初中物理實驗教學實效性探討

山東省煙臺第二中學 高 軍

所謂教學的實效性，最基本的指標就是看教學是否達到了預期目標。在課改前，學生掌握了物理的公式定理、能夠在考試中取得好分數即為有效教學；而現在，強調對學生綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)，其中一個重要的目標，就是培養(yǎng)學生的實踐素養(yǎng)，即要讓學生能將所學知識技能應用于實踐，服務于社會生活。物理知識在生活中的應用，往往伴隨著創(chuàng)新，它不像數學計算那么簡單地遷移到生活中，比如，利用杠桿原理去完成一次起重，怎樣利用現場條件選擇長度、強度合適的杠桿，以什么為支點，安全怎樣保障……這些都不是課本所能教給學生的，需要學生在實際中發(fā)揮創(chuàng)造力。

所以，要想實現新目標下物理教學的有效性，教師不僅需要向學生傳授知識，而且要注意對其動手、動腦能力和意識的培養(yǎng)。而要實現這個目標，實驗教學是最有效的抓手之一。通過實驗過程，學生不僅能更好地理解和掌握知識，同時也能培養(yǎng)他們的動手能力。當然，如果設計得當，還可以對他們進行創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

一、影響實驗教學實效的因素

（一）教師對實驗的重視程度不夠

受傳統教育理念的影響，教師仍然將教學的重心放在讓學生背記物理理論上，認為在教學中組織學生進行實驗需要“浪費”大量的課堂時間，會影響學生的物理學習成績。在這種理念的支配下，不少物理教師干脆就省略了實驗環(huán)節(jié)，只是用多媒體播放圖片、視頻來呈現實驗過程和結果，而不讓學生親自動手操作。而且，即便是組織了實驗，也是給學生很少的時間，過程草草。教師給學生演示實驗的時候，也是蜻蜓點水式的，不進行演示講解，演示的過程中也不關注學生是否能夠觀察到細節(jié)。學生既不能通過實驗直觀體驗到知識原理，也不能通過教師的演示把握好實驗的要領。實驗的準確性、科學性得不到落實，實驗對于學生物理知識的掌握和素養(yǎng)的培養(yǎng)的作用也就發(fā)揮不出來。有時候，一些教師還用實驗試題代替實驗，讓學生通過純抽象的想象思維來完成“實驗”，這種缺少直觀體驗性的“變相”實驗，既不能達到實驗教學的目的，還會影響學生對物理學習的積極性。

（二）教師組織實驗過于注重結果

教師在組織和指導學生進行實驗的時候，只關注學生是否通過實驗得到了準確的數據、得出了正確的結論，而學生在實驗的過程中是否進行了思考、是否解決了疑惑、是否培養(yǎng)了創(chuàng)新意識、是否訓練了合作能力以及科學嚴謹的治學態(tài)度等，教師都沒有進行引導，也沒有給學生提供條件。其實，這種直接指向結果的實驗對學生素養(yǎng)發(fā)展的培養(yǎng)作用非常有限，只不過是對理論知識的一次直觀呈現而已。學生通過這樣的實驗，只是驗證了、認同了課本上的理論，而對其他素養(yǎng)的發(fā)展建設是沒有價值的。因而，正如我們前面所說，這樣的實驗教學不能稱為“有效”。

二、保證實驗教學實效的策略

（一）保證實驗的次數

要想通過實驗達到有效培養(yǎng)素養(yǎng)的目標，教師必須增加并保證一定數量和質量的學生動手實驗。物理是個實驗學科，在教學中使用實驗法能幫助學生深度掌握理論知識。但在實際教學中，教師往往會有意弱化實驗教學，這有幾個原因：一是由學生參與實驗往往會消耗較長時間，受傳統教學目標影響的教師會認為這樣做“得不償失”；二是有些物理理論相對比較簡單，教師認為沒有必要。其實，學生只有經過親自動手操作，才能發(fā)展其實踐力和創(chuàng)新力，僅僅是理解知識并不能達到這個目標。讓學生動手，不僅不會“得不償失”，而且恰恰能得到教師需要的“效”。所以，不管是簡單的還是復雜的實驗，有條件的情況下，都應盡量讓學生動手參與。

例如，教學“運動和靜止”知識時，教師就可能認為這個知識點過于簡單，沒必要讓學生去動手。而其實，只有讓學生通過“擺弄”物體，他們才能真正直觀領會“運動是絕對的，靜止是相對的”這個道理，而且只有動手，他們才能學會如何去組織這個實驗來完成理論的驗證。

（二）提供創(chuàng)新的機會

教師組織物理實驗還有個較突出的問題，就是組織過程過于機械教條，其中一個原因是為了保證學生和器材在實驗過程中的安全，另一個原因是保證實驗過程的“流暢”。如果給學生較多獨立“創(chuàng)新”“探究”的空間，學生往往會因思路混亂或方法不當而“耽誤”時間，整個實驗過程會變得拖拖拉拉，影響了教師后面教學的推進。因而，不少教師會在學生進行實驗前，把具體的操作細節(jié)、步驟展示給學生并要求他們嚴格按這個規(guī)程去操作。這樣組織實驗，一方面是很影響學生的參與熱情，試想，誰愿意像機器一樣按指令完成動作呢？實驗過程變得索然無味。另一方面，實驗的過程中，學生的思維處于停滯狀態(tài)，根本就不進行思考，而是完全聽命于教師，這顯然是達不到培養(yǎng)創(chuàng)新思維和獨立實踐能力這些目標的。

