初中物理演示實(shí)驗(yàn)有效教學(xué)策略

物理是一門自然學(xué)科，物理實(shí)驗(yàn)是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行物理知識(shí)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(shí)驗(yàn)作為其中的一種教學(xué)形式，不僅能夠?qū)⒊橄笾R(shí)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(shí)驗(yàn)是指教師在教學(xué)活動(dòng)中向?qū)W生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，在實(shí)驗(yàn)操作的過程中組織學(xué)生觀察、分析，并引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，從而逐步促進(jìn)育人目標(biāo)落實(shí)的一種教學(xué)方式。雖然演示實(shí)驗(yàn)?zāi)転榻虒W(xué)帶來巨大的便利，但在實(shí)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(shí)驗(yàn)活動(dòng)缺乏創(chuàng)新、實(shí)驗(yàn)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(duì)這種情況，《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確強(qiáng)調(diào)要規(guī)范物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)。因此，為了真正發(fā)揮出演示實(shí)驗(yàn)的積極作用，教師應(yīng)準(zhǔn)確把握演示實(shí)驗(yàn)的基本要求以及學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上不斷探索實(shí)驗(yàn)的組織方法，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和改進(jìn)教學(xué)中存在的問題。唯有如此，才能優(yōu)化演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程，從而推動(dòng)學(xué)生物理素養(yǎng)的全面提升。

一、初中物理演示實(shí)驗(yàn)的意義

物理教學(xué)之所以要重視演示實(shí)驗(yàn)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(shí)形象化，幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率，同時(shí)，也能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。物理實(shí)驗(yàn)的理論價(jià)值和應(yīng)用意義具體體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

第一，有利于促進(jìn)學(xué)生的知識(shí)建構(gòu)。從認(rèn)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(jìn)行傳輸，并在大腦中處理和存儲(chǔ)信息。從認(rèn)知心理層面來看，學(xué)習(xí)活動(dòng)可以視為從圖像、實(shí)物向數(shù)字符號(hào)轉(zhuǎn)化的過程。基于此，具有形象具體、生動(dòng)有趣等特點(diǎn)的演示實(shí)驗(yàn)無疑對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)物理知識(shí)建構(gòu)產(chǎn)生積極的影響。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以向?qū)W生提供感性認(rèn)知材料，幫助學(xué)生獲得更加豐富的感官體驗(yàn)。這樣，學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)物理知識(shí)的建構(gòu)往往也會(huì)更加準(zhǔn)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(dòng)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(shí)現(xiàn)的。所以，在組織實(shí)驗(yàn)的過程中，教師要注意引導(dǎo)學(xué)生基于一定的目的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(shí)驗(yàn)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生逐步形成表象，并鼓勵(lì)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(shí)驗(yàn)教學(xué)注意事項(xiàng)

為了真正發(fā)揮出演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值，教師在日常的教學(xué)活動(dòng)中應(yīng)明確一些注意事項(xiàng)。

第一，以生為本。在日常的演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師的著眼點(diǎn)要避免過于集中在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容和學(xué)生認(rèn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)演示中逐步從被動(dòng)接受轉(zhuǎn)向主動(dòng)建構(gòu)。

第二，多元建構(gòu)。多元建構(gòu)強(qiáng)調(diào)在初中物理演示實(shí)驗(yàn)中要采用更加豐富多樣的方法，不斷為這一教學(xué)活動(dòng)注入新的活力。唯有如此，才能吸引學(xué)生自覺參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，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(shí)驗(yàn)的積極作用。

第三，適時(shí)適度。盡管演示實(shí)驗(yàn)在初中物理課程教學(xué)中具有重要的價(jià)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(shí)間用于演示或者觀看，以免影響正常教學(xué)進(jìn)度，導(dǎo)致出現(xiàn)適得其反的結(jié)果。

第四，動(dòng)態(tài)調(diào)整。演示實(shí)驗(yàn)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(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)過程加以改進(jìn)，從而保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

三、初中物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

（一）設(shè)置學(xué)習(xí)目標(biāo)，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

