實驗探究活動運用于初中物理課堂教學(xué)探究

程伍弟

摘 要：初中物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)課程，與小學(xué)科學(xué)和高中物理課程相銜接，與化學(xué)、生物學(xué)等課程相關(guān)聯(lián)，具有基礎(chǔ)性、實踐性等特點。生動、直觀、形象的物理實驗活動，能引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷物理探究的全過程，幫助學(xué)生更為深入地理解物理知識點的含義，全面培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力以及創(chuàng)新能力。另外，大多數(shù)初中生都非常喜歡物理實驗操作，喜歡研究物理光現(xiàn)象、物理聲現(xiàn)象以及物理力學(xué)現(xiàn)象和物理電學(xué)內(nèi)容。因此，教師要結(jié)合具體的教材內(nèi)容，設(shè)計并組織展開多元化的實驗探究活動，讓實驗探究活動成為物理課堂的亮麗風(fēng)景線，從而切實提升學(xué)生的物理能力。

關(guān)鍵詞：實驗探究活動；初中物理；發(fā)展；成長

中圖分類號：G633.7?? 文獻標(biāo)識碼：A?? 文章編號：1673-8918（2024）01-0144-04

物理概念、公式、定義等內(nèi)容都是運用概括性、抽象性強的語言內(nèi)容加以描述的，如果教師僅僅是引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合語言文字信息展開分析和探究，那么部分學(xué)生就無法建立起直觀的認知，就很難全面、深入地掌握物理知識內(nèi)容。物理實驗教學(xué)是對理論知識的拓展和驗證，是培養(yǎng)學(xué)生物理探究能力的重要途徑。當(dāng)學(xué)生們?nèi)硇牡赝度氲轿锢韺嶒灮顒又校麄儾粌H能觀察到有趣的物理實驗現(xiàn)象，還能結(jié)合實驗現(xiàn)象分析其中的物理原理，逐步形成一定的科學(xué)思維觀念。因此，教師要積極組織學(xué)生展開多元化的實驗探究活動，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷設(shè)計實驗方案以及操作實驗的全過程，引導(dǎo)學(xué)生深入感知物理探究活動的趣味性，從而全面提升物理教學(xué)質(zhì)量。

一、 初中物理課堂組織展開實驗活動的重要意義

（一）有助于培養(yǎng)學(xué)生的物理探究能力

實驗探究活動中，教師會引導(dǎo)學(xué)生加強對物理實驗的觀察、分析、推理以及總結(jié)歸納。而且教師還鼓勵學(xué)生自主設(shè)計實驗方案，鼓勵學(xué)生結(jié)合生活中的工具等展開操作探究。當(dāng)學(xué)生們逐步形成了一定的科學(xué)實驗探究能力時，他們看到教材上的某一實驗內(nèi)容就會產(chǎn)生自主操作驗證的思維，并會自主準(zhǔn)備實驗器材，自主設(shè)計實驗方案等。當(dāng)學(xué)生們在觀察實驗以及自主實驗操作中產(chǎn)生了相應(yīng)的疑問，并在教師以及同學(xué)的幫助下解答了自己的疑惑點，那么他們就會在原有基礎(chǔ)上獲得發(fā)展提升。由此可見，無論是教師的演示實驗，還是學(xué)生的自主實驗，都能全面培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力，都能引導(dǎo)學(xué)生展開深入的思考分析與表達交流。

（二）有助于調(diào)動學(xué)生的物理探究興趣

物理學(xué)科的內(nèi)容較為抽象，很多學(xué)生對物理學(xué)科的印象局限于“抽象、枯燥、單調(diào)”等。如果學(xué)生們僅僅是結(jié)合教材的語言內(nèi)容展開分析、推理與總結(jié)歸納，那么學(xué)生物理學(xué)習(xí)的積極性就難以激發(fā)。實驗探究活動能將抽象的聲現(xiàn)象、光現(xiàn)象以及力學(xué)現(xiàn)象等以直觀、生動的方式呈現(xiàn)出來，引導(dǎo)學(xué)生觀察到更為趣味化的實驗現(xiàn)象，從而進一步激發(fā)出學(xué)生的物理探究興趣。另外，學(xué)生們本身就對實驗室內(nèi)的各種器材有著濃厚的興趣，他們非常喜歡使用各種實驗器材，喜歡親自參與實驗操作過程。由此可見，多元化的實驗活動能在很大程度上調(diào)動學(xué)生的物理探究興趣。

