改進物理實驗教學(xué)的實踐與探索

張中慧 孟智繁

摘 要 在初中物理實驗教學(xué)中，很多教師仍采用“教師演、學(xué)生看”的教學(xué)方式，需要進行改革，以適應(yīng)教育教學(xué)發(fā)展的需要。結(jié)合教學(xué)實際，從教學(xué)觀念、教學(xué)方法、教學(xué)評價以及實驗室管理等方面，論述改進初中物理實驗教學(xué)的具體方法。

關(guān)鍵詞 初中物理；實驗教學(xué)；實驗器材；科學(xué)素養(yǎng)；實驗室

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）11-0123-02

1 前言

改進初中物理實驗教學(xué)，就是充分認(rèn)識到實驗教學(xué)在物理教學(xué)中的重要作用，徹底摒棄過去那種“教師演，學(xué)生看”的教學(xué)方式，根據(jù)教學(xué)實際，從實驗器材、實驗方法、實驗評價、實驗室管理等方面著手，通過改進，構(gòu)建以培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰槟繕?biāo)的教學(xué)方式，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

2 改進初中物理實驗教學(xué)的具體措施

改變實驗教學(xué)的觀念 《義務(wù)教育階段物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》明確指出，培養(yǎng)學(xué)生“具有初步的實驗操作技能，會使用單件的實驗儀器和測量工具，能測量一些基本的物理量”。因此，要改進物理實驗教學(xué)，首先要求教師改變實驗教學(xué)觀念，把過去那種“教師演示、學(xué)生觀看”的教學(xué)方式，改變?yōu)橐詫W(xué)生為主體的自主探究與合作交流的主動學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生在觀察、猜想、操作、發(fā)現(xiàn)、驗證以及歸納總結(jié)的過程中，了解知識的來龍去脈，完成知識的自主建構(gòu)。如在演示實驗時，把以教師為主的演示實驗改為教師演示、學(xué)生分組實驗和課外實驗結(jié)合的多種實驗方式，從而豐富實驗方法，拓寬實驗范圍，密切與生活的聯(lián)系。還可以對實驗室器材進行改進，通過師生自制教具，增強實驗效果，優(yōu)化實驗效果。如利用日常生活中的鉛筆和小刀等做壓強實驗，用水和玻璃做光的色散實驗等。由于這些器材來自學(xué)生的現(xiàn)實生活，為學(xué)生所熟悉，因而更有利于學(xué)生感受到物理與生活的密切聯(lián)系，增強實驗教學(xué)的趣味性，培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗習(xí)慣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

改進實驗教學(xué)的器材 有些演示實驗，由于教材中指定的器材存在操作不便的缺點，導(dǎo)致出現(xiàn)實驗時間長、現(xiàn)象不明顯、成功率低等問題。因此，為了提高實驗教學(xué)的實效，就需要對課本中指定的某些實驗器材加以改進。

1）更換課本中指定的實驗器材。如在“物態(tài)變化”的演示實驗中，教材中的方法設(shè)計是利用燒杯作為加熱容器。由于在燒杯底下墊上石棉網(wǎng)加熱緩慢，而且燒杯散失熱量較多，因而容易出現(xiàn)燃料消耗過多、實驗時間過長、沸騰前后現(xiàn)象不夠明顯等問題，很難觀察到教材中所描述的實驗現(xiàn)象。如果用普通試管代替小燒杯做加熱容器，就可避免上述問題的產(chǎn)生，既有利于縮短加熱時間，減少酒精的消耗，又能使實驗現(xiàn)象更加明顯。

2）自制實驗教具。根據(jù)教學(xué)需要自制教具，貼近教學(xué)實際，操作簡單，既有利于增加課堂教學(xué)的趣味性，提高觀察的清晰度，又能培養(yǎng)學(xué)生動手動腦的能力。如利用可樂瓶做大氣壓強實驗，利用乒乓球做浮力實驗，用筷子做“光的折射”實驗等。又如“串、并聯(lián)電路”的演示實驗，可利用電池盒、開關(guān)、電線、電壓表、電流表、燈座及燈泡等，自制一塊演示板，通過合理排布，掛在黑板上面。這樣既能讓全班學(xué)生都看得清楚，對線路的連接一目了然，又能讓教師的演示得心應(yīng)手。再如在進行“熱脹冷縮”實驗時，可把一個踩癟了的乒乓球放在熱水里浸泡，讓學(xué)生看到乒乓球恢復(fù)原形。

