“升華和凝華”教學為例，物質從固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)叫做升華，氣態(tài)直接變?yōu)楣虘B(tài)叫做凝華，這是非常重要的兩種物態(tài)變化.從定義看，這兩種物態(tài)變化過程不易直接觀察和發(fā)現(xiàn)，尤其是生活中，物質升華或凝華很難被發(fā)覺，學生無法將其與生活現(xiàn)象相關聯(lián)，因此就不易理解其本質涵義.此時教師可以創(chuàng)設生動的實驗情境，利用真實的場景讓學生產(chǎn)生直觀的感受，使他們直接觀察、直接體驗，產(chǎn)生形象的記憶和經(jīng)驗，從而加深理解.如教師可以利用多媒體等設備，借助慢鏡頭播放冬天玻璃窗上產(chǎn)生冰花的過程以及出現(xiàn)霧凇的過程，讓學生直觀地感受水氣是如何直接變?yōu)楣虘B(tài)的，還可以向學生展示舞臺上煙霧繚繞的效果，然后演示干冰如何在空氣中直接變化為氣體.這些生動的情境能讓學生深入理解生活中的這些現(xiàn)象本質都是升華或凝華，這樣就能加深學生對物態(tài)變化的理解，此時教師再引入凝華和升華的物理條件，讓學生思考，就能促使學生更好地掌握物理現(xiàn)象的本質，提升理解能力.

2.3 鼓勵合作探究，提升實驗技能

窗探究是物理實驗的核心環(huán)節(jié).在自主探究中，學生才能感受到科學探究的樂趣，真正發(fā)展科學探索能力，形成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，能尊重科學、熱愛科學，主動投入到科學活動中去.因此，教師要鼓勵學生以探究為目標，積極開展合作探究，在與同伴的溝通交流中，不斷激發(fā)探究潛能，能從多個角度實施科學探索，有效地完善實驗過程，從而提升實驗技能，提升科學素養(yǎng).

例如 以八年級上冊“平面鏡成像”教學為例，照鏡子是學生生活中常見的行為，那么鏡子中的像是怎么來的呢？為什么人的左邊成了“鏡中人”的右邊了呢？這些疑問往往會困擾學生，教師可以以此為契機，摒棄直接講解的教學方式，鼓勵學生合作探究，共同探索“平面鏡成像原理”，使學生在自主的探究中拓展實驗技能，發(fā)展實驗綜合能力.教師讓學生分成不同的小組，每個小組以自己的方式進行成像原理探究，學生自主設計實驗計劃，準備實驗器材，可以選擇不同的參照物，還可以變換平面鏡的位置和站立方式，然后依據(jù)觀察到的現(xiàn)象，組內學生可以提出不同的猜想，組內成員共同討論，最后得出結論.通過這種靈活的、開放的探究實驗，學生能在與同伴探討的過程中不斷地發(fā)散思維，仔細觀察并佐證猜想，由此就能有效地發(fā)展學生的實驗思維，同時學生依據(jù)自己的猜想不斷地進行實驗嘗試，能有效地提升實驗技能，促進他們物理實驗操作能力的全面發(fā)展.

2.4 結合生活實驗，促進創(chuàng)新思維

物理知識產(chǎn)生于生活也應用于生活，是人們對生活現(xiàn)象的科學分析和總結，讓學生深入生活之中，就能獲得獨特的體會和技能.由此可見，物理教學離不開生活體驗.就物理實驗教學來說，它注重親身體驗和操作，是實踐性較強的活動，而生活是實踐的平臺，能為學生提供更多物理探索和思考的機會，讓學生發(fā)現(xiàn)新事物、感受新現(xiàn)象、理解新原理.因此，教師在實驗教學時還要聯(lián)系實際生活開展實驗活動，讓學生從生活角度出發(fā)探索生活中的科學奧秘，從而有效地促進創(chuàng)新思維的發(fā)展，使他們真正感受到物理與生活的聯(lián)系.

