提升初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)效研究

殷志剛

[摘? ?要]物理學(xué)是一門基于實(shí)驗(yàn)的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理課堂教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，對提高學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)具有重要的意義。研究認(rèn)為，提升初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)效的策略主要有：（1）就地取材，自制教具，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效性;（2）虛擬展示，借助信息技術(shù)，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效性;（3）強(qiáng)化應(yīng)用，通過解決實(shí)際問題，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效性;（4）分析論證，結(jié)合思維方法訓(xùn)練，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)效性。

[關(guān)鍵詞]實(shí)驗(yàn)教學(xué);實(shí)效性;策略

[中圖分類號]? ? G633.7? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2019）20-0039-02

物理實(shí)驗(yàn)可以為學(xué)生學(xué)習(xí)物理提供大量直觀的感性材料，是初中學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)物理的實(shí)證基礎(chǔ)，更是物理教學(xué)的重要內(nèi)容和基本方法。但觀察筆者周邊的物理課堂教學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的情況大多不能令人滿意。如何提高初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效性？如何真正發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)有的作用？本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，就提升初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)效性的策略進(jìn)行初步探討。

一、就地取材，自制教具，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效性

新課標(biāo)指出“課程資源是決定課程目標(biāo)能否有效達(dá)成的重要因素”，強(qiáng)調(diào)教師應(yīng)當(dāng)注重開發(fā)與利用課程資源，提高教學(xué)質(zhì)量。筆者認(rèn)為，教師在開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，除了利用實(shí)驗(yàn)室中的現(xiàn)有器材外，還應(yīng)注意自制教具，完成實(shí)驗(yàn)，提升教學(xué)實(shí)效。自制教具，取材簡單，大多是學(xué)生身邊的物品，這些物品大多來源于學(xué)生的日常生活，這樣就更容易激發(fā)學(xué)生的探究興趣，提高學(xué)生思維的創(chuàng)造性。因此，教師應(yīng)積極開展自制教具研究，不斷提高自己制作教具的能力。

比如，在“光的反射”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)室配備的器材比較笨重，使用起來不方便，可見度也不是很好，因此筆者就地取材，利用學(xué)生熟悉的物品自制教具，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)。筆者在課前準(zhǔn)備了平面鏡、硬紙板、502膠水、激光筆與量角器，然后在紙板的中線處畫一條直線代表法線，將中線的一個(gè)端點(diǎn)作為原點(diǎn)，用量角器畫出各個(gè)角度，最后再用502膠水將紙板中線的一面垂直粘在平面鏡上，自制教具就完成了，如圖1所示。隨后，筆者利用自制教具，引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究光的反射定律。實(shí)驗(yàn)中，要多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)找出一般規(guī)律。每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生便在紙板上用不同顏色的筆分別畫出對應(yīng)的入射光線和反射光線。實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生仔細(xì)觀察現(xiàn)象、記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，并通過分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及相關(guān)數(shù)據(jù)，總結(jié)出了規(guī)律：反射角等于入射角;反射光線和入射光線分居法線兩側(cè)……本節(jié)課通過自制教具開展實(shí)驗(yàn)探究，不僅順利地實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)，提高了教師的動(dòng)手能力與科研水平，同時(shí)有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉了他們的創(chuàng)新意識與實(shí)驗(yàn)探究能力，取得了很好的教學(xué)效果。

二、虛擬展示，借助信息技術(shù)，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效性

信息技術(shù)的高速發(fā)展給我國的教育事業(yè)帶來了新的變革，教師通過借助信息技術(shù)的先進(jìn)性與多樣性，能為物理學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)良好的環(huán)境，顯著提高課堂教學(xué)的有效性。教育部明確提出要“努力推進(jìn)信息技術(shù)教育與其他學(xué)科教學(xué)的整合”，教師在開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，應(yīng)善于整合信息技術(shù)，合理利用多媒體技術(shù)補(bǔ)充和輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)，發(fā)揮課堂實(shí)驗(yàn)無法實(shí)現(xiàn)的虛擬視覺效果。

比如，“物體的動(dòng)能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化”的課堂教學(xué)中，在“人造地球衛(wèi)星動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化”的教學(xué)環(huán)節(jié)，筆者就有效利用了信息技術(shù)手段輔助課堂教學(xué)。實(shí)際教學(xué)中運(yùn)用信息技術(shù)模擬衛(wèi)星在太空的運(yùn)動(dòng)過程，研究人造衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能的變化規(guī)律，幫助學(xué)生直觀認(rèn)識并深刻理解物理規(guī)律。在課堂上，筆者設(shè)計(jì)了Flash程序來虛擬情境，展開實(shí)驗(yàn)操作，如圖2所示，筆者讓學(xué)生完成了如下任務(wù)：（1）點(diǎn)擊“遠(yuǎn)-近”按鈕，觀察衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)情況，分析衛(wèi)星的機(jī)械能是怎樣轉(zhuǎn)化的？（2）點(diǎn)擊“近-遠(yuǎn)”按鈕，再次觀察衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)情況，分析衛(wèi)星機(jī)械能的轉(zhuǎn)化情況。學(xué)生興趣盎然，通過小程序進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，通過模擬動(dòng)畫，得到結(jié)論：地球衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)到近地點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能;從近地點(diǎn)到遠(yuǎn)地點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能。筆者還為學(xué)生提供了相關(guān)視頻資料，供學(xué)生觀看、學(xué)習(xí)。在這節(jié)課的教學(xué)過程中，筆者整合運(yùn)用信息技術(shù)，虛擬物理情境，展示了一般實(shí)驗(yàn)無法有效展現(xiàn)的物理情境與動(dòng)態(tài)變化過程，有效調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)了學(xué)生的求知欲，使他們更加生動(dòng)形象地了解了人造衛(wèi)星的運(yùn)行情況，顯著提高了課堂教學(xué)的實(shí)效性。