（三）有助于發(fā)展學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)

新課標(biāo)背景下，物理學(xué)科核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究以及科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等多方面內(nèi)容。在物理實驗探究活動中，學(xué)生們會運用科學(xué)的思維觀念分析實驗現(xiàn)象，會將科學(xué)思維遷移運用到生活化物理現(xiàn)象的分析中，會運用物理知識點來解決生活問題。而且在物理實驗探究活動中，學(xué)生們還會保持嚴(yán)謹(jǐn)認真、實事求是的科學(xué)態(tài)度，會結(jié)合真實的實驗現(xiàn)象進行分析推理與總結(jié)，并嘗試運用物理內(nèi)容讓生活更加便捷。由此可見，高質(zhì)量的物理實驗活動，能切實促進學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

（四）有助于提升課堂教學(xué)質(zhì)量

現(xiàn)代教育理念下，提升課堂教學(xué)質(zhì)量成為每一個教師工作的重要任務(wù)。課堂是學(xué)生們系統(tǒng)構(gòu)建物理知識體系的重要陣地，課堂上的每一分每一秒都要發(fā)揮出相應(yīng)的價值。在物理實驗探究活動中，學(xué)生們物理探究的主觀能動性會被充分調(diào)動起來，保持專注的學(xué)習(xí)狀態(tài)與活躍的思維，加強與教師以及班級同學(xué)的互動交流，能在有限的課堂時間內(nèi)深入學(xué)習(xí)物理知識點，提升自身的物理運用能力。由此可見，高質(zhì)量的物理實驗活動，能切實提升課堂教學(xué)質(zhì)量。

二、 初中物理課堂組織展開實驗活動的方法探析

（一）課前小實驗，培養(yǎng)學(xué)生的預(yù)習(xí)習(xí)慣

凡事預(yù)則立，當(dāng)學(xué)生們養(yǎng)成了良好的課前預(yù)習(xí)習(xí)慣，那么他們就會在課前初步了解即將要學(xué)習(xí)的物理內(nèi)容。當(dāng)學(xué)生們對即將要學(xué)習(xí)的物理概念、公式以及性質(zhì)定理等有了初步的認識與分析，那么他們就會在課堂上保持活躍的思維，進而就會為高質(zhì)量的課堂互動奠定基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)模式下的課前預(yù)習(xí)中，學(xué)生們只是閱讀教材內(nèi)容，由于物理概念、定義、公式等比較抽象，所以部分學(xué)生無法在課前展開有效的自主預(yù)習(xí)。實驗活動模式下，學(xué)生們不僅會閱讀教材語言內(nèi)容，還會結(jié)合生活中的相應(yīng)工具展開實驗探究，進而在觀察、操作以及分析推理等活動中加強對教材內(nèi)容的理解和探究，逐步提升自身的課前預(yù)習(xí)效率。因此，教師要引導(dǎo)學(xué)生在課前積極展開相應(yīng)的實驗操作，從而為高質(zhì)量物理課堂的創(chuàng)建奠定基礎(chǔ)。

例如，《彈力》相關(guān)的實驗活動，不需要特定的實驗環(huán)境和實驗器材，學(xué)生們可以運用生活中常見的物品工具展開自主實驗探究。當(dāng)學(xué)生們理解“彈性形變”與“塑性形變”的概念時，他們完全可以運用彈簧、橡皮筋、橡皮泥、面團等展開相應(yīng)的實驗操作。具體而言，是用力壓彈簧，觀察彈簧的外形變化；用力拉橡皮筋，觀察橡皮筋的外形變化；用力擠壓橡皮泥，觀察橡皮泥的外形變化，從而通過直觀的實驗現(xiàn)象，分析“彈性形變”和“塑性形變”的含義。如果學(xué)生有彈簧測力計，那么他們可以運用彈簧測力計來測量生活中的小物體，觀察彈簧測力計的構(gòu)造，讀取彈簧測力計的數(shù)據(jù)。通過一系列的課前小實驗，學(xué)生們會初步理解彈力的定義與性質(zhì)特點，這能為高質(zhì)量的課堂探究活動奠定基礎(chǔ)。課堂上，教師再提出關(guān)于彈力的問題，了解學(xué)生對彈力的理解與認識，并在此基礎(chǔ)上進行針對性的輔助引導(dǎo)。