改進實驗教學(xué)的方式 在實驗教學(xué)中充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，留給學(xué)生充分的思考空間，增加學(xué)生動手操作的機會，鼓勵學(xué)生勇于提出自己的見解。具體包括以下幾個方面。

1）優(yōu)化演示實驗。演示實驗在教學(xué)中占有很大比重，是實驗教學(xué)的主要手段。通過直觀演示，可以化枯燥為生動、化抽象為具體，從而幫助學(xué)生獲得感性認(rèn)識，加深對知識的理解。由于演示實驗多年來已形成一定教學(xué)模式，在某些方面已不利于教學(xué)的開展和學(xué)生的發(fā)展，因此必須加以改進，以提高演示實驗的效率。

①改進以前的實驗習(xí)慣。以前的演示實驗教學(xué)，通常是教師帶著實驗器材進入課堂，或者由物理課代表幫忙，至于器材的功能和用法、注意事項等，學(xué)生則了解很少。因此，為了保證實驗順利進行，就要改變這種教學(xué)方法，讓學(xué)生在實驗前了解所需要的儀器和實驗物品，理清實驗步驟，明白實驗設(shè)備的正確運用方法。如對于刻度尺、天平、電壓表等實驗儀器，教師要指導(dǎo)學(xué)生看說明書，識別其規(guī)格和性能，弄清使用方法等，以便學(xué)生心中有數(shù)，避免上課時手忙腳亂。同時要使學(xué)生明白“為什么要選用這些器材進行實驗”等問題。

②規(guī)范實驗操作。教師的規(guī)范操作是實驗成功的前提，有利于學(xué)生在潛移默化中受到熏陶，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒灹?xí)慣。如在使用托盤天平時，砝碼的取用要用鑷子夾，而不能用手直接拿。又如在連接電路時，要先接線路，后接電源；而在拆卸時，要先斷電源，后拆線路。

③讓學(xué)生充分交流討論。過去的演示實驗教學(xué)存在教師一言堂的現(xiàn)象，學(xué)生只是被動地接受教師所講的一切，沒有交流討論的機會。實驗教學(xué)方法的改進，就是要改變這種現(xiàn)象，讓學(xué)生在交流中分析，在思考中發(fā)現(xiàn)，最大限度開發(fā)學(xué)生的潛能，達(dá)到教學(xué)目的。

④引導(dǎo)學(xué)生對實驗進行反思。實驗后引導(dǎo)學(xué)生反思，有利于學(xué)生進一步理解實驗過程，開拓思維空間，思考實驗的最優(yōu)方案，促使學(xué)生以盡可能多的實驗方法實現(xiàn)相同的實驗?zāi)康?。如完成“液體的壓強”實驗后，可以啟發(fā)學(xué)生反思實驗情景，思考“液體內(nèi)部有沒有向上的壓強？側(cè)面有沒有壓強？不同深度的液體壓強是否相同？液體壓強與什么有關(guān)”等問題。

2）采用多種實驗方式。課程改革的核心目標(biāo)是發(fā)展學(xué)生的能力，因此，實驗教學(xué)的目的不能僅滿足于教會學(xué)生掌握基本的物理知識和基本技能，還應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。為此，就需要改進和豐富實驗方式，以促進學(xué)生創(chuàng)新能力的提高。

①將教師的獨自演示實驗改為師生共同參與的實驗，即在演示實驗中，讓學(xué)生參與進來，增強師生的互動與合作。如在教學(xué)“大氣壓”一節(jié)時，可先由教師在一個裝滿水的水杯杯口上放一張硬紙片，然后用“顛覆水杯”的方法進行演示。學(xué)生通過觀察發(fā)現(xiàn)：水不流出，紙片也不下

落。由此證明大氣壓的存在。那么大氣壓有多大呢？接著讓學(xué)生分組上臺做馬德堡半球?qū)嶒?，以此感受巨大的大氣壓力，驗證大氣壓強的存在。這樣，學(xué)生不僅學(xué)得有興趣，而且理解深，記得牢。

