中考改革背景下物理實驗操作教學(xué)策略研究 ①

洪文琪

(廣東省廣州市藍天中學(xué),廣東 廣州 510260)

1 引言

從2021年開始，廣州中考物理增加了10分的實驗操作考試內(nèi)容。《義務(wù)物理課程標準(2011年版)》要求學(xué)生：有初步的實驗操作技能，會用簡單的實驗儀器，能測量一些基本的物理量，具有安全意識，知道簡單的數(shù)據(jù)記錄和處理方法，會用簡單圖表等描述實驗結(jié)果，會寫簡單的實驗報告。實驗操作考試主要針對課程標準規(guī)定的20個學(xué)生必做實驗，由學(xué)生現(xiàn)場進行實驗操作考試。為了應(yīng)對這種變革，筆者提出了初中物理實驗操作的教學(xué)策略。

2 引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計實驗方案

在學(xué)生進行實驗操作之前，教師應(yīng)該根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)實驗情景，提出相關(guān)問題，激發(fā)學(xué)生的思考，建立學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”和新知識的聯(lián)系，使學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上自主設(shè)計實驗方案，然后再進行實際操作，知其然的同時知其所以然。在設(shè)計實驗方案的過程中能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，在理解基礎(chǔ)上的記憶比機械記憶更持久、牢靠。

例如，在人教版物理八年級上冊第五章第三節(jié)“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實驗教學(xué)中，教師可以先復(fù)習(xí)前一節(jié)“照相機、投影儀、放大鏡”的內(nèi)容，總結(jié)生活中三種透鏡的成像特點，把表示三種透鏡的物體、透鏡和像位置關(guān)系的圖片放在一起對比，引導(dǎo)學(xué)生思考三種透鏡應(yīng)用中物體到凸透鏡的距離(物距)與成像特點之間的關(guān)系，提問：通過改變什么物理量可以得到不同特點的像？引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計出實驗方案：改變物距，研究物距大小與成像特點的關(guān)系。在由遠及近改變物距的實驗中，為了減小無目的的探究，可以先固定物體和凸透鏡，讓學(xué)生自己想辦法找到像的位置，學(xué)生通過實驗探索，提出的方案是：改變光屏到凸透鏡的距離，即改變光屏位置得到清晰的像。引導(dǎo)學(xué)生觀察像的特點并進行記錄，再讓學(xué)生改變物距，觀察不同物距對應(yīng)的像的特點及其改變情況，學(xué)生在操作過程中記錄物距、像距和成像特點，最后根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，歸納出透鏡成像規(guī)律。

3 設(shè)置實驗“陷阱”，突破實驗細節(jié)的難點教學(xué)

學(xué)生在操作中容易遺漏實驗細節(jié)，使實驗操作不夠嚴謹，導(dǎo)致測量結(jié)果不夠準確。為了收集學(xué)生易犯的錯誤，教師需在學(xué)生分組實驗課上仔細觀察，分析學(xué)生出現(xiàn)問題的原因，診斷學(xué)生的思維誤區(qū)，積累學(xué)生的問題，并轉(zhuǎn)化為物理課程資源，借助這些資源設(shè)置實驗“陷阱”，讓學(xué)生在錯誤中反思，激發(fā)學(xué)生的深層思考，達到幫助學(xué)生糾正錯誤的目的，突破實驗細節(jié)難點。

例如，在“驗證凸透鏡成像的規(guī)律”的實驗中，一開始應(yīng)調(diào)節(jié)“F”光源、凸透鏡、光屏中心在同一高度，課前教師有意將三者的高度調(diào)為不一致，讓學(xué)生觀察到此時所成的像不在光屏中央，不方便觀察成像特點，通過這樣的糾錯小實驗，讓學(xué)生理解把三者中心調(diào)到同一高度的意義所在。再比如，在“用天平和量筒測量鹽水的密度”的實驗中，實驗前學(xué)生要先將游碼調(diào)到標尺零刻度線處后，再調(diào)節(jié)平衡螺母，使天平橫梁平衡。但在實際操作時，學(xué)生總是忘記把游碼調(diào)零，只是死記硬背實驗步驟，學(xué)生很容易遺忘或者記錯順序，變成先調(diào)平衡螺母、再調(diào)游碼位置。要讓學(xué)生形成深刻記憶，可運用課堂小實驗的形式將學(xué)生天平投到大屏上，事先把學(xué)生天平的游碼調(diào)至非零刻度線處，并調(diào)亂平衡螺母，讓學(xué)生上臺操作，學(xué)生在第一次操作時往往會忘記把游碼調(diào)零，直接調(diào)節(jié)平衡螺母，這時教師再引導(dǎo)其他同學(xué)分析、糾正。通過這樣的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計，讓學(xué)生對知識點的理解和記憶更加深刻。

4 督促學(xué)生課后實驗操作“打卡”

