初中物理光學實驗創(chuàng)新設計與應用思考

劉建娥

摘 要 物理教師在教學中不斷創(chuàng)新和設計不同的實驗，給予學生積極的啟發(fā)和思考，有助于增強學生的物理思維能力和推理能力，提升學生掌握知識和技能的能力。以初中物理光學內容的實驗教學為例，探討物理光學實驗創(chuàng)新設計的方式和策略，促進實驗教學效率的提升。

關鍵詞 初中物理；光學實驗；實驗教學；素質教育

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）03-0102-02

1 前言

物理實驗是人類探索自然和認識世界的一種重要實踐活動。在初中物理教學中重視實驗教學的重要性，有利于加深學生對物理知識點的理解，從而更好地掌握和運用。就光學教學來說，運用實驗教學的方式能夠起到重要作用，有助于將難以理解的物理知識轉變?yōu)楹唵我锥?、形象直觀的實驗現(xiàn)象，化腐朽為神奇，并將學生的注意力吸引過來，激發(fā)學生探討物理知識、揭示物理現(xiàn)象的欲望和熱情，促進物理教學效率的提升。

但從當前的物理光學教學狀況來看，還有一些問題需要進一步解決，才能實現(xiàn)這一實驗教學目的。如實驗器材與設備的缺乏、實驗操作的可行性不強、存在一定的危險等，這些都是阻礙教師合理使用實驗方式進行教學的不利因素。本文針對這些問題，分析初中物理光學實驗教學現(xiàn)狀和其中阻礙光學實驗教學的主要因素，在此基礎上探究相關解決策略。

2 初中物理光學教學中運用實驗教學方式的作用和意義

在初中物理光學教學中，積極運用實驗演示法進行教學滲透，能夠在課堂中起到重要的作用，對學生學習物理知識產生重要意義。

首先，實驗教學使物理理論與生活實際之間的聯(lián)系加強，有利于引發(fā)學生對物理知識產生濃烈的興趣，因為他們能夠通過實驗發(fā)現(xiàn)生活中與物理知識密切相關的現(xiàn)象，激發(fā)探索現(xiàn)象發(fā)生的原理、揭示事物本質的欲望，通過自身的實踐活動去探索和研究找到解決問題的關鍵和訣竅，從而熱愛科學、熱愛物理。

其次，在這個過程中也培養(yǎng)了學生觀察社會生活、思考物理現(xiàn)象的能力。學生在生活中遇到相關物理現(xiàn)象或者一些物理理論知識無法解釋時，通過實驗教學，善于發(fā)現(xiàn)問題、分析和解決問題，最終在此基礎上進一步培養(yǎng)獨立思考、獨立工作和探索創(chuàng)新的能力。

最后，有利于培養(yǎng)學生科學的、嚴謹?shù)膽B(tài)度，樹立科學的思維方法和嚴謹?shù)目茖W作風，而不會以隨便、敷衍的態(tài)度對待物理知識的學習，提高學習效率，促進全面發(fā)展。

3 初中物理光學實驗教學現(xiàn)狀與問題分析

實驗教學方法較為單調 在進行光學實驗教學時，教師可能會考慮多方面的因素，如在課堂中進行實驗教學紀律不易維持，學生的實踐操作水平不夠高，設備器材缺乏等，而更多地只是以演示實驗來代替真實的實驗。并且在很多情況下，教師只是為了驗證教材中的已有理論成果，象征性地讓學生按照既定流程來動手做實驗，并沒有提出具有實際價值的問題，讓學生去積極地思考和探索，同時也不利于學生發(fā)揮自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的能力。因此，就連演示實驗都成了一種形式。就教學實驗方案的設計來說，教師鮮少愿意在這方面投入較多的時間和精力，使實驗教學方式過于單一和陳舊，其目標只是為了完成教學，或者一味地追求教學進度。這種實驗教學方式是不可取的。

學生方面的因素 就學生來說，由于習慣于接受傳統(tǒng)的知識灌輸?shù)慕虒W方式，因而比較重視理論知識的學習，忽視動手實踐能力的鍛煉。當他們聽聞教師要布置與實驗相關的作業(yè)時，并不是開心地接受，而是愁眉苦臉，不知所措。在課堂中，教師要求學生參與實驗教學過程中，學生往往不愿意動手、不敢動手，也不知從何下手；或者只是根據教材中的流程機械地動手，缺乏動腦思考的環(huán)節(jié)。學生既缺乏動手的主動性，又沒能養(yǎng)成良好的學習物理知識、探索物理現(xiàn)象的科學態(tài)度和習慣，如何能夠主動地通過實驗教學的方式來理解和掌握物理知識與技能呢？因此，在光學實驗教學中，其創(chuàng)新設計的關鍵還在于學生自己，教師需要從意識和能力雙方面入手，鍛煉學生的實驗動手能力。

實驗考核問題分析 由于我國的素質教育還沒有真正地普及到教育教學中，因此，當前實施的主流教育體制依然是應試教育，初中生學習物理的動機離不開中考這個目標，不管是教師還是學生，都是重視理論知識的教學與傳授，為應付中考而努力。而在物理實驗教學方面，多數(shù)教師只是采取考試前突擊訓練的方式，達到通過考試的目的，考試通過，目的也就達到，實驗方式即被棄之不理。因此，這種重理論知識、輕實驗教學的考核形式不利于教師積極地做好實驗教學準備和設計，也不能讓教師重視實驗教學，甚至認為學生不會動手實驗沒什么關系，只要會動筆寫下實驗過程就可以了，教師“做實驗不如講實驗”。因此，在考核方面需要做出相應的改革，才能讓全體師生重視實驗教學在物理教學中的重要作用。

