初中物理演示實驗有效教學(xué)策略

物理是一門自然學(xué)科，物理實驗是引導(dǎo)學(xué)生進行物理知識建構(gòu)和幫助學(xué)生提高物理學(xué)習(xí)能力的有效方法，而演示實驗作為其中的一種教學(xué)形式，不僅能夠?qū)⒊橄笾R形象化，而且能助力學(xué)生物理學(xué)習(xí)效率的提高。

所謂演示實驗是指教師在教學(xué)活動中向?qū)W生進行實驗演示，在實驗操作的過程中組織學(xué)生觀察、分析，并引導(dǎo)學(xué)生動手實驗，從而逐步促進育人目標落實的一種教學(xué)方式。雖然演示實驗?zāi)転榻虒W(xué)帶來巨大的便利，但在實施過程中仍然存在一些較為明顯的不足之處，如學(xué)生的主體作用不突出、實驗活動缺乏創(chuàng)新、實驗方法的指導(dǎo)缺乏足夠的重視等，這也在一定程度上影響了教學(xué)質(zhì)量。針對這種情況，《義務(wù)教育物理課程標準（2022年版）》明確強調(diào)要規(guī)范物理實驗教學(xué)。因此，為了真正發(fā)揮出演示實驗的積極作用，教師應(yīng)準確把握演示實驗的基本要求以及學(xué)生的認知特點，并在此基礎(chǔ)上不斷探索實驗的組織方法，及時發(fā)現(xiàn)和改進教學(xué)中存在的問題。唯有如此，才能優(yōu)化演示實驗教學(xué)過程，從而推動學(xué)生物理素養(yǎng)的全面提升。

一、初中物理演示實驗的意義

物理教學(xué)之所以要重視演示實驗的開展，主要是由于其有效的應(yīng)用可以將抽象的物理知識形象化，幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率，同時，也能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。物理實驗的理論價值和應(yīng)用意義具體體現(xiàn)在以下三個方面。

第一，有利于促進學(xué)生的知識建構(gòu)。從認知層面來看，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中需要借助自己的感官將信息向大腦進行傳輸，并在大腦中處理和存儲信息。從認知心理層面來看，學(xué)習(xí)活動可以視為從圖像、實物向數(shù)字符號轉(zhuǎn)化的過程。基于此，具有形象具體、生動有趣等特點的演示實驗無疑對學(xué)生的基礎(chǔ)物理知識建構(gòu)產(chǎn)生積極的影響。在實驗教學(xué)中，教師可以向?qū)W生提供感性認知材料，幫助學(xué)生獲得更加豐富的感官體驗。這樣，學(xué)生對基礎(chǔ)物理知識的建構(gòu)往往也會更加準確。

第二，有利于鍛煉學(xué)生的觀察能力。在物理學(xué)習(xí)中，觀察是最基本也是最常用的探究方法之一。在學(xué)習(xí)活動中，學(xué)生所有的發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)造都是在觀察的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。所以，在組織實驗的過程中，教師要注意引導(dǎo)學(xué)生基于一定的目的進行實驗現(xiàn)象的觀察，將學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中的無意注意轉(zhuǎn)化為有意注意，進而在有效的分析、總結(jié)過程中提高學(xué)生的觀察能力。

第三，有利于優(yōu)化學(xué)生的思維品質(zhì)。在物理課程中，思維能力的基本形式主要包括抽象思維、直覺思維、形象思維等。在演示實驗中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生逐步形成表象，并鼓勵學(xué)生在觀察的基礎(chǔ)上充分發(fā)揮想象。

二、初中物理演示實驗教學(xué)注意事項

為了真正發(fā)揮出演示實驗教學(xué)的價值，教師在日常的教學(xué)活動中應(yīng)明確一些注意事項。

第一，以生為本。在日常的演示實驗教學(xué)中，教師的著眼點要避免過于集中在實驗內(nèi)容上，而應(yīng)充分了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，并分析實驗內(nèi)容和學(xué)生認知水平的匹配程度。在此基礎(chǔ)上，教師要充分發(fā)揮學(xué)生的實驗課堂主體性，為學(xué)生創(chuàng)造更加開放的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生在實驗演示中逐步從被動接受轉(zhuǎn)向主動建構(gòu)。

