提高初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性的策略

張新華

摘 要：在物理學(xué)習(xí)過程中，實(shí)驗(yàn)既是學(xué)生對抽象的物理定律和原理進(jìn)行驗(yàn)證并掌握的最直接手段，同時(shí)也是學(xué)科本身重要和基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容之一，對學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)技能、培養(yǎng)科學(xué)精神、發(fā)展創(chuàng)新能力有著非常重要的作用。

關(guān)鍵詞：初中物理 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 教學(xué)策略 創(chuàng)新思維

物理學(xué)是一門在實(shí)驗(yàn)中不斷總結(jié)從而不斷向前發(fā)展的學(xué)科。那么又當(dāng)如何有效地開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)呢？在本文中，作者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，探討如何做好實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各項(xiàng)工作，以期進(jìn)一步提高教學(xué)有效性。

一、做好實(shí)驗(yàn)前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作

課前的充分準(zhǔn)備是有效開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要前提和基礎(chǔ)。因此，即使是任教多年的物理教師，在每一次實(shí)驗(yàn)前同樣需要充分備課，確保各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)器材和材料都能按照各個(gè)實(shí)驗(yàn)的不同要求準(zhǔn)備到位，這樣才能保證學(xué)生能夠順利地按照教材中的實(shí)驗(yàn)要求圓滿完成各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。

1.實(shí)驗(yàn)材料本身應(yīng)滿足科學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求

實(shí)驗(yàn)過程中有很多可測不可測的因素會(huì)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，對于初中階段相對簡單的物理實(shí)驗(yàn)來說，其影響因素的重點(diǎn)就在于實(shí)驗(yàn)器材的準(zhǔn)備。如在教科版物理九年級第八章第一節(jié)“電磁鐵”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有的同學(xué)所制的電磁鐵在斷電后仍然能夠吸引大頭針而有的卻不能，作者可以引導(dǎo)學(xué)生思考為什么會(huì)出現(xiàn)兩種迥然相異的情況，在學(xué)生充分思考和討論排除其他可能因素之后再對實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行排查，學(xué)生就能夠發(fā)現(xiàn)是因?yàn)殍F釘在實(shí)驗(yàn)之前沒有做消磁處理。這個(gè)“意外”情況既讓學(xué)生充分認(rèn)識了嚴(yán)謹(jǐn)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材的重要性，又在對實(shí)驗(yàn)過程的討論和反思中進(jìn)一步加深了對電磁鐵性質(zhì)的理解。

2.實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備應(yīng)滿足豐富性和層次性的要求

實(shí)驗(yàn)材料的豐富程度和層次性是確保學(xué)生順利完成物理實(shí)驗(yàn)的又一重要因素。如果準(zhǔn)備的材料不夠充分，將影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。如八年級第十章“流體的壓強(qiáng)”中關(guān)于浮力的實(shí)驗(yàn)中，作者就準(zhǔn)備了泡沫塑料、木塊、石塊、大口玻璃杯、橡皮筋、鉤碼、氣球等各種實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求自己選擇可用的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行浮力的實(shí)驗(yàn)，這樣就可以滿足學(xué)生用各種方式驗(yàn)證浮力作用的實(shí)驗(yàn)要求了。

3.準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)材料還應(yīng)具有一定的創(chuàng)新性和開放性

實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備過程也是對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行暗示和引導(dǎo)的過程。如九年級第三章“磁與電”中關(guān)于“導(dǎo)體和絕緣體”的實(shí)驗(yàn)，除了充分準(zhǔn)備教材中所規(guī)定的實(shí)驗(yàn)材料之外，作者還讓學(xué)生根據(jù)自己的理解準(zhǔn)備一些實(shí)驗(yàn)材料。讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備，既可以使實(shí)驗(yàn)的材料更加多樣化，也可以讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備過程中就導(dǎo)體與絕緣體的概念進(jìn)行深入的思考，并在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過程中動(dòng)手加以驗(yàn)證，這樣對學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)將起到非常明顯的促進(jìn)作用。