學(xué)習(xí)目標(biāo)可以視為整個(gè)教學(xué)過程的起點(diǎn)與終點(diǎn)，對(duì)教學(xué)過程具有導(dǎo)向作用。所以，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，教師要做好物理課程育人目標(biāo)的分析，并結(jié)合落實(shí)“雙減”政策的要求，從所教授課程的特點(diǎn)以及學(xué)生的成長(zhǎng)入手來明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑸楹罄m(xù)實(shí)踐研究提供針對(duì)性。唯有如此，才能保證演示實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的順利進(jìn)行。

以“摩擦力的大小與什么有關(guān)”實(shí)驗(yàn)為例，結(jié)合教材內(nèi)容以及該實(shí)驗(yàn)本身的要求，教師應(yīng)從三個(gè)角度設(shè)置實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)。第一，認(rèn)知目標(biāo)：通過演示實(shí)驗(yàn)了解滑動(dòng)摩擦力大小會(huì)受到哪些因素的影響；掌握彈簧測(cè)力計(jì)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(biāo)：在本次實(shí)驗(yàn)活動(dòng)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(jìn)行深入探究。第三，情感目標(biāo)：在實(shí)驗(yàn)中感受務(wù)實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度的重要性，并通過趣味性的實(shí)驗(yàn)體會(huì)物理知識(shí)的樂趣。上述目標(biāo)從不同的角度指出了本次活動(dòng)的重點(diǎn)，對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展具有導(dǎo)向作用，也有助于促進(jìn)高質(zhì)量物理實(shí)驗(yàn)課堂的構(gòu)建。

（二）突出主體作用，組織合作實(shí)驗(yàn)

在日常教學(xué)過程中教師要注意以生為本理念的落實(shí)，這意味著教師在演示實(shí)驗(yàn)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(dòng)接受轉(zhuǎn)向主動(dòng)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(shí)驗(yàn)。同時(shí)，在這一過程中，教師應(yīng)設(shè)計(jì)一些探究性問題，使學(xué)生將其作為合作實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)效率。

以“電流與電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)為例，為了在本次演示實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮出學(xué)生的能動(dòng)性，教師要避免直接進(jìn)行示范，而是要鼓勵(lì)學(xué)生以小組為單位進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，教師要結(jié)合本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及此前所學(xué)知識(shí)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(huì)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(diǎn)？

之后，學(xué)生在問題的引領(lǐng)下進(jìn)行初步思考，并對(duì)電流和電壓、電阻的關(guān)系進(jìn)行猜想。在此基礎(chǔ)上，各實(shí)驗(yàn)小組要自主選擇實(shí)驗(yàn)器材，思考實(shí)驗(yàn)中涉及的實(shí)驗(yàn)方法，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康墓餐接憣?shí)驗(yàn)方案。對(duì)于后續(xù)的實(shí)驗(yàn)過程，教師要適當(dāng)減少干預(yù)，讓學(xué)生嘗試自主實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)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(dòng)性，經(jīng)歷完整的實(shí)驗(yàn)過程，從而加深實(shí)驗(yàn)感悟。此外，在合作實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)活動(dòng)有時(shí)不夠直觀和生動(dòng)，所以容易使一些實(shí)驗(yàn)效果被弱化。針對(duì)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(dòng)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(shí)驗(yàn)當(dāng)中，以此來優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程，幫助學(xué)生獲得更好的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)體驗(yàn)。

以“凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)為例，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來看，透鏡知識(shí)具有一定的抽象性，并且有時(shí)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(shí)驗(yàn)與口頭講解相結(jié)合的方式，但仍然難以使所有學(xué)生準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)活動(dòng)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(shí)，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(dòng)態(tài)調(diào)整透鏡焦距。同時(shí)，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(duì)透鏡的特性進(jìn)行探索。從實(shí)際效果來看，信息技術(shù)在演示實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，不但增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的便捷性與直觀性，而且一定程度上減少了常規(guī)物理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)是有效的方法。

（四）改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教具，豐富學(xué)習(xí)體驗(yàn)

物理演示實(shí)驗(yàn)需要以不同的實(shí)驗(yàn)教具為載體。通常來講，僅僅依靠常規(guī)的實(shí)驗(yàn)器材，容易弱化學(xué)生的新鮮感，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中感到枯燥。因此，為了增加實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的趣味性，教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教具加以改進(jìn)。而且，這種實(shí)施的創(chuàng)新以及“替換”有利于使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)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(shí)，學(xué)生的動(dòng)手能力也能夠得到有效的鍛煉。