三、強(qiáng)化應(yīng)用，通過解決實(shí)際問題，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效性

教育家陶行知先生提出了著名的生活教育論，強(qiáng)調(diào)了生活與教育之間密不可分的聯(lián)系，給我國的教育事業(yè)帶來了深遠(yuǎn)的影響。新課標(biāo)也倡導(dǎo)物理教學(xué)應(yīng)“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”，這意味著教師在教學(xué)時(shí)，既要注重與實(shí)際生活的聯(lián)系，還要引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的物理知識運(yùn)用到日常生活中，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的成就感。由此可見，廣大教師在開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，應(yīng)當(dāng)建構(gòu)物理生活化的教學(xué)模式，落實(shí)新課標(biāo)“教學(xué)生活化”的要求，切實(shí)提高自身的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。

比如，在“探究物質(zhì)的比熱容”實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，筆者聯(lián)系生活中的常見現(xiàn)象，引出探究問題：“同學(xué)們?nèi)ズ＿呁嬗袥]有發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象，中午海邊的沙子很熱，然而海水卻很涼;傍晚時(shí)分，沙子變涼了，但海水卻十分緩和，大家思考過這是為什么嗎？”這一問題引起了學(xué)生的共鳴，大家都很想知道其中的奧秘。在學(xué)生的探究欲望被充分激發(fā)后，筆者組織學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。如圖3所示，在兩個(gè)燒杯中分別裝有質(zhì)量、初溫都相同的水和沙子，用兩個(gè)相同的酒精燈對其加熱。在實(shí)驗(yàn)中學(xué)生發(fā)現(xiàn)，分別加熱同等質(zhì)量的沙子與水，升高同樣溫度，沙子比水需要的時(shí)間短;分別加熱同等質(zhì)量的沙子與水，經(jīng)過相同的時(shí)間，沙子升高的溫度比水大。由此，筆者與學(xué)生一起根據(jù)這一結(jié)論引出了“比熱容”的概念。在學(xué)生了解了“比熱容”后，又組織學(xué)生討論前置問題，學(xué)生經(jīng)過思考與交流，興奮地解決了相關(guān)問題。課堂的最后，筆者還給學(xué)生布置了一個(gè)課外小實(shí)驗(yàn)：燒水時(shí)加入食鹽，水達(dá)到沸騰的時(shí)間會(huì)不會(huì)變化呢？請大家回家后在家人的幫助下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。學(xué)生應(yīng)用課堂所學(xué)的知識，成功探究得到答案：食鹽水的比熱容大于水的比熱容。通過強(qiáng)化應(yīng)用，有效提升了他們解決實(shí)際問題的意識和能力。

四、分析論證，結(jié)合思維方法訓(xùn)練，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)效性

隨著新課改的不斷深入，教師角色發(fā)生了重大變化，教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，他們的一言一行都會(huì)對學(xué)生產(chǎn)生潛移默化的影響。教師在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，應(yīng)當(dāng)扮演好自身“組織者”、“引導(dǎo)者”、“促進(jìn)者”和“合作者”的角色，通過整合其他的基本教學(xué)技能、手段，指導(dǎo)學(xué)生開展分析、綜合、歸納等思維活動(dòng)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效性。

比如，在“測量小電燈的電功率”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為了充分激活學(xué)生的思維，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，筆者引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)與論證。在課堂上，筆者向?qū)W生提問道：“前面我們學(xué)習(xí)了測量小電燈的電阻，參考這一實(shí)驗(yàn)，你們能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案測量小電燈的電功率嗎？”在筆者的引導(dǎo)下，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理P = IU，設(shè)計(jì)出了實(shí)驗(yàn)電路圖，如圖4所示，隨后學(xué)生根據(jù)電路圖展開了具體實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)后，筆者提問道：“在剛剛的實(shí)驗(yàn)中，我們可以發(fā)現(xiàn)小燈泡的實(shí)際功率不一定等于它的額定功率，為什么？什么條件下，小燈泡的實(shí)際功率大于它的額定功率？什么條件下又小于或等于它的額定功率呢？”緊接著學(xué)生對這一問題展開了研究，通過對收集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等有效信息進(jìn)行分析論證、歸納綜合，最后得到結(jié)論：若U實(shí)>U額，則P實(shí)>P額;若U實(shí)

綜上所述，教師可以通過自制教具、借助信息技術(shù)、解決實(shí)際問題和結(jié)合思維方法訓(xùn)練等，切實(shí)提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效性。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對學(xué)生形成物理概念，學(xué)習(xí)物理規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)具有重要的作用。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

[1]? 杜啟煥.提高農(nóng)村初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性淺探[J].中學(xué)教學(xué)參考，2016（11）：79.

[2]? 程宏亮.革新實(shí)驗(yàn)教學(xué) 培育創(chuàng)新素養(yǎng)[J].中學(xué)教學(xué)參考2019（5）：58-59.

[3]? 高禮平.提高物理教師的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)[J].中學(xué)物理，2010（6）：24-25.

（責(zé)任編輯 易志毅）