又如，《二力平衡》這部分內(nèi)容的預(yù)習(xí)探究中，學(xué)生們可以在課前自主展開“探究二力平衡的條件”的小實驗。這一實驗同樣不需要特殊的實驗環(huán)境和實驗器材，學(xué)生們只需要運用一輛小車，兩條帶有托盤的拉繩以及若干個天平砝碼即可。物理教材中給出了若干個實驗操作提示，在托盤里放置相同質(zhì)量的砝碼和放置不同質(zhì)量的砝碼，分別觀察小車的運動狀態(tài)。學(xué)生們還可以將水平面上的小車扭轉(zhuǎn)一個角度，再放置砝碼，觀察運動狀態(tài)等。另外，學(xué)生們還要將實驗現(xiàn)象記錄到表格中，總結(jié)二力平衡需要的條件，理解二力平衡的含義。課堂上，教師同樣要了解學(xué)生們對二力平衡的理解與認識，了解學(xué)生們通過課前小實驗的預(yù)習(xí)效果，然后在此基礎(chǔ)上對其進行針對性的輔助引導(dǎo)。

（二）教師演示實驗，增強課堂的趣味性

教師演示實驗，即教師在課堂上運用相應(yīng)的器材進行實驗操作，學(xué)生們觀察教師的操作過程，觀察實驗現(xiàn)象，分析其中的實驗原理。演示實驗活動中，雖然學(xué)生們沒有展開動手操作，但是他們能清晰地觀察到直觀的實驗現(xiàn)象，而且學(xué)生們還可結(jié)合教材知識點對實驗現(xiàn)象展開深入的思考與分析，因而演示實驗同樣能發(fā)揮出應(yīng)有的教育價值。因此，教師要加強演示實驗的操作，并引導(dǎo)學(xué)生積極參與其中，從而在增強物理課堂趣味性的同時提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

教師可以借助信息技術(shù)，呈現(xiàn)演示實驗。多媒體課件視頻能呈現(xiàn)動態(tài)化的實驗過程，能將實驗的整個活動清晰完整地呈現(xiàn)出來。而且?guī)缀趺恳粋€學(xué)校的教室內(nèi)都安裝了電子設(shè)備，這為信息化的教學(xué)活動奠定了基礎(chǔ)。物理教材上也有對錄像類的演示實驗的描述，在《大氣壓強》這節(jié)課時內(nèi)容中，就有“演示實驗（錄像）”的模塊，其運用語言描述了大氣壓測量的實驗過程。教師可以運用多媒體課件，直觀呈現(xiàn)托里拆利實驗的全過程，并將“管內(nèi)外水銀面高度差760mm”的實驗數(shù)據(jù)的鏡頭拉大，引導(dǎo)學(xué)生清晰地觀察實驗數(shù)據(jù)，讓學(xué)生自主計算標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強的數(shù)據(jù)。

教師可以準(zhǔn)備好相應(yīng)的器材，在課堂上進行實驗操作演示。開始實驗操作之前，教師可以引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計實驗方案，了解學(xué)生的實驗設(shè)計能力與科學(xué)思維能力。如果涉及酒精燈、玻璃管等實驗器材，那么教師還要引導(dǎo)學(xué)生思考這些實驗器材的使用注意事項，并引導(dǎo)學(xué)生運用語言描述出來。以《摩擦力》為例，教師可以在課堂上演示“研究影響滑動摩擦力大小的因素”的實驗。由于學(xué)生們在日常生活中對摩擦力有或多或少的了解，那么教師可以引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活認知經(jīng)驗進行猜想，并在此基礎(chǔ)上自主設(shè)計實驗方案，自主創(chuàng)建記錄實驗數(shù)據(jù)的表格等。當(dāng)學(xué)生們做好了實驗準(zhǔn)備工作，教師再按照學(xué)生們設(shè)計的實驗方案，運用彈簧測力計測量不同砝碼壓力下木塊與長木板之間的摩擦力，測量粗糙面、光滑平面的長木板與木塊之間摩擦力，然后引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實驗數(shù)據(jù)展開相應(yīng)的分析、推理與總結(jié)。通過觀察與分析推理，學(xué)生們能總結(jié)出影響滑動摩擦力的因素，進而對滑動摩擦力有更為深入的了解。

