初中物理實(shí)驗(yàn)存在的問題及解決對策

劉海連

摘 要：本文闡述了物理實(shí)驗(yàn)的重要意義以及實(shí)驗(yàn)活動開展的目標(biāo)，突出初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，指出了目前初中物理實(shí)驗(yàn)存在的主要問題，并根據(jù)問題提出了一些可行的解決辦法.

關(guān)鍵詞：初中 物理實(shí)驗(yàn) 問題 辦法

物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué).物理概念、物理規(guī)律是從實(shí)際問題中抽象、概括出來的，而物理實(shí)驗(yàn)對于建立物理基本概念和理論及加強(qiáng)對基本概念和基本理論的理解有著不可取代的作用.初中學(xué)生剛剛開始學(xué)習(xí)物理，學(xué)習(xí)方法及抽象思維能力都還沒有形成，因而，實(shí)驗(yàn)顯得尤為重要.

一、初中物理實(shí)驗(yàn)活動開展的目標(biāo)

初中物理實(shí)驗(yàn)活動開展的目標(biāo)：主要為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)；通過實(shí)驗(yàn)活動培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和使學(xué)生學(xué)會科學(xué)研究的工作方法，并且通過長期的實(shí)驗(yàn)活動，逐步提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力和創(chuàng)新能力.具體來說就是為了使學(xué)生通過物理實(shí)驗(yàn)活動獲得以下五個方面的能力：

1.獲得知識的能力：①聽講：能注意聽并且能對不懂的地方提出問題；②能正確仔細(xì)地進(jìn)行有目的、有意識的觀察；③收集：能利用圖書館、互聯(lián)網(wǎng)等方式查找資料、引用資料和判斷資料的價值；④質(zhì)疑：能善于尋找事物產(chǎn)生的原因，探求事物發(fā)展的規(guī)律，大膽提問；⑤處理數(shù)據(jù)：能完整記錄、綜合分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；⑥能確立課題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，歸納結(jié)論.

2.操作能力：①使用和維護(hù)儀器：能了解儀器的結(jié)構(gòu)、安裝使用儀器的方法、儀器的保養(yǎng)和維護(hù)、儀器的使用條件和注意事項(xiàng)；②進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：能了解問題和提出問題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，按實(shí)驗(yàn)方案或?qū)嶒?yàn)要求準(zhǔn)確操作、記錄好實(shí)驗(yàn)過程和數(shù)據(jù)、懂得整理數(shù)據(jù)；③能按實(shí)際要求制作簡單的實(shí)驗(yàn)裝置，具備校準(zhǔn)儀器的基本知識.

3.整理能力： ①整理：能對記錄進(jìn)行整理，并且將項(xiàng)目序列制成表格、圖形等進(jìn)行分析；②分類：能根據(jù)事物的異同分類、取舍；③能了解和評價各種相互關(guān)系的優(yōu)劣，知道如何改進(jìn).

4.溝通能力：①提出問題：能提出有科學(xué)意義的問題，最好能自己設(shè)計(jì)方法驗(yàn)證、尋求答案；②討論：能善于討論，提出自己的見解和聽取別人的意見，能有耐心地把重點(diǎn)加以解釋；③能將重要資料寫成書面報(bào)告；④相互協(xié)助：能將自己熟悉的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)告訴或者幫助別人.

5.創(chuàng)造能力：①實(shí)現(xiàn)計(jì)劃：能理解預(yù)期結(jié)果及可能的進(jìn)行方式，建立假設(shè)；②求新：能發(fā)現(xiàn)新問題，創(chuàng)造新方法、新設(shè)計(jì)、新技術(shù)；③綜合：能將各種事物綜合起來考慮，從中發(fā)現(xiàn)新事物.