所以，在組織實驗時盡量不給學生詳細方案，而是讓他們自己根據目標來進行探究、設計。例如，在測量平均速度實驗時，教師把器材（停表、光電計時器、小車等）提供給學生，但不告訴他們怎樣完成實驗，只告訴他們要得到一組小車的平均速度值，至于怎樣操作，則交給學生自己琢磨，只有當學生遇到困難時，才進行點撥。這樣雖然是比提供實驗方案消耗了更多時間，但培養(yǎng)效果顯然要優(yōu)于教條式實驗。

（三）注重合作的操作

就初中的物理知識來說，大部分實驗是可以由學生個體獨立完成的。但為什么要強調注重合作式的實驗呢？這是基于兩個原因：第一，初中生還沒有完全形成正確的學習價值觀，在學習的驅動上還是以興趣為主。而我們采用合作的方式，因為過程比較活躍、氛圍好，而且小組間具有一定的競爭性，能夠調動學生的學習積極性，提升其思維有效性。第二，一個人的思維空間是有限的，特別是對于培養(yǎng)創(chuàng)新思維來說，初中生往往會遇到思維上的瓶頸。但我們把他們集中起來的時候，大家通過交流合作達到集思廣益的目的，多個學生的思維碰撞往往能極大拓展學生的思維空間，這對培養(yǎng)其創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維發(fā)展有很好的效用。

所以，有一定復雜性的實驗，建議教師采用小組合作的方式來組織。比如“光的反射”實驗，就可以將學生分組，讓他們一起商議并操作如何能夠利用鏡子、激光筆等器材來完成對光的反射定律（入射角、反射角、光路可逆性等）的驗證和歸納。

（四）注重演示的質量

在初中物理的實驗教學中，教師的實驗演示是一個非常重要的環(huán)節(jié)。通過這個環(huán)節(jié)，教師要達到兩個目的：第一，因為教師的實驗操作能力比較高，操作的科學性、準確性能夠得到保證，通過教師的演示可以直觀地向學生呈現物理原理，證明教材中所講授的理論；第二，教師實驗演示的過程其實是給學生親自動手提供了一個范本，結合教師在演示過程中的講解，學生可以掌握實驗的關鍵步驟、操作要領和注意事項，保證其實驗能夠有質、高效且安全。

所以，演示的環(huán)節(jié)一定要注意質量，而這個“質量”包括兩個要素：一是教師的操作要完整、規(guī)范，不能在演示的過程中省略環(huán)節(jié)，不能因為某些操作動作“不重要”而向學生展示不規(guī)范的動作；二是在演示的過程中一定要配合講解、提示，把操作的原理、注意事項給學生講清楚，避免有些同學因觀察不細致而漏掉操作關鍵，導致實驗失敗或繞彎路。

比如，在對“動能大小相關因素”這個知識點進行實驗演示的時候，教師先拿一個小車進行小坡滑落撞擊木塊實驗，在動手演示的過程中，就要提示學生用同一輛小車做兩次撞擊，是指小車的質量沒有變化。大家注意，這個步驟要注意兩點：一是兩次小車起點高度的位置要有變化，二是木塊要放在同一個位置上。然后，教師再演示兩個不同質量小車的滑落撞擊，這時，就提示學生：“這個步驟實驗時，兩個小車的質量是不一樣的。實驗的時候，注意兩個小車的起點高度要完全一致，同樣，木塊的位置兩次要完全一樣?！苯處熢谘菔镜倪^程中，把所有的動作都做完整，而且把每個步驟的要領都講得明明白白。這樣，學生在后面進行獨立動手操作的時候，思路就是清晰明確的。實驗數據的準確性高，實驗的過程流暢順利。

（五）合理運用多媒體

如今，信息技術飛速發(fā)展，教師應有意識地利用這個現代化教育手段輔助學生的實驗，提升實驗的育人效率。多媒體技術在物理實驗中的作用主要可以從兩個方面考慮：一是有些物理實驗具有一定的危險性，或者是對場地有一定要求，不適宜在教室中進行實際操作，就可以用多媒體技術進行替代；二是現在有很多專門為中學物理實驗研發(fā)出來的實驗軟件，這些軟件不受實驗材料的限制，平時學生不容易得到的實驗材料都可以在軟件中進行模擬。而且，這種電子化的實驗平臺，還有動畫效果，不怕失敗，可以提升學生的學習興趣。

例如，要進行“分子擴散運動”實驗，由于分子擴散現象不容易被捕捉到、分子擴散的速度也比較慢，學生的實驗感知效果就比較低。這個時候，教師就可以給學生播放課前準備好的分子擴散動畫課件，使學生對這些看不到、摸不著的分子產生直觀的認知。

再比如，在進行“大氣壓強”實驗的時候，在教室中做塑料瓶中空氣加熱、冷縮的實驗，雖然可以證明大氣壓強的存在，但視覺沖擊力度不高。教師可以播放一個場外實驗的視頻：用火焰對一個大的鐵制空油桶進行加熱，之后迅速在油桶上澆冰水，學生可看到鐵制的油桶瞬間被大氣壓癟的震撼場面，從而對大氣壓的力量產生強烈認知。因為這個實驗的危險性比較高，不適合讓中學生親自動手，所以使用多媒體來解決這個問題。

三、結語

總的來說，課改之后，初中物理教學的有效性界定發(fā)生了變化。要想完成對學生素養(yǎng)特別是實踐和創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)，實驗教學是一個重要的抓手。物理教師不僅要多組織由學生參與的實驗活動，而且要注意多給他們留下創(chuàng)新的空間，并注意合作法的使用。此外，注意演示的質量以及合理使用信息技術，也是保證實驗實效性的重要抓手。