新課程下的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法研究

摘 要：實(shí)驗(yàn)教學(xué)是初中物理課程中非常重要的一部分，針對(duì)如何通過有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高學(xué)生的創(chuàng)新以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的問題，依據(jù)多年初中物理教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)有關(guān)研究成果，給出如何在新課改要求下開展初中物理實(shí)驗(yàn)課程的建議.

關(guān)鍵詞：初中物理； 實(shí)驗(yàn)教學(xué)； 探究；創(chuàng)新； 團(tuán)隊(duì)合作

作者簡(jiǎn)介：華新衛(wèi)（1968-），女，中學(xué)物理高級(jí)教師.

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是初中物理課程中非常重要的一環(huán)，但時(shí)下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)多數(shù)并沒有真正達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新以及團(tuán)隊(duì)合作能力的教育教學(xué)功能，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：受傳統(tǒng)應(yīng)試教育的影響，教師在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)還是重視實(shí)驗(yàn)理論和規(guī)律，教學(xué)形式多為演示實(shí)驗(yàn)，輕視實(shí)驗(yàn)操作過程；實(shí)驗(yàn)課程中學(xué)生的主動(dòng)性和參與程度不足，合作學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)；教師評(píng)價(jià)多注重卷面考試，忽略學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的操作能力的考核，評(píng)價(jià)不系統(tǒng)化.

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》明確指出，倡導(dǎo)啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式教學(xué)，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生好奇心，培養(yǎng)學(xué)生的興趣愛好，營(yíng)造獨(dú)立思考、勇于探索創(chuàng)新的優(yōu)良環(huán)境[1].為進(jìn)一步在初中物理新課程的要求下，通過合理有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高學(xué)生的創(chuàng)新與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，應(yīng)從以下幾方面著手：

1 認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)教學(xué)前的準(zhǔn)備工作

從心理學(xué)的角度講，初中學(xué)生對(duì)事物的認(rèn)識(shí)存在著知覺優(yōu)先的傾向性，直觀上的印象對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)非常重要.這就要求教師在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)課程時(shí)，必須做好充分的準(zhǔn)備，保證實(shí)驗(yàn)效果明顯可辨，讓學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的繼續(xù)學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)學(xué)生去進(jìn)一步探索實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的奧妙.例如摩擦起電實(shí)驗(yàn)，其中空氣的濕度以及器材的干燥程度決定著實(shí)驗(yàn)的效果是否明顯.如果課程之前碰上陰雨天，則必須對(duì)毛皮、綢布、玻璃棒、橡膠棒、驗(yàn)電器等器材進(jìn)行干燥處理.

2 開展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)

探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有很大幫助，1996年《美國(guó)國(guó)家科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》中明確指出，科學(xué)學(xué)習(xí)要以科學(xué)探究為核心，強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究對(duì)培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生探究能力、交流能力以及合作能力的作用.探究性實(shí)驗(yàn)有別于測(cè)定性實(shí)驗(yàn)，又有別于一般的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)探究過程中，要求學(xué)生收集實(shí)驗(yàn)有關(guān)信息和數(shù)據(jù)，并對(duì)結(jié)果創(chuàng)造性加工處理、分析矛盾、解決矛盾.通過探究實(shí)驗(yàn)結(jié)果的過程，學(xué)生能深切體會(huì)到收集信息、設(shè)計(jì)方案、運(yùn)用科學(xué)方法的重要性[2].

案例：在“測(cè)量水密度”的實(shí)驗(yàn)中，改進(jìn)傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式，要求學(xué)生不脫離實(shí)驗(yàn)要求和目的，充分發(fā)揮想象，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn).然后分別對(duì)方案進(jìn)行演示，并討論結(jié)果的有效性.課程中有同學(xué)設(shè)計(jì)方案是先測(cè)量空燒杯的質(zhì)量，裝入一定量的水，然后測(cè)量水和燒杯的總質(zhì)量.這個(gè)設(shè)計(jì)方案中，理論上不存在問題，但是實(shí)際操作過程中，用量筒測(cè)量水的體積時(shí)，部分水附著在杯壁和杯底，造成測(cè)量結(jié)果存在一定的誤差.此時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考如何減小甚至消除誤差，最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)設(shè)計(jì).

3 實(shí)行小組合作學(xué)習(xí)模式

教育部推行的《基礎(chǔ)教育改革綱要（試行）》中明確指出[3]，教學(xué)不僅要培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立、自主能力，還要大力倡導(dǎo)合作學(xué)習(xí)，建立人道、民主、和諧的新型師生關(guān)系.現(xiàn)代的初中物理教學(xué)課堂，應(yīng)提倡自主、合作與探究并存.在合作學(xué)習(xí)模式中，教師的角色是多元化的，不僅僅是實(shí)驗(yàn)課堂的精心設(shè)計(jì)者、發(fā)動(dòng)者和組織者，還是科學(xué)的管理者以及公正的評(píng)價(jià)者.將小組合作學(xué)習(xí)的模式引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠提高課堂中學(xué)生的參與度，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力以及團(tuán)隊(duì)合作精神.如何開展合作式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，其簡(jiǎn)要實(shí)施流程如下圖1所示.

關(guān)于其教學(xué)實(shí)踐，內(nèi)蒙古師范大學(xué)的郭天云[4]在其碩士論文中選取初三的兩個(gè)班作為實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班，進(jìn)行半個(gè)學(xué)期的合作學(xué)習(xí)嘗試，并對(duì)實(shí)驗(yàn)前后學(xué)生的測(cè)試成績(jī)進(jìn)行了對(duì)比分析，得出了結(jié)論：在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行合作學(xué)習(xí)，能激發(fā)學(xué)生的求知欲和探索精神，同時(shí)有利于改善師生關(guān)系.