二、初中物理實(shí)驗(yàn)存在的主要問題

以知識為本的課程設(shè)計(jì)限制了課程在學(xué)生情感、態(tài)度和價值觀等領(lǐng)域的科學(xué)過程；過于強(qiáng)調(diào)科學(xué)方法領(lǐng)域中的教育功能、學(xué)科的科學(xué)體系及學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動和教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)科嚴(yán)謹(jǐn)性.另外，為了便于實(shí)驗(yàn)管理和減輕教師的工作負(fù)擔(dān)，往往要求采用劃一的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)器材，統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)步驟，一致的實(shí)驗(yàn)結(jié)果.有時候甚至為了應(yīng)付實(shí)驗(yàn)開出率的完成情況檢查，走過場式地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，嚴(yán)重地挫傷了學(xué)生探究自然和學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)的興趣和熱情.隨著學(xué)生年齡的增長和學(xué)習(xí)的深入，學(xué)生慢慢厭煩重復(fù)、枯燥的操作，這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果可想而知，更不用說要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力和創(chuàng)新思維了.

三、解決問題的辦法

要解決上述問題，在物理的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)中，就要評價學(xué)生的觀察能力、提出問題的能力、做出猜想和假設(shè)的能力、收集信息和處理信息的能力以及交流的能力.在實(shí)際教學(xué)的過程中，筆者嘗試著對其中的一些實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐活動進(jìn)行了改革和嘗試，激發(fā)了學(xué)生動腦、動手的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐操作能力，還使學(xué)生具備了初步的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，能利用生活中的器材再現(xiàn)、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程.通過實(shí)踐活動，使學(xué)生學(xué)會收集資料、處理信息，并培養(yǎng)提出合理化建議的能力，加強(qiáng)了學(xué)生創(chuàng)新思維的形成.

1.學(xué)生分組實(shí)驗(yàn).分組實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、動手能力的良好機(jī)會，從現(xiàn)實(shí)的實(shí)際情況來看，學(xué)校每學(xué)期安排的實(shí)驗(yàn)數(shù)量太少，這也是導(dǎo)致學(xué)生動手能力差的重要原因之一.這就要求我們要想辦法擴(kuò)充學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)，如水的沸騰，歐姆定律，冰的熔化，液體的沸點(diǎn)與氣壓的關(guān)系等.只要我們稍作努力，就可以把一些演示實(shí)驗(yàn)改成分組實(shí)驗(yàn)，從而通過對規(guī)律性知識的驗(yàn)證、探索和運(yùn)用達(dá)到提高實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)踐能力的目的.

以往的分組實(shí)驗(yàn)更多的是書本實(shí)驗(yàn)步驟的單一重復(fù).老師先講原理過程，強(qiáng)調(diào)注意點(diǎn)，學(xué)生再按程序進(jìn)行操作.筆者認(rèn)為分組實(shí)驗(yàn)應(yīng)更好地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，學(xué)生是實(shí)驗(yàn)的主持者，要讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的目的是什么，為了達(dá)到這個目的如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，這樣做能解決什么問題，造成實(shí)驗(yàn)誤差的原因是什么，如何減小實(shí)驗(yàn)誤差等.

