建立與新課程理念相適應(yīng)的多元化實驗形式

陳水勇（龍海第一中學(xué)，福建龍海363100）

建立與新課程理念相適應(yīng)的多元化實驗形式

陳水勇
（龍海第一中學(xué)，福建龍海363100）

現(xiàn)在不少學(xué)校由于實驗設(shè)備的老化、不足或教師傳統(tǒng)觀念的影響，課堂上以講實驗或用課件（錄像、多媒體）展示代替演示實驗、分組實驗的現(xiàn)象還普遍存在，與新課程理念嚴(yán)重背道而馳。新課程突出強調(diào)了科學(xué)探究在物理教學(xué)中的重要性，初中物理教學(xué)中，物理實驗是實施探究教學(xué)的最好平臺，當(dāng)前實驗教學(xué)的幾種常見形式（演示實驗、隨堂實驗、學(xué)生分組實驗、課外實踐活動），只要教師精心設(shè)計，巧妙設(shè)疑，均能起到探究的實效。

新課程；初中物理；實驗教學(xué)；探究

通過調(diào)查了解，現(xiàn)在不少學(xué)校由于實驗設(shè)備的老化、不足或教師傳統(tǒng)觀念的影響、課堂上以講實驗或用課件（錄像、多媒體）展示代替演示實驗、分組實驗的現(xiàn)象還普遍存在，結(jié)果造就了不少“高分低能”的學(xué)生，對物理知識一知半解，實驗?zāi)芰?、動手能力極差，更不用說探究能力的培養(yǎng)提高，與新課程理念嚴(yán)重背道而馳。全日制義務(wù)教育《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（實驗稿）中提出：“在義務(wù)教育階段，物理課程不僅應(yīng)該注重科學(xué)知識的傳授和技能的訓(xùn)練，注重將物理科學(xué)的新成就及其對人類文明的影響等納入課程，而且還應(yīng)重視對學(xué)生終身學(xué)習(xí)愿望、科學(xué)探究能力、創(chuàng)新意識以及科學(xué)精神的培養(yǎng)”［1］，突出了科學(xué)探究在物理教學(xué)中的重要性。初中物理教學(xué)中，物理實驗是實施探究教學(xué)的最好平臺，一方面物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，初中物理知識大部分是由實驗直接產(chǎn)生的；另一方面，實驗又是從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識，從具體到抽象的思維形成過程，恰好符合初中學(xué)生的身心特點和認(rèn)識過程。根據(jù)初中生的認(rèn)知特點，通過探究實驗，更能夠使學(xué)生直觀地感知和認(rèn)識知識產(chǎn)生的過程，從而進一步理解和掌握知識。滬科版八、九年級物理教科書，每一章都有安排實驗探究，明確要求要進行實驗探究的八年級共有35個，九年級共有24個。因此，在新課改形勢下的物理教學(xué)中，探討如何利用物理實驗開展教學(xué)是非常必要的。當(dāng)前實驗教學(xué)的幾種常見形式（演示實驗、隨堂實驗、學(xué)生分組實驗、課外實踐活動），只要教師精心設(shè)計，巧妙設(shè)疑，均能起到探究的實效。

一、演示實驗

通過演示實驗，可以將事例的情景進行直觀的展現(xiàn)，學(xué)生即可省去理解想象這一環(huán)節(jié)。教師在進行演示實驗的基礎(chǔ)上要注重增加演示實驗的探究成分，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。（1）變演示實驗為探究實驗。如在講“滑輪”這節(jié)課時，在介紹了什么叫滑輪后，筆者沒有按照課本用舉例的方法來講解什么叫定滑輪，什么叫動滑輪，而是提供給學(xué)生一個鐵架臺，一根細(xì)繩，一個鉤碼和一個滑輪。讓同學(xué)們分組試試看，利用滑輪有幾種辦法可以把鉤碼提起來？讓學(xué)生通過反復(fù)的動手、動腦、出主意、想辦法去探究，最后學(xué)生才發(fā)現(xiàn)有且只有兩種方法，從而使學(xué)生較深刻地認(rèn)識到同一滑輪根據(jù)使用方法的不同，可以是定滑輪，也可以是動滑輪，這個結(jié)論是學(xué)生通過自己動手探究發(fā)現(xiàn)的，印象深刻，加深了對知識的理解。（2）重視失敗實驗的分析總結(jié)。在演示過程中，若由于某種原因，造成實驗現(xiàn)象與預(yù)期的不一樣時，可適時誘導(dǎo)提問，為什么會這樣？是什么原因造成這樣？如在上九年級“溫度與內(nèi)能”這一節(jié)課，在演示空氣壓縮儀時，如果教師在壓縮筒內(nèi)空氣時，速度不夠快硝化棉燃燒不起來時，就可提問學(xué)生，為什么硝化棉不會燃燒？引導(dǎo)學(xué)生去思考，學(xué)生可能會回答：可能是棉花太潮濕，或活塞與筒壁密封性不夠，或壓縮速度不夠等。然后老師再按照學(xué)生的幾種猜想一一去檢查實驗，直到實驗演示成功。（3）將演示實驗拓展、深化。在做演示實驗時，有些實驗教師不要一演了之，可順勢提出一些跟這個實驗有關(guān)，課本又沒有提及到的問題，啟發(fā)學(xué)生進一步去思考探究。如在演示完“動滑輪能省一半力”的實驗后，還可再演示如果拉力沒有豎直向上，拉力還是一半嗎？引導(dǎo)學(xué)生去進一步思考為什么會這樣？引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)的知識進一步去思考，并且還可以馬上用實驗來驗證。