4 初中物理光學實驗創(chuàng)新設計分析與應用

從學情出發(fā)，激發(fā)學生學習的興趣 前文提到，實驗教學的有效性關鍵還是在于學生的興趣，教師唯有充分調動學生的興趣，并將實驗內容與學生的已有經驗聯(lián)系起來，才能讓學生主動地、自主地參與整個實驗過程，讓學生能夠從實驗教學過程中獲得熟悉感和親切感，從而將學生的注意力吸引到實驗中，也有助于引導學生更好地留心觀察生活中的物理現(xiàn)象，并將物理知識活學活用到生活實際中，以嘗試解釋一些自然現(xiàn)象，促進學生積極地思考現(xiàn)象產生的原因，養(yǎng)成勤于思考、善于觀察、勇于探索的學習習慣。

以“光的折射”的教學為例，學生在生活中隨處可見光的折射現(xiàn)象，方便教師從學生的生活實際入手，來增強學生對光的折射的理解。如光線與鏡子接觸時產生的現(xiàn)象、與水面接觸時產生的現(xiàn)象，或者光射入其他介質所產生的不同現(xiàn)象等，讓學生通過觀察不同現(xiàn)象來了解光的偏折規(guī)律及其可逆性，從而學會從眾多的光現(xiàn)象中辨別出屬于折射的現(xiàn)象，嘗試對光的折射現(xiàn)象提出一些問題，或者解釋一些光的折射現(xiàn)象。

這種實驗相對簡單，僅需準備玻璃杯、純凈水、光源，以及沙子、木板、筷子、硬幣等其他介質。實驗時將硬幣放入盛滿水的杯子中，讓學生用手去摸眼睛看見的硬幣；再將筷子插入水中，讓學生觀察筷子；接著將一束光照進水中，觀察光會發(fā)生什么現(xiàn)象；最后分別將光投入木板和沙子中，記錄相關的現(xiàn)象。當把這些小實驗的結果都記錄下來之后，學生肯定會發(fā)現(xiàn)：自己摸不到眼睛所看見的硬幣；水中的筷子其實并沒有被“折彎”；當一束光照進水中時，光也出現(xiàn)與筷子類似的想象；當光照進沙子和木板時被“阻斷”了。通過這些小小的實驗，學生能夠聯(lián)系日常生活中與光有關的現(xiàn)象，利于培養(yǎng)認識自然現(xiàn)象、熱愛科學的興趣，體驗到學習物理的美妙感覺，保持學習熱忱。

實驗教學應當著眼于學生對概念和規(guī)律的理解 既然演示實驗已經遠遠不能滿足實驗教學的需求，教師就應當積極地創(chuàng)新實驗教學方式，摒棄純粹的演示教學，而大膽地進行真實的實驗教學。這需要將實驗過程與學生對概念和規(guī)律的認知水平相結合，忽略學生學習情況的實驗教學終究不能發(fā)揮其應有的作用。如光的反射這一課，教師在設計實驗時，首先將需要的材料準備齊全，包括充足的硬紙板、計算紙、平面鏡、激光筆等，再自己動手制作一個反射儀。將硬紙板經過翻折和粘貼之后，做成兩個直角稱，在直角稱下面放一塊平面鏡。以兩個直角稱的中線作為法線，手持激光筆，隨意將一束光貼著硬紙板射入平面鏡中，與法線形成一個夾角，觀察其從平面鏡中反射出來的角度是否與射入線和法線之間的夾角相等；可以變化不同的角度，將激光射入平面鏡中，以驗證自己的猜想和結論。光的反射實驗裝置，結構相對簡單，實驗所需要的材料容易獲得，制作起來也不難，學生在課外利用簡單的硬紙板之類的材料便可以做出來，有助于培養(yǎng)動手動腦的能力，更好地理解入射角和反射角的定律。

設計實驗時須注意物理思想，鍛煉學生的物理思維能力 針對學生不重視物理實驗、不愿意主動參與物理實驗的問題，教師需要讓學生在學習過程中逐漸地形成物理思想，培養(yǎng)較強的物理思維能力，這是運用實驗教學法進行教學的目標之一。這要求教師在注重教授學生實驗的設計方式和技巧的同時，教會學生學會分析實驗過程中所運用到的物理思想，只有這樣，才能逐步培養(yǎng)學生的物理思想，強化學生從物理的角度思考問題的能力，從而在潛移默化的過程中提高學生的物理素養(yǎng)，培養(yǎng)學生創(chuàng)新性思維的能力。

如在探究凹透鏡或凸透鏡成像規(guī)律時，根據教材中的原理“凹透鏡只能生成正立縮小的虛像”，與凸透鏡成像相比，它只能成虛像，且虛像必是縮小的。學生通過具體的實驗驗證了這些規(guī)律之后，教師應當積極地進行引導：這些規(guī)律來自物體為實物的基礎之上，那么當物體為虛物，并隨意地調整其焦距時，會得到什么樣不同的結論？然后要求學生自主地進行探究，并在此過程中學會自主地總結和歸納。這樣一來，既鍛煉了學生的自主學習能力，又強化了學生歸納概括的物理邏輯思維能力，促進學生物理素養(yǎng)的提升。

5 結語

綜上所述，在初中物理光學教學中，創(chuàng)造性地運用實驗教學法，設計有益于激發(fā)學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力的實驗，積極地轉變對實驗教學的態(tài)度，重視實驗教學對學生產生的重要作用和意義，以形式多樣、直觀易操作、可行性強的實驗設計方式，引發(fā)學生的學習興趣，激發(fā)學生探索物理知識的欲望，結合學生的具體實際，認真地分析教材，對授課內容和實驗內容有整體的把握，引導學生在實驗過程中驗證和總結物理規(guī)律，促進學生探索物理知識的能力的提升，從而為學生的終身發(fā)展奠定基礎。

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