（三）課內(nèi)實驗操作，培養(yǎng)學(xué)生的物理探究能力

現(xiàn)代教育理念下，物理課堂越來越注重培養(yǎng)學(xué)生的操作能力與創(chuàng)新能力。教師的演示實驗，雖然能幫助學(xué)生深入理解物理知識點，但是學(xué)生們有著濃厚的物理探究興趣，他們依然希望參與到物理實驗操作中。而且很多學(xué)校都創(chuàng)建了專門的實驗教室，其中有很多實驗器材，用于學(xué)生們的自主實驗操作。因此，教師要給學(xué)生們創(chuàng)建自主實驗的機會與環(huán)境，鼓勵學(xué)生們積極參與到實驗操作探究中，切實提升學(xué)生的物理探究能力。

例如，《阿基米德原理》這部分內(nèi)容中有“探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系”的實驗。由于該實驗需要多個操作步驟，教師完全可以將班級學(xué)生分成若干個小組，引導(dǎo)小組學(xué)生確定好各自的分工，共同完成整個實驗操作過程。如果學(xué)校有專業(yè)的實驗室，教師可以引導(dǎo)學(xué)生到實驗室內(nèi)，運用彈簧測力計、盛有水的量杯以及砝碼和小水杯等，然后結(jié)合教材中給出的實驗提示，展開具體的操作探究，并記錄實驗數(shù)據(jù)，使學(xué)生經(jīng)歷探究浮力大小的實驗操作過程。如果學(xué)生不能進入實驗室，那么學(xué)生們可以小組為單位，在教室內(nèi)進行相應(yīng)的實驗操作探究，教師以及學(xué)生共同準(zhǔn)備好必要的實驗器材即可。

又如，《物體的浮沉條件及應(yīng)用》這部分內(nèi)容的“想想做做”環(huán)節(jié)，有引導(dǎo)學(xué)生思考如何運用橡皮泥做出一條漂浮在水面上且能載重的小船的實驗。學(xué)生們要結(jié)合自身的物理認知經(jīng)驗，自主思考具體的實驗方案，然后展開相應(yīng)的實驗操作。當(dāng)學(xué)生們制作出了能載重且能漂浮在水面上的橡皮泥船，那么他們就會產(chǎn)生成就感，并會形成濃厚的物理探究興趣。

教師要認真觀察學(xué)生們的實驗操作操作步驟，引導(dǎo)學(xué)生注重實驗操作的規(guī)范性，注重實驗現(xiàn)象的分析以及實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確讀取和記錄等。如果學(xué)生在實驗中有操作方面的問題，且這一問題會影響到實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，那么教師可以引導(dǎo)小組內(nèi)的其他學(xué)生記錄這一情況，等到實驗結(jié)束后，再分析原因，并重新展開實驗操作。如果學(xué)生在實驗中的表現(xiàn)非常優(yōu)秀，那么教師可以對其進行充分的表揚與激勵，鼓勵他們再接再厲，繼續(xù)突破自我。

（四）課后個性化實驗，發(fā)展學(xué)生的興趣愛好

課后作業(yè)練習(xí)是課堂教學(xué)的重要延伸，傳統(tǒng)的作業(yè)練習(xí)一般以習(xí)題為主，或是基礎(chǔ)知識類的填空習(xí)題、選擇習(xí)題，或是引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合習(xí)題中呈現(xiàn)的實驗現(xiàn)象，進行分析推理與判斷。在實驗探究活動背景下，教師完全可以引導(dǎo)學(xué)生在課后展開小實驗，引導(dǎo)學(xué)生通過操作小實驗加強物理知識點的鞏固運用，切實提升學(xué)生的物理能力。