二、做好實(shí)驗(yàn)時(shí)的教學(xué)指導(dǎo)工作

初中階段的每個(gè)學(xué)生都具有強(qiáng)烈的探究、發(fā)現(xiàn)欲望，教師在實(shí)驗(yàn)中既要保護(hù)和發(fā)揮他們敢于探索的精神和想法，又要科學(xué)地開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)，讓他們的實(shí)驗(yàn)真正達(dá)到科學(xué)探索和科學(xué)驗(yàn)證的目的。

1.要加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)方法的指導(dǎo)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師既要從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)鼓勵(lì)他們根據(jù)自己的思路和想法進(jìn)行深入探索和實(shí)踐，又要從教學(xué)的角度出發(fā)對他們的實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行科學(xué)的指導(dǎo)，以實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)方法的科學(xué)性來確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性。

同樣以九年級第三章“磁與電”中關(guān)于“導(dǎo)體和絕緣體”的實(shí)驗(yàn)為例，前文提到作者讓學(xué)生根據(jù)對教材的理解自己準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料，在這里同樣鼓勵(lì)學(xué)生自己擬定實(shí)驗(yàn)方法、步驟及目的并開展實(shí)驗(yàn)，但教師要對學(xué)生擬定的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行檢查和評定，并在實(shí)驗(yàn)過程中加強(qiáng)指導(dǎo)，確保學(xué)生的自主實(shí)驗(yàn)也能得出與規(guī)定實(shí)驗(yàn)一致的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

又如在八年級第七章第五節(jié)“摩擦力”中“摩擦力大小與影響因素”的實(shí)驗(yàn)中，教師既要鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手操作，去探索、去發(fā)現(xiàn)，又要適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行方法的指導(dǎo)，以便讓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)沿著正確的方向進(jìn)行。

2.要加強(qiáng)對學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)精神的養(yǎng)成與培養(yǎng)

安排在初中階段的實(shí)驗(yàn)都是物理學(xué)中最簡單、最無異議的成熟實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)的安排一方面是讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和鞏固所學(xué)到的物理知識，而另外一個(gè)更為重要的方面則是要在簡單的實(shí)驗(yàn)中逐步培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)精神和良好的實(shí)驗(yàn)操作習(xí)慣，為今后高年級理科科目實(shí)驗(yàn)的開展，以及以后的科學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，在實(shí)驗(yàn)過程中要重視實(shí)驗(yàn)規(guī)范和科學(xué)精神的培養(yǎng)，特別是對部分學(xué)生由于疏忽大意而造成的實(shí)驗(yàn)過程與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異性問題更是有必要進(jìn)行糾正，讓學(xué)生逐漸養(yǎng)成科學(xué)實(shí)驗(yàn)的好習(xí)慣。

3.要加強(qiáng)對學(xué)生安全意識和安全操作能力的培養(yǎng)和鍛煉

雖然初中物理實(shí)驗(yàn)相對安全性較高，不容易出現(xiàn)安全事故，但如果學(xué)生不加以注意，輕則容易對實(shí)驗(yàn)儀器造成損壞，重則甚至能造成重大的實(shí)驗(yàn)室事故，造成不必要的人身傷害，如果將這種不重視安全的作風(fēng)帶到生活中去將造成更大的危險(xiǎn)（尤其是關(guān)于電學(xué)的實(shí)驗(yàn)）。因此，實(shí)驗(yàn)過程中的安全問題不容忽視，教師應(yīng)當(dāng)把對學(xué)生安全操作、規(guī)范操作的要求放在比實(shí)驗(yàn)本身更高、更重要的位置上，讓學(xué)生通過一個(gè)個(gè)簡單的物理實(shí)驗(yàn)逐步養(yǎng)成良好的科學(xué)素養(yǎng)和操作習(xí)慣。比如，實(shí)驗(yàn)儀器的正確使用方法、安全操作的相關(guān)規(guī)定等在每次實(shí)驗(yàn)過程中都必須進(jìn)行重復(fù)和強(qiáng)調(diào)。