4 利用微課等多媒體手段，豐富教學(xué)方式

無線網(wǎng)絡(luò)的全區(qū)域覆蓋、移動(dòng)終端設(shè)備的大范圍應(yīng)用，使得以視頻為信息傳輸媒體的微課得到常態(tài)化應(yīng)用，可汗學(xué)院和網(wǎng)易公開課等都是時(shí)下非常成功的微課代表.初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，部分實(shí)驗(yàn)由于時(shí)間和條件的限制，教師不能在課堂上實(shí)時(shí)呈現(xiàn)出來，但是如果教師將所呈現(xiàn)的物理實(shí)驗(yàn)的視頻或者相關(guān)物理現(xiàn)象制作成微課視頻，將實(shí)驗(yàn)的原理或者過程直觀展示給學(xué)生，可有效提高實(shí)驗(yàn)課堂的效果[5].例如熱機(jī)四沖程實(shí)驗(yàn)課程，可以將四沖程的課程制作成微課，不僅直觀形象，且可反復(fù)演示，能夠加深學(xué)生印象，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

案例：2013年6月20日上午十點(diǎn)，神舟十號(hào)的三位宇航員進(jìn)行了我國(guó)首次太空課堂教學(xué)，整個(gè)授課過程中，宇航員利用自己的真實(shí)體驗(yàn)和豐富的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容講述了太空無重力環(huán)境的特點(diǎn).將宇航員的太空生活視頻制作成微課展示給學(xué)生，加深學(xué)生對(duì)重力的產(chǎn)生以及應(yīng)用的理解，同時(shí)可對(duì)同學(xué)介紹我國(guó)在航天事業(yè)中取得的舉世矚目的成就，激發(fā)學(xué)生探索太空奧秘的興趣.

5 應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)豐富完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)

隨著信息技術(shù)的提升，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在大眾科學(xué)知識(shí)普及、科學(xué)研究、培訓(xùn)教學(xué)、展覽展示和虛擬仿真體驗(yàn)方面的應(yīng)用越來越多.目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)上的應(yīng)用主要在于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室.通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，能夠?qū)?fù)雜的物理圖景真實(shí)形象地展現(xiàn)出來，突出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課程中的主體地位，幫助學(xué)生將學(xué)過的物理知識(shí)再次整合，使之結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化、更具實(shí)用性，這些都是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程難以比擬的.

關(guān)于其應(yīng)用實(shí)踐，山東師范大學(xué)的畢於生[6]以及陜西師范大學(xué)的李璐[7]在其碩士論文中分別做了介紹，其中畢於生對(duì)初中物理《探究凸透鏡成像的規(guī)律》、《天平的使用》、《電路短路問題》的實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行了虛擬現(xiàn)實(shí)的嘗試，并對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用效果進(jìn)行了問卷調(diào)查.

6 增設(shè)課外開放性的物理探究性試驗(yàn)

課外開放性的物理探究對(duì)于系統(tǒng)化學(xué)生的物理知識(shí)，激勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新，豐富學(xué)生視野有很大的幫助，學(xué)生在這項(xiàng)活動(dòng)中可以不受老師和教材的約束，獨(dú)立自由的去想象思考，因此課外的探究性活動(dòng)必須內(nèi)容豐富、形式多樣、方法靈活.

案例1：風(fēng)車提重物，要求在有限的空間內(nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)重物提升裝置，以提升物體的重量大小為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)器材：吹風(fēng)機(jī)（功率固定），杠桿、滑輪、葉片、膠帶等物理實(shí)驗(yàn)室器材皆可.

小組合作自作風(fēng)車，老師引導(dǎo)學(xué)生利用杠桿、滑輪、齒輪等省力裝置，綜合比較各個(gè)方式的優(yōu)缺點(diǎn)，在有限的空間內(nèi)提升最大的重物.

案例2[8]：利用“探究凸透鏡成像”的整套實(shí)驗(yàn)裝置，再加一個(gè)凸透鏡和一個(gè)凹透鏡，引導(dǎo)學(xué)生探究近視眼的矯正用什么透鏡.

綜上所述，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的不僅僅要傳授學(xué)生知識(shí)，更重要的是引導(dǎo)學(xué)生去積極思考，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維以及團(tuán)隊(duì)合作能力.因此，為了在新課改的要求下更有效地開展初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)課程之前做好充分準(zhǔn)備，開展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，采用小組合作的學(xué)習(xí)模式，利用微課等多媒體手段豐富教學(xué)方式，引入物理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，增設(shè)課外開放性的物理探究性試驗(yàn).

參考文獻(xiàn)：

[1]李紅霞. 初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題及對(duì)策研究[D]. 華中師范大學(xué)， 2014.

[2]方仁好， 李江浦. 新課程下的物理探究式教學(xué)[J]. 中學(xué)物理：初中版， 2015， 33（5）：2-3.

[3]靳玉樂.合作學(xué)習(xí)「M].成都：四川教育出版社，2005.

[4]郭天云.合作學(xué)習(xí)在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)踐研究[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古師范大學(xué).2013.

[5]韓秋玉. 微課在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的有效應(yīng)用[J]. 中學(xué)物理：初中版， 2016， 34（11）.

[6]畢於生. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[D]. 山東師范大學(xué)， 2012.

[7]李璐. 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用于初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的理論與實(shí)踐研究[D]. 陜西師范大學(xué)， 2009.

[8]陳鐵杭. 對(duì)初中物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究[J]. 邏輯學(xué)研究， 2006， 26（5）：89-95.