教師可以引導(dǎo)學(xué)生借助生活中常見的物品展開與教材內(nèi)容相關(guān)的實驗操作。如學(xué)生們可以在家中操作“鹽水浮雞蛋”的實驗，即學(xué)生們準(zhǔn)備兩個雞蛋以及兩個盛有水的量杯，一個量杯盛有清水，一個量杯盛有濃鹽水，將雞蛋放入量杯后，學(xué)生們要觀察量杯中雞蛋的位置，分析其中的物理原理等。還有做塑料熱氣球的實驗，學(xué)生們同樣可以在課后運用生活中的常見物品展開。具體而言，準(zhǔn)備好一個稍大的薄塑料袋，將塑料袋的袋口用很細的銅絲框成一個圓口，向圓口內(nèi)吹熱空氣，當(dāng)熱空氣足夠時放手，觀察熱氣球的狀態(tài)。顯然，熱氣球會緩緩升空，學(xué)生們可以結(jié)合自己學(xué)習(xí)過的物理知識點分析其中的原理。

教師可以引導(dǎo)學(xué)生運用實驗求證的方式，驗證自己的觀察與猜想。當(dāng)學(xué)生們逐步形成了實事求是的科學(xué)思維觀念，并具備了一定的實驗探究能力，那么當(dāng)他們對某一生活現(xiàn)象非常感興趣時，就可以結(jié)合已有的思維認知展開實驗操作。如學(xué)生們想要增強家中衛(wèi)浴內(nèi)地板的摩擦力，預(yù)防洗澡時出現(xiàn)滑倒，那么他們可以從增加地磚表面的粗糙程度或者是增加鞋底的粗糙程度入手。通過一系列的觀察與實驗研究，學(xué)生們有可能會成為小小的發(fā)明家。

教師可以通過溝通交流，或者是要求學(xué)生以拍照的方式了解學(xué)生們的課后實驗操作以及收獲，幫助學(xué)生解答他們在自主操作中遇到的各種問題，加強對學(xué)生的正面激勵，增強他們物理實驗操作的自信心。

（五）注重實驗總結(jié)反思，提升學(xué)生的科學(xué)思維能力

學(xué)生是實驗操作的主體，盡管教師會對學(xué)生課內(nèi)外的實驗操作進行一定的幫助與引導(dǎo)，但是依然要引導(dǎo)學(xué)生加強自我反思與自我總結(jié)整理。只有當(dāng)學(xué)生們深刻認識到了自己實驗操作中的優(yōu)點以及問題所在，他們才會及時糾正自身存在的問題，繼續(xù)發(fā)揚自身的優(yōu)點。而且，當(dāng)學(xué)生自主改進實驗方案，重新操作某一實驗步驟時，他們的印象會更加深刻，他們對物理知識點的理解也會更為深入。因此，教師要引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)備一個練習(xí)本，對自己的實驗操作進行總結(jié)與反思，對其中體現(xiàn)出的物理原理進行總結(jié)歸納，從而切實提升學(xué)生的物理能力。

如上述內(nèi)容中提到如何把橡皮泥做成一條能載重且能漂浮在水面的小船，有的學(xué)生一看到這一實驗提示后，腦海中就有了具體的實驗思路與方案，但是有學(xué)生卻沒有任何思路，那么無論是有實驗思路的學(xué)生，還是沒有實驗思路的學(xué)生，他們都要將自己的思維分析過程以及具體的實驗方案和實驗操作過程總結(jié)到練習(xí)本上，然后在不斷的整理與反思中，提升自身的物理思維觀念與物理實驗操作能力。

另外，教師要加強對學(xué)生的督促與正面激勵。每隔一段時間，教師都要檢查學(xué)生們自我總結(jié)反思的內(nèi)容，了解學(xué)生們實驗操作的收獲，表揚優(yōu)秀的學(xué)生，督促表現(xiàn)欠缺的學(xué)生，然后在此基礎(chǔ)上靈活調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進度，從而真正地做到以學(xué)定教。

三、 結(jié)論

總而言之，物理實驗貫穿于課堂教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，物理實驗是教材內(nèi)容中的亮麗風(fēng)景線。物理實驗?zāi)軒椭鷮W(xué)生加強對物理內(nèi)容的理解、構(gòu)建和運用，能有效培養(yǎng)學(xué)生的物理探究能力。因此，教師要注重課堂演示實驗，注重學(xué)生們的課前小實驗，課中實驗互動以及課后實驗拓展，從而引導(dǎo)學(xué)生加強觀察、分析、操作、推理、討論以及總結(jié)歸納，進而切實提升物理教學(xué)質(zhì)量。

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