2.課堂演示實(shí)驗(yàn).課堂演示實(shí)驗(yàn)是教師組織課堂教學(xué)中必不可少的手段之一.進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)主要達(dá)到兩個目的：一是創(chuàng)設(shè)情境，提出問題；二是體現(xiàn)和驗(yàn)證物理規(guī)律和結(jié)論.如果是為了創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣的演示實(shí)驗(yàn)，要充分利用視覺、聽覺吸引學(xué)生的注意，通過它獲得豐富而具體的感性認(rèn)識，從而啟發(fā)思維.例如，在講大氣壓強(qiáng)時，我們可以通過這樣一組對比實(shí)驗(yàn)來導(dǎo)入新課.利用一大一小兩個試管，將小試管插入大試管中，一次在兩管之間沒有注入水，另一次注入水，發(fā)現(xiàn)沒有水注時小試管下落，而有水時小試管上升.為了增加實(shí)驗(yàn)效果，在小試管中沾一根紅色的雞毛.我們將一只吹足了氣的氣球先在酒精中浸泡一會兒，將氣球拿出后，發(fā)現(xiàn)氣球的體積變小.引導(dǎo)學(xué)生思考，得出結(jié)論：酒精蒸發(fā)要吸收熱量，氣體溫度降低體積變??；如果用扇子扇風(fēng)，實(shí)驗(yàn)效果更明顯，說明空氣流動得越快，蒸發(fā)也越快.對于體現(xiàn)和驗(yàn)證物理規(guī)律和結(jié)論的演示實(shí)驗(yàn)，規(guī)定一些實(shí)驗(yàn)操作步驟是必要的.因?yàn)榱己玫膶?shí)驗(yàn)結(jié)果有助于學(xué)生對物理規(guī)律的理解，也有助于學(xué)生對主要實(shí)驗(yàn)過程和方法的運(yùn)用.當(dāng)然，我們不能只是課本上簡單機(jī)械的重復(fù)，要注意提出一些有針對性的問題，使學(xué)生積極主動地理解實(shí)驗(yàn)的原理和方法，同時引導(dǎo)學(xué)生思考其他更好的方法.有目的地培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會觀察、思考，并理解物理規(guī)律和結(jié)論的能力.對于有些演示實(shí)驗(yàn)，觀察效果不是很好的，在條件允許的情況下，除了改成分組實(shí)驗(yàn)之外，我們還應(yīng)鼓勵學(xué)生利用生活中的物品對實(shí)驗(yàn)加以改進(jìn)和進(jìn)一步地研究.如學(xué)生利用去外殼的鋼筆來演示潛水艇的工作原理，用竹筷子下端繞鉛絲制成簡易密度計(jì)，用包裝香煙的錫箔和金屬桿制成簡易驗(yàn)電器等等.

3.興趣小組活動.課后興趣小組活動是對課堂知識的有益補(bǔ)充，為學(xué)生提供了思考、動手實(shí)踐的廣闊天地，能激發(fā)學(xué)生的靈感，點(diǎn)燃猜想火花.教師應(yīng)起到指導(dǎo)輔助作用，避免學(xué)生無所適從.當(dāng)然，教師不可包辦代替，應(yīng)讓學(xué)生經(jīng)歷適當(dāng)?shù)拇煺郏瑥亩偨Y(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，發(fā)揮學(xué)生的主體創(chuàng)造性，體驗(yàn)成功的喜悅.興趣小組活動要密切聯(lián)系實(shí)際，解決一些實(shí)際問題.例如，在完成“機(jī)械功和機(jī)械能”的學(xué)習(xí)之后，興趣小組開始研究自行車的力學(xué)問題.首先，筆者提出了幾個指導(dǎo)性的問題：

①自行車由哪些部件構(gòu)成?它們的作用是什么?

②自行車有哪些部件是利用杠桿來工作的?它們屬于哪類杠桿?

③自行車哪些部件是對摩擦的應(yīng)用?如何增大或減小摩擦?

④如何利用自行車來估測一段距離?

⑤體驗(yàn)自行車在上坡、下坡時的狀態(tài)，有哪些能量轉(zhuǎn)換?

⑥查閱有關(guān)資料了解自行車的發(fā)展史，簡述自行車對我國目前交通的存在意義.

學(xué)生通過觀察自行車的構(gòu)造和工作過程，同時查閱一些資料，結(jié)合學(xué)過的物理知識，完成了一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，雖然不是很完滿，但加深了學(xué)生對課本知識的理解和應(yīng)用，使學(xué)生感到學(xué)習(xí)的知識來自于生活并服務(wù)于生活.利用興趣小組活動時間帶領(lǐng)學(xué)生乘車，體驗(yàn)開車、剎車、轉(zhuǎn)彎時的慣性；開展小制作活動，學(xué)生自制了分度值是厘米的米尺、量筒、密度計(jì)、彈簧秤等；讓學(xué)生自選實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，例如用多種方法測定液體的密度，學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)出了五種方法，并動手完成了實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告.