例如 以八年級下冊“杠桿”教學為例，杠桿是一種簡單的物理機械，但在生活中卻發(fā)揮著大作用.無論是剪刀、天平，還是蹺蹺板、開瓶器等，都是利用了杠桿原理.它們有的省力、有的省距離，能有效地改造和改善生活或勞作方式.那么杠桿是怎樣發(fā)揮其平衡作用的呢？教師可以依據(jù)生活實例引導學生學習，讓學生借助生活實驗感受物理原理，發(fā)展創(chuàng)新能力.如教師以“我會用杠桿原理”為主題，開展生活實踐活動，讓學生運用所學設計和制作小型杠桿，并利用制作的杠桿解決生活中的問題，使生活更便捷.據(jù)此，學生就會發(fā)散思維，充分挖掘生活中的元素，以達成實驗目標.在生活中，有學生使用老虎鉗感覺很費力，于是利用杠桿原理，加長了老虎鉗的動力臂，就使操作變得更加省力.還有的學生設計了一種船槳，緩緩移動把手的距離，槳面就在水上劃了很遠.不過學生在生活實驗中發(fā)現(xiàn)，要想找到一種既省力又省距離的杠桿是不可能的，由此也進一步強化了杠桿原理，提升了學生的創(chuàng)新實驗技能，使他們能在生活中創(chuàng)新出更多用以改造生活的“杠桿”.

2.5 開展綜合評價，鞏固實驗效果

評價是實驗教學不可缺少的部分，但傳統(tǒng)評價方式以物理知識掌握程度為核心，忽視了學生在實驗過程中所表現(xiàn)出的科學探索能力、實驗態(tài)度和科學精神的評價，這樣的評價是片面的，限制了實驗教學綜合目標的達成.因此，教師應當優(yōu)化實驗教學評價，依據(jù)物理教學的核心目標，充實評價內容，優(yōu)化評價形式，讓學生能獲得更加全面、豐富的評價，這樣學生就能更好地認識自己的物理實驗能力，在實驗過程中有效完善實驗技能，從而鞏固實驗效果，提升實驗教學的質量.

例如 以八年級下冊“浮力”教學為例，浮力是浸在液體里的物體所受的向上的力，這種力不易理解，它與很多因素有關.學生在生活中會發(fā)現(xiàn)人在水中并不一定受相同的力，正如死海和其他海的差異.由此，教師可以組織學生開展浮力影響因素的探究實驗，在實驗中，教師要關注的不僅是學生實驗成功與否，而是要從認知、技能、情感等多個方面關注學生的學習全程.如學生是否對基礎知識熟知，是否能合理安排實驗器材、實驗步驟，能否正確操作實驗器材，與他人合作的方式與態(tài)度的合理性、穩(wěn)定性，實驗數(shù)據(jù)分析的效率，實驗結果推斷的合理性等，從這些方面綜合地評價學生，讓學生能準確地認識自己在物理理論和實驗學習中存在的問題以及表現(xiàn)出的優(yōu)勢等，據(jù)此能有效完善與改進.同時，教師還要拓展評價方式，用小組評價、生生評價等多種形式充實評價環(huán)節(jié)，讓學生的能力得到更加全面的肯定，由此就能強化學生的實驗技能和實驗認知，促進他們深刻反思，從而鞏固實驗效果.

3 結語

實驗教學在物理教學中具有十分重要的價值，它對學生的科學思維與探究能力發(fā)展的作用不言而喻.初中學生正處于探究世界、開闊科學視野的關鍵階段，此時在物理課堂融入有效的實驗教學，將給學習過程帶來更多的趣味性、形象性和實踐性元素，使學生通過親身體驗掌握更全面的技能.因此，教師在講解物理理論時，可以結合實驗演示幫助學生豐富物理認知，在教學實驗時可以創(chuàng)設實驗情境，通過形象化的方式促進學生對知識的理解.在探究活動中，引導學生合作，通過思維的碰撞發(fā)展多樣的實驗技能，開展生活化實驗，將生活與實驗有機融合，使學生在解決實際問題時發(fā)展創(chuàng)新思維.最后，在實驗過程中融入綜合性評價，通過評價促進學生在實驗中不斷反思、完善，從而鞏固實驗教學效果.在健全的實驗教學活動中，學生的實驗能力將大大提升，進一步推動學生綜合素養(yǎng)的發(fā)展.

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