第二，多元建構(gòu)。多元建構(gòu)強調(diào)在初中物理演示實驗中要采用更加豐富多樣的方法，不斷為這一教學(xué)活動注入新的活力。唯有如此，才能吸引學(xué)生自覺參與實驗活動，并從不同的角度鍛煉學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，從而充分發(fā)揮物理實驗的積極作用。

第三，適時適度。盡管演示實驗在初中物理課程教學(xué)中具有重要的價值，但也僅是物理教學(xué)中的方法之一，所以教師要避免將過多的時間用于演示或者觀看，以免影響正常教學(xué)進度，導(dǎo)致出現(xiàn)適得其反的結(jié)果。

第四，動態(tài)調(diào)整。演示實驗并不是一成不變的，所以教師要注意教學(xué)內(nèi)容的具體要求以及學(xué)生的發(fā)展變化，并以此為基礎(chǔ)及時對實驗過程加以改進，從而保障實驗教學(xué)的有效性。

三、初中物理演示實驗教學(xué)策略

（一）設(shè)置學(xué)習(xí)目標，明確實驗?zāi)康?/p>

學(xué)習(xí)目標可以視為整個教學(xué)過程的起點與終點，對教學(xué)過程具有導(dǎo)向作用。所以，在實驗教學(xué)的過程中，教師要做好物理課程育人目標的分析，并結(jié)合落實“雙減”政策的要求，從所教授課程的特點以及學(xué)生的成長入手來明確實驗?zāi)康模瑸楹罄m(xù)實踐研究提供針對性。唯有如此，才能保證演示實驗活動的順利進行。

以“摩擦力的大小與什么有關(guān)”實驗為例，結(jié)合教材內(nèi)容以及該實驗本身的要求，教師應(yīng)從三個角度設(shè)置實驗的目標。第一，認知目標：通過演示實驗了解滑動摩擦力大小會受到哪些因素的影響；掌握彈簧測力計的基本使用方法；分析日常生活中涉及的摩擦力現(xiàn)象。第二，方法目標：在本次實驗活動中掌握控制變量的方法，并通過觀察、猜想、分析、操作等環(huán)節(jié)進行深入探究。第三，情感目標：在實驗中感受務(wù)實嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度的重要性，并通過趣味性的實驗體會物理知識的樂趣。上述目標從不同的角度指出了本次活動的重點，對后續(xù)實驗教學(xué)的開展具有導(dǎo)向作用，也有助于促進高質(zhì)量物理實驗課堂的構(gòu)建。

（二）突出主體作用，組織合作實驗

在日常教學(xué)過程中教師要注意以生為本理念的落實，這意味著教師在演示實驗中要將學(xué)生作為教學(xué)的中心，并且要使學(xué)生逐步從被動接受轉(zhuǎn)向主動建構(gòu)。為了從整體上發(fā)揮出學(xué)生的主體作用，教師可組織學(xué)生以小組為單位開展合作實驗。同時，在這一過程中，教師應(yīng)設(shè)計一些探究性問題，使學(xué)生將其作為合作實驗的線索，從而幫助學(xué)生在發(fā)揮自身主體作用的基礎(chǔ)上提升實驗效率。

以“電流與電壓、電阻的關(guān)系”實驗為例，為了在本次演示實驗中發(fā)揮出學(xué)生的能動性，教師要避免直接進行示范，而是要鼓勵學(xué)生以小組為單位進行自主實驗。同時，教師要結(jié)合本次實驗內(nèi)容以及此前所學(xué)知識提出一些問題：