三、做好實(shí)驗(yàn)后的總結(jié)提升工作

一個(gè)個(gè)實(shí)驗(yàn)既是學(xué)習(xí)初中物理的重要手段也是學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅包括實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)中的指導(dǎo)，還應(yīng)當(dāng)包括實(shí)驗(yàn)后的總結(jié)、提升以及拓展等工作，確保每一個(gè)實(shí)驗(yàn)所取得的效果的最大化和最優(yōu)化。

1.要科學(xué)總結(jié)實(shí)驗(yàn)過程以達(dá)到鞏固所學(xué)的目的

實(shí)驗(yàn)完成之后，教師要和學(xué)生一起對實(shí)驗(yàn)方案的制訂、實(shí)驗(yàn)儀器的準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)方法以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行充分的探討和論證，有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的還需要采用科學(xué)的方法對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，一方面是為學(xué)生在實(shí)驗(yàn)及其所支撐的物理知識之間建立直接的聯(lián)系，另一方面是對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行評價(jià)并提出有針對性的改進(jìn)措施。以此來培養(yǎng)學(xué)生的潛意識，把實(shí)驗(yàn)與課堂教學(xué)緊密聯(lián)系在一起，而不會(huì)產(chǎn)生把實(shí)驗(yàn)和物理知識割裂開來的錯(cuò)誤認(rèn)識。

2.要對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行糾錯(cuò)以達(dá)到提升實(shí)驗(yàn)技能的目的

雖然初中階段安排的物理實(shí)驗(yàn)都是相對成熟和簡單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，但是在學(xué)生操作的過程中還是會(huì)由于各種原因造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果與需要驗(yàn)證的知識內(nèi)容不相一致，特別是在電學(xué)與力學(xué)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中更是容易出現(xiàn)這種情況。對于這些容易與驗(yàn)證結(jié)果相偏差的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)對實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行深入的驗(yàn)證分析。

首先，檢查所使用的實(shí)驗(yàn)材料是否符合科學(xué)性的要求，如前文所提到的“電磁鐵”的實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)錯(cuò)誤結(jié)果時(shí)首先要檢查的就是學(xué)生所使用的鐵釘是否進(jìn)行了消磁處理。其次，檢查實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)過程是否存在與規(guī)定要求不相一致的地方，如在關(guān)于電學(xué)的實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)錯(cuò)誤結(jié)果時(shí)就要檢查是否將應(yīng)當(dāng)串聯(lián)的電路連接成了并聯(lián)電路或者相反。最后，如果以上排查均未發(fā)現(xiàn)問題則應(yīng)當(dāng)對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的分析，看是否是學(xué)生因不熟悉實(shí)驗(yàn)儀器讀錯(cuò)了數(shù)據(jù)或粗心大意記錯(cuò)了地方等。這些“糾錯(cuò)”的過程最好是在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生自行完成，可以加深學(xué)生對相關(guān)知識的理解并培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。

3.要拓展延伸以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的目的

只有讓學(xué)生結(jié)合生活實(shí)際在課外對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行延伸拓展才能培養(yǎng)和發(fā)掘他們的科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)能力。因此，在實(shí)驗(yàn)之后，鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)及相關(guān)物理知識開展一些小發(fā)明、小創(chuàng)造、小制作，并對他們的這些創(chuàng)新行為進(jìn)行激勵(lì)性的評價(jià)和表揚(yáng)，讓學(xué)生通過課內(nèi)與課外的結(jié)合不斷加強(qiáng)對科學(xué)知識和科學(xué)方法的掌握和應(yīng)用，持續(xù)保持積極的探索、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造熱情，提高動(dòng)手實(shí)踐能力。

總之，實(shí)驗(yàn)既是學(xué)生對抽象的物理定律和原理進(jìn)行驗(yàn)證并掌握的最直接手段，同時(shí)也是學(xué)科本身的重要和基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容之一。物理教師應(yīng)當(dāng)做好實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)中、實(shí)驗(yàn)后的各項(xiàng)準(zhǔn)備與教學(xué)引導(dǎo)工作，讓學(xué)生在完成物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上不斷培養(yǎng)和發(fā)展創(chuàng)新能力。

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