以“影響浮力大小因素”實(shí)驗(yàn)為例，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的主要目的是引導(dǎo)學(xué)生對(duì)影響浮力大小因素進(jìn)行探究，實(shí)驗(yàn)中要用到彈簧測(cè)力計(jì)、鹽水、圓柱體、水、燒杯等器材。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，容易出現(xiàn)兩點(diǎn)不足：一是學(xué)生在教師的演示中有時(shí)無法對(duì)測(cè)力計(jì)的示數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)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(cè)力計(jì)時(shí)容易出現(xiàn)抖動(dòng)。針對(duì)這種情況，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)器材加以改進(jìn)。例如，在實(shí)驗(yàn)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(huì)更大，從而使彈簧測(cè)力器的示數(shù)改變更加明顯；在實(shí)驗(yàn)中增加鐵架臺(tái)，利用這種器材將彈簧測(cè)力計(jì)加以固定，從而使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。總之，在日常實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，對(duì)實(shí)驗(yàn)教具加以改進(jìn)有利于進(jìn)一步提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

（五）總結(jié)實(shí)驗(yàn)方法，提升實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>

為了獲得理想的實(shí)驗(yàn)效果，學(xué)生需要掌握科學(xué)的實(shí)驗(yàn)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(shí)用的實(shí)驗(yàn)方法，了解實(shí)驗(yàn)原理，才能更加深入地參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的觀察與分析，進(jìn)而充分發(fā)揮自身的能動(dòng)性。教師應(yīng)有意識(shí)地指導(dǎo)學(xué)生了解和總結(jié)實(shí)驗(yàn)方法，從而助力學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ陌l(fā)展。在初中物理演示實(shí)驗(yàn)中，教師應(yīng)著重向?qū)W生介紹以下幾種實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中改變其中一個(gè)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(yùn)動(dòng)快慢、滑動(dòng)摩擦力大小影響因素、物體動(dòng)能大小等實(shí)驗(yàn)中具有重要的應(yīng)用價(jià)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(shí)，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(dòng)，可根據(jù)小球是否振動(dòng)來進(jìn)行判斷。

第三，理想實(shí)驗(yàn)法。這種方法是指在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)探究中（因?yàn)椴皇芰Φ奈矬w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(shí)驗(yàn)中的有效探究方式，教師可在相關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)中引導(dǎo)學(xué)生掌握。

（六）教師適時(shí)點(diǎn)撥，保障實(shí)驗(yàn)效率

教師是教學(xué)活動(dòng)的組織者，也在實(shí)驗(yàn)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(qiáng)調(diào)要凸顯學(xué)生的主體作用，但并不意味著教師可對(duì)學(xué)生放任自流。相反，教師只有適時(shí)進(jìn)行點(diǎn)撥，才能促進(jìn)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的順利進(jìn)行，使實(shí)驗(yàn)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(duì)學(xué)生進(jìn)行點(diǎn)撥。第一，對(duì)學(xué)生的合作實(shí)驗(yàn)進(jìn)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(jìn)行組內(nèi)分工，使每個(gè)學(xué)生都能夠在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)思路，并指出實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)。這一措施并不是傳統(tǒng)的教師主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)探究過程，而是要適當(dāng)指出實(shí)驗(yàn)中容易出現(xiàn)錯(cuò)誤的細(xì)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(shí)驗(yàn)材料的支撐，使學(xué)生能夠順利進(jìn)行各類演示實(shí)驗(yàn)。

四、結(jié)語(yǔ)

總之，演示實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)中一項(xiàng)重要的內(nèi)容，對(duì)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)會(huì)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(shí)驗(yàn)活動(dòng)的組織方法和演示形式。同時(shí)，隨著實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的不斷推進(jìn)以及學(xué)生的變化，教師要及時(shí)對(duì)教學(xué)策略加以改進(jìn)，以此來構(gòu)建更加高效的演示實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑瑥亩鴰椭鷮W(xué)生深入?yún)⑴c到物理實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，進(jìn)而推動(dòng)學(xué)生物理素養(yǎng)的提升。

（責(zé)任編輯：徐婷）