芻議信息化環(huán)境下初中物理實(shí)驗(yàn)的有效性教學(xué)

于泳

摘要： 讓學(xué)生通過(guò)自主、探究學(xué)習(xí)的方式發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，體現(xiàn)基礎(chǔ)教育課程改革的要求和物理新課標(biāo)的理念，是當(dāng)前物理教學(xué)研究應(yīng)該解決的問(wèn)題和努力的方向。文章通過(guò)對(duì)信息技術(shù)環(huán)境下初中物理實(shí)驗(yàn)有效性教學(xué)的分析，旨在將信息技術(shù)融入到初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)之中，為初中物理新課程的開展和實(shí)施提供參考。

關(guān)鍵詞： 信息化初中物理實(shí)驗(yàn)有效教學(xué)

一、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題

建構(gòu)主義認(rèn)為學(xué)習(xí)總是與一定情境相聯(lián)系的，要通過(guò)“同化”與“順應(yīng)”才能達(dá)到對(duì)新知識(shí)的意義建構(gòu)。探究教學(xué)始于問(wèn)題，“問(wèn)題”是調(diào)動(dòng)學(xué)生積極思維的“催化劑”。要誘導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，教師就要?jiǎng)?chuàng)設(shè)好發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的情境，使原有的知識(shí)與需要掌握的新知識(shí)發(fā)生聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生探索的興趣，產(chǎn)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的動(dòng)力。信息技術(shù)在這里主要充當(dāng)信息呈現(xiàn)工具，幫助學(xué)生從日常生活、自然現(xiàn)象或者實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察中發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問(wèn)題。

1.展示真實(shí)場(chǎng)景。盡可能地展示真實(shí)場(chǎng)景，有助于把學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解建立在對(duì)事物的感知上。例如在《聲波的發(fā)生與傳播》中，可以給學(xué)生展示自然界中各種發(fā)聲體的振動(dòng)———青蛙鼓動(dòng)的肚子、蟋蟀顫動(dòng)的雙翅等，促使學(xué)生對(duì)聲音產(chǎn)生的原因進(jìn)行猜想。

2.創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境。學(xué)起于思，思源于疑。教師要善于創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，使學(xué)生產(chǎn)生釋疑的強(qiáng)烈愿望，并且在特定的情境中，自己發(fā)現(xiàn)解決問(wèn)題的辦法，最終獲取新知識(shí)。如在學(xué)習(xí)“參照物”這個(gè)概念時(shí)，可以引入下面的動(dòng)畫場(chǎng)景：“第一次世界大戰(zhàn)期間，一名法國(guó)飛行員在2000米高空飛行時(shí)，發(fā)現(xiàn)臉旁有一個(gè)小東西。令他吃驚的是，當(dāng)他抓到這個(gè)小東西時(shí)，發(fā)現(xiàn)它竟然是一顆子彈?！边@樣異于常規(guī)的問(wèn)題會(huì)引起學(xué)生們的種種猜想，使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)的內(nèi)部條件。

3.輔助演示實(shí)驗(yàn)。初中學(xué)生對(duì)觀察和實(shí)驗(yàn)有極其濃厚的興趣，演示實(shí)驗(yàn)可以作為激發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的起點(diǎn)。計(jì)算機(jī)模擬的演示實(shí)驗(yàn)解決了傳統(tǒng)課堂中教師一人操作，不利于同學(xué)觀察的問(wèn)題。利用計(jì)算機(jī)模擬輔助實(shí)驗(yàn)，將起到直觀形象、化小為大、化遠(yuǎn)為近、改變時(shí)空、動(dòng)靜變化、快慢可調(diào)、重復(fù)再現(xiàn)等作用。

二、猜想假設(shè)

猜想和假設(shè)是物理中重要的創(chuàng)造性思維形式。牛頓說(shuō)：“沒有大膽的推測(cè)就不可能有偉大的發(fā)現(xiàn)?！痹谔骄窟^(guò)程中，要引導(dǎo)學(xué)生提出有針對(duì)性的問(wèn)題，以已有知識(shí)為基礎(chǔ)，多渠道地收集信息和深入思考問(wèn)題，從而展開豐富的想象和廣泛的聯(lián)想，大膽提出科學(xué)猜想。在初中物理教學(xué)中，建立假設(shè)存在一定的困難。由于學(xué)生以往的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)及能力有較大的差異，提出假設(shè)的速度及假設(shè)的合理性、有效性必然存在著相當(dāng)大的個(gè)別差異。這就需要教師努力創(chuàng)設(shè)民主、輕松的課堂教學(xué)氛圍，鼓勵(lì)學(xué)生敢于發(fā)表自己的觀點(diǎn)。信息技術(shù)的作用是能在實(shí)際教學(xué)中，創(chuàng)設(shè)輕松、和諧的討論氛圍，支持“教師指導(dǎo)、小組討論、班級(jí)交流”的教學(xué)方式。

三、探究發(fā)現(xiàn)

學(xué)生所建立的各種假說(shuō)，往往是學(xué)生對(duì)材料、事實(shí)形成的主觀觀念，假說(shuō)是否合理、有效，還需要通過(guò)檢驗(yàn)證明。設(shè)計(jì)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)是實(shí)踐探究的前提，也是學(xué)生為了驗(yàn)證自己的猜想是否正確的必要途徑。教師要組織學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)的原理和方法，分析針對(duì)性和可行性，啟發(fā)實(shí)驗(yàn)的思路，幫助他們修改、綜合實(shí)驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)出最佳實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)而確定實(shí)驗(yàn)器材，指導(dǎo)他們寫出合理的實(shí)驗(yàn)步驟。學(xué)生要在前面討論的基礎(chǔ)上，充分利用已創(chuàng)設(shè)的有利于按照不同方案自行進(jìn)行探索研究的學(xué)習(xí)情境，通過(guò)建立在協(xié)作基礎(chǔ)上的觀察、操作、感知現(xiàn)象、建立表象，并通過(guò)分析、判斷等思維過(guò)程，適時(shí)調(diào)整研究方案，進(jìn)而形成對(duì)物理概念和規(guī)律的初步認(rèn)識(shí)。信息技術(shù)的作用可以概括如下：