4.社會實(shí)踐活動.初中物理的社會實(shí)踐活動是高中研究性學(xué)習(xí)的初級階段，是學(xué)生了解自然，接觸社會的自主學(xué)習(xí)方式.社會實(shí)踐活動體現(xiàn)了物理知識來源于生活，服務(wù)于生活的宗旨.通過社會調(diào)查，針對一些問題，提出猜想和假設(shè)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，收集整理相關(guān)資料，從而得到結(jié)論或者提出合理化建議.社會實(shí)踐的形式多樣化，靈活機(jī)動.既可以是個體的活動，如了解一個家庭中的用水用電情況并提出合理化建議；也可以是集體協(xié)作的活動，如了解城市目前的交通狀況以及交通工具的發(fā)展；同樣既可以做單純的物理方面的社會實(shí)踐，如熱水瓶的保溫效果與熱水量多少的關(guān)系；也可以是跨學(xué)科的，如城市的熱島效應(yīng)的研究.對于初二的學(xué)生，筆者首先嘗試開展了讀家用水表和煤氣表的小實(shí)踐活動.學(xué)生通過觀察用表，請教家長，翻閱說明書等方式，學(xué)會了讀表，并記錄家庭一天、一周、一月的用水用電量，針對具體情況提出了節(jié)能的合理化建議.在假期中，我們進(jìn)行了城市目前的交通狀況以及交通工具的發(fā)展的社會實(shí)踐活動.全班學(xué)生分成若干個小組，分別調(diào)查研究各個小項(xiàng)目，如不同時間段城市主要交通路口的車流量；目前城市主要機(jī)動車和非機(jī)動車現(xiàn)狀及發(fā)展；未來中小城市交通發(fā)展的設(shè)想及建議即高架橋、地鐵在我市發(fā)展的可行性；城市交通發(fā)展中的環(huán)保問題和節(jié)能問題等等.在活動中，學(xué)生們分工合作，他們充分運(yùn)用圖書館的資料、互聯(lián)網(wǎng)了解各種信息，走上路口作數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計(jì)，進(jìn)入車輛管理所了解近幾年的車輛發(fā)展?fàn)顩r，查閱報(bào)紙結(jié)合目前我市主要交通路口的改造狀況.面對他們的實(shí)踐報(bào)告，筆者驚喜于學(xué)生能力、思維的活躍和了解社會、參與城市建設(shè)的強(qiáng)烈愿望.在整個過程中，教師起到了三方面的作用：一是確立調(diào)查目標(biāo)、指導(dǎo)方法和信息來源；二是進(jìn)行組織協(xié)調(diào)；三是組織討論，作出總體評價，指出成功和不足之處，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.社會實(shí)踐活動是一種很好的人文教育，如環(huán)境問題，能源問題，噪聲問題等，體現(xiàn)了以人為本，貼近生活和社會，是培養(yǎng)能力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的重要教學(xué)手段之一.

總之，初中物理實(shí)驗(yàn)的最終目標(biāo)是：激發(fā)并保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過探索物理現(xiàn)象，揭示隱藏其中的物理規(guī)律，并指導(dǎo)其應(yīng)用于生產(chǎn)生活實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生終身的探索樂趣，良好的思維習(xí)慣和初步的科學(xué)實(shí)踐能力.我們正是以此為最終的教學(xué)目標(biāo)，利用現(xiàn)有的教材和實(shí)驗(yàn)器材，不斷改進(jìn)教學(xué)方法和手段，根據(jù)學(xué)生的生理和心理特點(diǎn)，因材施教，達(dá)到“授人以漁”和培養(yǎng)能力的目的.

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［責(zé)任編輯：黃春香］