（1）電流是怎樣產(chǎn)生的？電阻的概念是什么？

（2）電阻兩端電壓的大小會受哪些因素的影響？如何能使電阻兩端電壓的大小發(fā)生改變？

（3）串聯(lián)電路有什么樣的特點？

之后，學(xué)生在問題的引領(lǐng)下進行初步思考，并對電流和電壓、電阻的關(guān)系進行猜想。在此基礎(chǔ)上，各實驗小組要自主選擇實驗器材，思考實驗中涉及的實驗方法，并結(jié)合實驗?zāi)康墓餐接憣嶒灧桨浮τ诤罄m(xù)的實驗過程，教師要適當減少干預(yù)，讓學(xué)生嘗試自主實施實驗方案和實驗現(xiàn)象的觀察與分析。利用這種方法，學(xué)生能夠依托小組充分發(fā)揮出自身的能動性，經(jīng)歷完整的實驗過程，從而加深實驗感悟。此外，在合作實驗的過程中，學(xué)生可以集思廣益，這有利于學(xué)生產(chǎn)生更加新穎的想法。

（三）活用信息技術(shù)，優(yōu)化演示過程

在以往的初中物理課程中，演示實驗活動有時不夠直觀和生動，所以容易使一些實驗效果被弱化。針對這種情況，教師在教學(xué)中要采用輔助性工具來不斷優(yōu)化演示過程。隨著現(xiàn)代教育科技的不斷發(fā)展，各類信息技術(shù)工具在教學(xué)活動中的應(yīng)用日益廣泛。其中，虛擬仿真技術(shù)是一種重要的技術(shù)工具。為此，教師可以將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于實驗當中，以此來優(yōu)化實驗過程，幫助學(xué)生獲得更好的實驗活動體驗。

以“凸透鏡成像規(guī)律”實驗為例，從實驗內(nèi)容來看，透鏡知識具有一定的抽象性，并且有時無法在演示中直觀呈現(xiàn)，所以增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。在常規(guī)的教學(xué)中，盡管教師采用了演示實驗與口頭講解相結(jié)合的方式，但仍然難以使所有學(xué)生準確理解。基于此，教師可將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于與透鏡有關(guān)的實驗活動中，引導(dǎo)學(xué)生了解凸透鏡成像要具備哪些條件，使學(xué)生明白凸透鏡成像時，像的大小、像距和物距變化之間的關(guān)系。例如，教師借助虛擬仿真技術(shù)讓學(xué)生更直觀地觀察透鏡折射光線的現(xiàn)象，并且可以利用虛擬仿真技術(shù)動態(tài)調(diào)整透鏡焦距。同時，在虛擬仿真環(huán)境中，學(xué)生獲得了交互式學(xué)習(xí)條件，能夠更加自由地對透鏡的特性進行探索。從實際效果來看，信息技術(shù)在演示實驗中的應(yīng)用，不但增強了實驗活動的便捷性與直觀性，而且一定程度上減少了常規(guī)物理實驗中的安全隱患。由此可見，將信息技術(shù)應(yīng)用于初中物理演示實驗是有效的方法。

（四）改進實驗教具，豐富學(xué)習(xí)體驗

物理演示實驗需要以不同的實驗教具為載體。通常來講，僅僅依靠常規(guī)的實驗器材，容易弱化學(xué)生的新鮮感，使學(xué)生在實驗中感到枯燥。因此，為了增加實驗活動的趣味性，教師要引導(dǎo)學(xué)生對實驗教具加以改進。而且，這種實施的創(chuàng)新以及“替換”有利于使學(xué)生在實驗中產(chǎn)生新的思路，發(fā)散學(xué)生的物理思維，提高學(xué)習(xí)效率。同時，學(xué)生的動手能力也能夠得到有效的鍛煉。

以“影響浮力大小因素”實驗為例，這個實驗的主要目的是引導(dǎo)學(xué)生對影響浮力大小因素進行探究，實驗中要用到彈簧測力計、鹽水、圓柱體、水、燒杯等器材。在這個實驗中，容易出現(xiàn)兩點不足：一是學(xué)生在教師的演示中有時無法對測力計的示數(shù)進行準確地觀察，也就無法直觀感受浮力的變化；二是用手拿住彈簧測力計時容易出現(xiàn)抖動。針對這種情況，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對實驗器材加以改進。例如，在實驗中可以使用體積更大的圓柱體，這樣圓柱體受到的浮力也會更大，從而使彈簧測力器的示數(shù)改變更加明顯；在實驗中增加鐵架臺，利用這種器材將彈簧測力計加以固定，從而使實驗數(shù)據(jù)更加準確。總之，在日常實驗教學(xué)過程中，對實驗教具加以改進有利于進一步提升實驗教學(xué)質(zhì)量。