1.提供信息資源。實(shí)驗(yàn)是一個(gè)創(chuàng)造過(guò)程，是探究中非常重要的環(huán)節(jié)，直接影響到探究的結(jié)果。信息技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)所用到的知識(shí)技能的支持主要表現(xiàn)在建立實(shí)驗(yàn)知識(shí)庫(kù)上，這個(gè)知識(shí)庫(kù)可以提供探究過(guò)程中所需要的相關(guān)知識(shí)和技能，如：基本的概念、原理、公式、儀器的使用、安全注意事項(xiàng)等。在探究過(guò)程中遇到困難時(shí)，也可以打開知識(shí)庫(kù)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)后再繼續(xù)探究。

2.模擬實(shí)驗(yàn)。有的物理實(shí)驗(yàn)由于怕發(fā)生意外和造成實(shí)驗(yàn)儀器的損失，對(duì)學(xué)生作了較多的限制，這時(shí)可以采用計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)儀器和虛擬實(shí)驗(yàn)。比如“仿真物理實(shí)驗(yàn)室2.0”虛擬電學(xué)實(shí)驗(yàn)就是一種輔助傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)良好的方式，它可以將原本抽象的內(nèi)容形象化，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)自主的學(xué)習(xí)環(huán)境。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果的記錄。探究發(fā)現(xiàn)一般采用小組協(xié)作的形式開展。每個(gè)小組可以采用Excel、Word等工具，設(shè)計(jì)表格，對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行記錄，解決了傳統(tǒng)課堂中結(jié)果無(wú)法共享的問(wèn)題，同時(shí)節(jié)約了畫圖表的時(shí)間。

四、討論交流

在學(xué)生按設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究后，往往會(huì)得出不同的結(jié)論或遇到有爭(zhēng)議的問(wèn)題，此時(shí)教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生積極討論問(wèn)題、解決問(wèn)題。在民主和諧、師生互動(dòng)的課堂情境中，學(xué)生可以將實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果通過(guò)多種交流方式（口頭、模型、數(shù)據(jù)、作品等）準(zhǔn)確、簡(jiǎn)捷地傳達(dá)給教師和其他同學(xué)。在討論中，教師一定要將討論的中心置于學(xué)生之中，將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和他人的分析反饋有機(jī)結(jié)合起來(lái)，逐步完善探究得出的規(guī)律。信息技術(shù)的作用是呈現(xiàn)學(xué)習(xí)結(jié)果，學(xué)生在經(jīng)過(guò)探究實(shí)驗(yàn)后，學(xué)習(xí)成果可以借助文字、圖形、動(dòng)畫等工具軟件實(shí)現(xiàn)。對(duì)于學(xué)生來(lái)講，將自己的成果呈現(xiàn)在全班，也是一種極大的情感激勵(lì)。其他學(xué)生有機(jī)會(huì)就這些結(jié)論提出疑問(wèn)、審查證據(jù)、挑出邏輯錯(cuò)誤、指出解釋中脫離證據(jù)的地方，或者就相同的觀察提出不同的解釋。最終，學(xué)生能夠化解彼此觀點(diǎn)中的矛盾，鞏固以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的論證。

五、應(yīng)用創(chuàng)造

學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究獲得感知，再對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行分析，通過(guò)討論交流進(jìn)行比較，并運(yùn)用歸納、綜合等科學(xué)方法進(jìn)行思維加工，實(shí)現(xiàn)由感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)的飛躍，其目的就是應(yīng)用和創(chuàng)造。教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)應(yīng)用知識(shí)、創(chuàng)新知識(shí)的學(xué)習(xí)情境，使學(xué)生在應(yīng)用知識(shí)的學(xué)習(xí)情境中，通過(guò)聯(lián)想、回憶、遷移等思維方式，引起認(rèn)知結(jié)構(gòu)的調(diào)整與鞏固。在創(chuàng)新知識(shí)的學(xué)習(xí)情境中，通過(guò)經(jīng)歷設(shè)計(jì)、制作等實(shí)踐活動(dòng)，引起其認(rèn)知結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展與創(chuàng)新。信息技術(shù)的作用就是創(chuàng)設(shè)概念或規(guī)律的應(yīng)用情境。例如：學(xué)習(xí)過(guò)磁現(xiàn)象之后，教師可以讓學(xué)生進(jìn)一步探討指南針的發(fā)明對(duì)人類社會(huì)進(jìn)步所起的作用。教師可以為學(xué)生提供部分網(wǎng)址及在線討論平臺(tái)，使學(xué)生從生活中能夠繼續(xù)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，探究問(wèn)題，在不斷提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的同時(shí)，也能使探究更具有創(chuàng)造價(jià)值。

總之，隨著新課改的穩(wěn)步推進(jìn)，充分利用信息化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)真正做到學(xué)生力所能及，教師避之；學(xué)生力所難及，教師助之；學(xué)生力所不及，教師為之的新課程理念。所以加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是提高物理質(zhì)量的十分有效的途徑，對(duì)提高學(xué)生抽象邏輯思維能力很有幫助，能為學(xué)習(xí)高中物理知識(shí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。因此，在初中物理教學(xué)中，應(yīng)大力推廣加強(qiáng)和優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，從而進(jìn)一步提高物理教學(xué)質(zhì)量。