二、隨堂實驗

隨堂實驗是指在課堂教學(xué)中，在教師的啟發(fā)指導(dǎo)下，讓學(xué)生自己動手做實驗去探求知識、獲取必要的感性認(rèn)識的教學(xué)活動。隨堂實驗所需器材應(yīng)該是簡潔、常見，費時又較少，實驗現(xiàn)象生動明了、能說明問題，達(dá)到進一步理解物理概念、規(guī)律的目的。所需實驗器材我們可以發(fā)動學(xué)生利用日常生活、學(xué)習(xí)用品或自制的簡易教具等來達(dá)到。如八年級學(xué)“慣性”時，筆者讓學(xué)生利用日常學(xué)習(xí)生活中常見的器材鋼筆、紙條、文具盒、橡皮等，讓學(xué)生把筆套放在筆盒上，突然拉動筆盒，筆套向后倒；用手拉著筆盒運動，當(dāng)運動的筆盒突然碰到障礙物時，筆套向前倒，讓每個學(xué)生隨堂直接參與實驗探究，讓學(xué)生親身體會物體有保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì)，加深對慣性概念的理解。這種教學(xué)方式能有效促使學(xué)生耳聽、眼視、手動、腦思同時激發(fā)，不再是死板的灌輸，而是自身的直接參與知識的探究，符合初中生的年齡特征，滿足學(xué)生好動的特點，是一種“投其所好”的教學(xué)，極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，不僅能夠深刻地理解掌握知識，而且學(xué)生的探究意識、實驗?zāi)芰σ驳玫搅擞行岣摺?/p>

三、學(xué)生分組實驗

學(xué)生通過分組實驗，全面培養(yǎng)了實驗儀器的使用、物理量的測量、儀表的讀數(shù)、實驗數(shù)據(jù)的處理、實驗誤差的分析、成員間的分工合作能力等各方面實驗?zāi)芰?。因此對于課本中要求的學(xué)生分組實驗，教師一定要不折不扣的開展。此外，教師還可采取以下三種方式增強學(xué)生的實驗?zāi)芰Α＂侔岩恍炞C性、測量性實驗改為設(shè)計型實驗。如測量導(dǎo)體的電阻，若給你一組電池、一只開關(guān)、若干根導(dǎo)線，還需哪些儀器？讓學(xué)生根據(jù)要求，至少設(shè)計出四種測量方法。方法1：電壓表和電流表各一只；方法2：兩只電壓表、一只定值電阻；方法3：兩只電流表、一只定值電阻；方法4：一只電流表、一只已知最大阻值的滑動變阻器。還有其他解法，讓學(xué)生學(xué)會將學(xué)到的知識（串并聯(lián)、局部短路、滑動變阻器的使用等知識）運用于具體的題目，體會到學(xué)以致用、殊途同歸的理科魅力。②在原有的學(xué)生分組實驗課上，增加探究性實驗。如學(xué)生在做完“浮力的大小”的探究實驗后，筆者再提出一個相關(guān)的探究實驗：1N的水能否產(chǎn)生大于1N的浮力？學(xué)生受到課本中的實驗的影響，把一個物體浸入裝有水的溢水杯，最多也只是把杯里的水全部排出，常常誤以為1N的水不可能產(chǎn)生大于1N的浮力的錯誤結(jié)論。筆者先讓學(xué)生去思考討論，再適時予以提示引導(dǎo)，如1m3的水被排開的體積能否超過1m3？并讓學(xué)生準(zhǔn)備一些相關(guān)器材，如兩個相同的紙質(zhì)杯，水、量筒及圓柱體金屬塊（底面積略小于量筒）。引導(dǎo)學(xué)生把裝有較多水的紙質(zhì)杯放入裝有較少水的紙質(zhì)杯中，發(fā)現(xiàn)處于漂浮狀態(tài)，就得出了1N的水是能夠產(chǎn)生大于1N的浮力的。③增設(shè)物理課本上沒有的分組實驗課，如：筆者在講授浮力一章后，要求學(xué)生自行選取實驗器材做測量石塊密度的實驗，選取哪些器材，如何測量，有幾種測量方法，哪一種最簡單？可供選擇的器材有托盤天平（含砝碼）、彈簧測力計、溢水杯、量筒、玻璃杯、足量的水、細(xì)線、石塊等。這樣學(xué)生就要利用所學(xué)知識，思考應(yīng)該選取哪些儀器、怎樣測石塊體積、有幾種測量方法等問題。既鍛煉了學(xué)生的開放性思維、又達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科內(nèi)知識的綜合、達(dá)到對知識的融會貫通、學(xué)以致用。另外在分組實驗探究時，要注意好、中、差不同學(xué)習(xí)水平的學(xué)生相互搭配，小組成員之間要注意分工協(xié)作，這樣才能確保探究實驗順利完成，并使每一個學(xué)生都能得到長足的發(fā)展。教師要在課堂上不斷加以巡視，適時予以指導(dǎo)。