（五）總結(jié)實驗方法，提升實驗?zāi)芰?/p>

為了獲得理想的實驗效果，學(xué)生需要掌握科學(xué)的實驗方法。從教學(xué)主體的視角來說，學(xué)生只有掌握了科學(xué)和實用的實驗方法，了解實驗原理，才能更加深入地參與實驗活動的觀察與分析，進而充分發(fā)揮自身的能動性。教師應(yīng)有意識地指導(dǎo)學(xué)生了解和總結(jié)實驗方法，從而助力學(xué)生實驗?zāi)芰Φ陌l(fā)展。在初中物理演示實驗中，教師應(yīng)著重向?qū)W生介紹以下幾種實驗方法。

第一，控制變量法。這種方法是指某一物理現(xiàn)象在受到多種因素影響的前提下，只在實驗中改變其中一個因素，其他因素保持不變，以此來加以研究。這種方法在物體運動快慢、滑動摩擦力大小影響因素、物體動能大小等實驗中具有重要的應(yīng)用價值。

第二，轉(zhuǎn)換法。這種方法是指將一些比較抽象的物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為直觀物理現(xiàn)象。例如，在分析電路中是否存在電流時，可根據(jù)電路中的燈泡是否發(fā)亮加以判斷。再如，為了判斷發(fā)聲體是否存在振動，可根據(jù)小球是否振動來進行判斷。

第三，理想實驗法。這種方法是指在實驗基礎(chǔ)上，經(jīng)過推理、抽象、概括得出規(guī)律的方法。例如，這種方法可以應(yīng)用于牛頓第一定律實驗探究中（因為不受力的物體是不存在的）。除上述方法外，等效替代法、理想模型法、類比法等同樣是初中物理實驗中的有效探究方式，教師可在相關(guān)的物理實驗中引導(dǎo)學(xué)生掌握。

（六）教師適時點撥，保障實驗效率

教師是教學(xué)活動的組織者，也在實驗教學(xué)中起著一定的引領(lǐng)作用。盡管現(xiàn)階段的教學(xué)強調(diào)要凸顯學(xué)生的主體作用，但并不意味著教師可對學(xué)生放任自流。相反，教師只有適時進行點撥，才能促進實驗活動的順利進行，使實驗效率得到保障。

在日常教學(xué)的過程中，教師可以利用三種方式對學(xué)生進行點撥。第一，對學(xué)生的合作實驗進行監(jiān)督和指導(dǎo)。教師要幫助學(xué)生做好分組工作，指導(dǎo)學(xué)生進行組內(nèi)分工，使每個學(xué)生都能夠在實驗中發(fā)揮出自己的作用。第二，教師要為學(xué)生提供基本的實驗思路，并指出實驗中的注意事項。這一措施并不是傳統(tǒng)的教師主導(dǎo)實驗探究過程，而是要適當指出實驗中容易出現(xiàn)錯誤的細節(jié)，并在學(xué)生自主猜想和假設(shè)的基礎(chǔ)上提供一些參考性的意見。第三，教師要做好實驗材料的支撐，使學(xué)生能夠順利進行各類演示實驗。

四、結(jié)語

總之，演示實驗是物理教學(xué)中一項重要的內(nèi)容，對學(xué)生的物理學(xué)習(xí)會產(chǎn)生直接影響。現(xiàn)階段的初中物理教學(xué)面臨著更高的育人要求，教師要不斷探索實驗活動的組織方法和演示形式。同時，隨著實驗活動的不斷推進以及學(xué)生的變化，教師要及時對教學(xué)策略加以改進，以此來構(gòu)建更加高效的演示實驗?zāi)Ｊ剑瑥亩鴰椭鷮W(xué)生深入?yún)⑴c到物理實驗當中，進而推動學(xué)生物理素養(yǎng)的提升。

（責(zé)任編輯：徐婷）