②把部分演示性實驗改為探究性實驗。演示實驗雖然直觀具體，有利于學(xué)生在觀察的基礎(chǔ)上獲取結(jié)論，但最大弊端是把學(xué)生置于觀眾的地位，不利于學(xué)生動手動腦，更不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。為此，物理課程標(biāo)準(zhǔn)指出：“科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，又是重要的教學(xué)方式之一。將科學(xué)探究列入內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，旨在將學(xué)習(xí)重心從過分強調(diào)知識的傳承和積累向知識的探究轉(zhuǎn)化，從學(xué)生被動接受知識向主動獲取知識轉(zhuǎn)化，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、實事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神?！弊寣W(xué)生“在科學(xué)探究活動中，通過經(jīng)歷與科學(xué)工作者進行探究時的相似過程，學(xué)習(xí)物理與技能，體驗科學(xué)探究的樂趣，學(xué)習(xí)科學(xué)家的科學(xué)探究方法，領(lǐng)悟科學(xué)家思想和精神”。由此可見，實驗教學(xué)要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，必須要多設(shè)計探究性實驗。

要達(dá)到這一目的，把部分演示性實驗改為探究性實驗是一個有效辦法。如可以把教材中的“思考與討論”“閱讀材料”“小實驗”等欄目設(shè)計為探究性實驗。如教學(xué)“串聯(lián)與并聯(lián)”電路后，可讓學(xué)生以學(xué)習(xí)小組為單位，自主完成練習(xí)冊上的實驗。

③把部分驗證性實驗改為設(shè)計性實驗，即為學(xué)生提供實驗器材，由學(xué)生自主設(shè)計驗方案，自主挑選實驗器材，自主獲得實驗結(jié)論，自主完成實驗報告等。如在教學(xué)“水不善于導(dǎo)熱”的內(nèi)容時，可指導(dǎo)學(xué)生把一條小金魚放入裝滿水的大試管中，然后用網(wǎng)狀物將其隔在試管的底部。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在給試管的上部加熱直至沸騰時，底部的小金魚還可以自由游動；而給試管的底部加熱時，小金魚很快就死了。由此說明兩個問題：一是水不善于導(dǎo)熱；二是水的傳熱是通過對流來實現(xiàn)的。這種實驗方法使科學(xué)探究得以真正實現(xiàn)。

④鼓勵學(xué)生自制教具和開展小實驗活動。一方面，鼓勵學(xué)生自制教具，既可以解決實驗儀器不足的問題，又能加深對學(xué)生物理知識的理解，提高學(xué)生的動手能力，如制作小天平、測力計、簡易望遠(yuǎn)鏡、模擬電路板等；另一方面，鼓勵學(xué)生開展小實驗活動，可以幫助學(xué)生鞏固實驗的具體做法，掌握一些基本的實驗技能，從而實現(xiàn)對知識的再學(xué)習(xí)，達(dá)到提高實驗?zāi)芰Φ哪康摹?/p>

改進實驗教學(xué)的評價 實驗教學(xué)之所以還存在“講實驗”的問題，原因之一就是沒有建立與之相適應(yīng)的評價標(biāo)準(zhǔn)。因此，在大力倡導(dǎo)多元化評價方式的今天，必須改變過去那種過分重視物理實驗的基本知識而忽視學(xué)生探究能力、實踐能力、創(chuàng)新能力培養(yǎng)的綜合評價方式，積極實施實驗過程的全面評價方式，如基礎(chǔ)知識評價、實驗設(shè)計評價、操作能力評價、數(shù)據(jù)處理能力評價、創(chuàng)新能力評價、情感態(tài)度和價值觀評價等。

改進實驗室的管理 實驗室是實驗教學(xué)的保證，是開展實驗教學(xué)的場所。改進現(xiàn)行的實驗室管理方式，以保證實驗教學(xué)順利進行，更好地服務(wù)于實驗教學(xué)。除了建章立制，使實驗室管理更加科學(xué)規(guī)范以外，還要加大實驗室的開放力度，讓學(xué)生利用更多的業(yè)余時間進行自主實驗和探究。

3 結(jié)語

總之，創(chuàng)新是時代的主題，也是實驗教學(xué)的需要。只有勇于對目前的實驗教學(xué)方法進行合理改進，并不斷創(chuàng)新，才能提高實驗教學(xué)效率，推動物理實驗教學(xué)不斷前進，達(dá)到實驗教學(xué)效果最優(yōu)化的目標(biāo)。

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