四、課外實踐活動

這里專指學(xué)生學(xué)完一定的物理知識后，學(xué)生利用課外時間，主動或在教師的引導(dǎo)啟發(fā)下對某些課題，自己動手做實驗進行探究的活動。由于課外實踐活動不受時間和地點的限制，教師完全可以對學(xué)生課外實踐活動的引導(dǎo)，進一步擴大課內(nèi)物理知識的外延，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科興趣，激發(fā)出學(xué)生的內(nèi)在潛力。讓學(xué)生自行組成幾個小組（每組4-8人），根據(jù)所選題目，以小組為單位分組進行合作探究、討論制定實驗計劃、自行選擇實驗器材、測量、實地調(diào)查訪問、小組成員交流討論得出結(jié)論、寫出簡單實驗探究報告，必要時教師再給予指導(dǎo)、點撥。1.教師可結(jié)合當(dāng)前學(xué)生所學(xué)的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生就自己感興趣的課題或布置一些設(shè)計性、探究性的實驗課題，讓學(xué)生在課外時間完成。如講到“密度知識的應(yīng)用”這節(jié)課時，筆者提前向?qū)W生提出了幾個問題讓學(xué)生思考：你家里的蓄水池能蓄多少水？你家里爸爸媽媽戴的金戒指是純金的嗎？商店賣導(dǎo)線為什么用秤而不是用尺子測長度？由于設(shè)計的問題，貼近學(xué)生的生活實際，大大激發(fā)了學(xué)生的探究興趣，也加深了對密度概念的理解，并提高了知識應(yīng)用的水平。我們教材中具有開放性或STS教育方面的內(nèi)容，都是課外實踐活動的很好課題。2.開放實驗室。學(xué)校定期開放物理實驗室、探究室，不但可以讓學(xué)生進一步熟悉實驗器材（因為有些演示實驗，學(xué)生沒有親自動手參與實驗，對實驗儀器的使用、原理及實驗過程并不是很熟悉、了解），而且可就為學(xué)生自己興趣的課題，自己動手做實驗進行探究提供便利，進一步加強了學(xué)生的實驗動手能力及探究意識、探究能力的提高。3.開展物理小制作比賽，分享成功的喜悅。物理課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出“使用身邊隨手可得的物品進行探究活動和各種物理實驗，可以拉近物理學(xué)與生活的距離，讓學(xué)生深切地感受到科學(xué)的真實性，感受到科學(xué)和社會、科學(xué)和日常生活的關(guān)系”。所以應(yīng)提倡師生在平常教學(xué)生活中利用日常器具、自制實驗器材，開展以設(shè)計和動手制作為主的實踐活動，也是進一步貫徹“從生活走向物理、從物理走向社會”的理念。學(xué)?？梢岳媒虒W(xué)開放周、科技節(jié)等節(jié)日，定期組織開展科技小制作、小發(fā)明等競賽活動。如望遠(yuǎn)鏡、潛水艇模型、電鈴、驗電器、電動機等器具的制作，又如“彈射飛機”的制作，比賽誰射得比較遠(yuǎn)？“雞蛋撞地球”，比賽從高空同一高度向地面某一指定位置扔下一個雞蛋，如何設(shè)計既使雞蛋不破，又離指定位置最近，設(shè)計的裝置又最輕？等設(shè)計活動。進一步營造學(xué)生“愛科學(xué)、講科學(xué)”的濃厚氛圍。培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成動手的習(xí)慣，使學(xué)生嘗試到動手動腦的樂趣。4.結(jié)合學(xué)校研究性學(xué)習(xí)，從生態(tài)環(huán)境建設(shè)、資源的開發(fā)與利用的角度去開展調(diào)查研究等。如當(dāng)?shù)氐乃娬?、火電站是如何發(fā)電的？廢舊干電池亂扔有何危害？當(dāng)?shù)刂苓呌袥]有專門廢舊電池的回收站？有何建議？或就當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境污染、交通環(huán)境惡劣深入社區(qū)、單位進行調(diào)查研究，向相關(guān)部門提出改進意見，促進所在地的環(huán)境、交通等改善。通過這些課外實驗和實踐活動達(dá)到既培養(yǎng)學(xué)生收集信息、處理信息的能力，又培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會時事，養(yǎng)成愛護環(huán)境、保護環(huán)境的意識。

以上的四種實驗形式都是物理教學(xué)必不可少的，相輔相成的，教師應(yīng)當(dāng)深入結(jié)合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)、生活實際，了解學(xué)生真正興趣之所在，提出或引導(dǎo)學(xué)生針對不同的課題選擇合適的實驗形式，以確實提高學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)，真正把新課程理念落到實處。

（責(zé)任編輯：詹國榮）