根據(jù)艾賓浩斯的記憶規(guī)律，遺忘在學(xué)習(xí)之后立即開始，而且遺忘率并不是均勻的。最初遺忘速度很快，之后逐漸變慢。課后的復(fù)習(xí)能加強記憶，延緩遺忘，但初中生正處于青春期，自覺性有限，因此教師的督促尤為重要。學(xué)生在課堂上進行的實驗操作是在老師的指導(dǎo)下進行的，而在實驗操作考試中則需要學(xué)生獨立完成，所以布置課外實驗作業(yè)能進一步提升學(xué)生的實驗操作能力。根據(jù)教學(xué)需求，可在周末要求學(xué)生用自己的實驗箱獨立進行實驗操作，在操作過程中，利用手機拍攝照片或者視頻，記錄每個實驗的操作和測量細節(jié)，利用QQ群的“作業(yè)”功能提交，教師可以根據(jù)學(xué)生提交的照片或者視頻，對不同學(xué)生的實驗操作情況，確定后續(xù)的分層教學(xué)、查漏補缺和個別輔導(dǎo)，這也是筆者在2020年線上教學(xué)期間就開始應(yīng)用并延續(xù)至今的做法，在長期的教學(xué)實踐中證實了這種課后實驗作業(yè)的可行性和有效性。

5 錄制實驗操作視頻方便學(xué)生復(fù)習(xí)

《義務(wù)教育物理課程標準(2011年版)》規(guī)定的學(xué)生必做實驗有20個，分布在人教版八年級上下冊和九年級全一冊三本書中，實驗內(nèi)容和細節(jié)較多，學(xué)生參加中考時，由于時間跨度大很容易遺忘。為了方便學(xué)生復(fù)習(xí)，教師可以在實驗教學(xué)后錄制實驗操作視頻，以學(xué)校為單位，組織全校物理教師分工錄制視頻，視頻中應(yīng)包括實驗?zāi)康?、實驗器材、實驗步驟和操作演示，邊演示、邊講解，應(yīng)根據(jù)實驗操作考試的評分標準強調(diào)重要的實驗細節(jié)，可以利用視頻軟件搭配字幕和測量儀器的局部放大畫面，強調(diào)實驗數(shù)據(jù)記錄的注意點。

6 實施實驗操作的階段考核

人們在學(xué)習(xí)后會有約70%的內(nèi)容在很短的時間內(nèi)遺忘，之后遺忘的速度會變慢，剩下的30%左右會被緩慢遺忘。想要中斷遺忘，就需要在記憶鏈上打“結(jié)”，可以實施實驗操作的階段考核，就是每隔一段時間進行實驗操作模擬考試，在學(xué)校物理實驗室設(shè)置實驗操作考試考場，提前告知學(xué)生考查的實驗項目，并公布評分標準，讓學(xué)生在規(guī)定的10min內(nèi)分批獨立完成實驗操作，教師在現(xiàn)場按照中考的實驗操作評分標準進行打分，考核完畢后及時告知學(xué)生的完成情況和扣分點。這樣的考核可以及時檢驗和反饋學(xué)生的掌握情況，幫助學(xué)生形成記憶鏈中的“知識結(jié)”，減緩遺忘。

培養(yǎng)實驗操作“小老師”，提高實驗操作階段考核的可行性。實驗操作考試需要觀察學(xué)生在操作過程的細節(jié)，一個教師如果要觀察整個班上學(xué)生的操作情況是不可能的，容易遺漏學(xué)生的實驗操作細節(jié)。為了解決這個問題，就需要提前挑選、培養(yǎng)優(yōu)秀學(xué)生成為實驗操作的“小老師”，在階段考核前先由教師對這些“小老師”進行實驗操作培訓(xùn)和評分培訓(xùn)，培訓(xùn)完先由教師對實驗操作“小老師”進行實驗操作考核，反復(fù)考核直到“小老師”得到滿分，再培訓(xùn)“小老師”使他們記清評分標準、評分細節(jié)后上崗，跟教師一起對其他同學(xué)進行實驗操作考試評價。

7 結(jié)語

根據(jù)物理課程標準的要求，緊跟教改步伐，創(chuàng)新物理實驗教學(xué)和實驗操作考查方式，能夠降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，提高學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，提升學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。想要提升學(xué)生的實驗?zāi)芰Γ幸韵聨c需要引起我們的重視。

(1) 實驗教學(xué)需要經(jīng)過精心設(shè)計。教師在備課時需對實驗細節(jié)進行教學(xué)設(shè)計，搭建合適的問題階梯，引導(dǎo)學(xué)生理解實驗原理，設(shè)計實驗方案，借助“糾錯小實驗”觸發(fā)學(xué)生的深層思考，鼓勵學(xué)生自主設(shè)計實驗方案，并相互交流、補充。

(2) 在課后鞏固階段，需要教師引導(dǎo)學(xué)生在課外再次獨立進行實驗操作，拍攝照片或視頻并上傳，加深學(xué)生的記憶。

(3) 為了復(fù)習(xí)實驗的方便，教師可以錄制相關(guān)的實驗視頻，提供給學(xué)生在考前復(fù)習(xí)、假期復(fù)習(xí)中使用。

(4) 階段性的實驗考核能及時反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。教師需要根據(jù)考試內(nèi)容和評分標準，組織實驗操作的階段考核，培訓(xùn)“小老師”，共同完成實驗操作考核，讓學(xué)生及時了解自己的掌握情況，幫助教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，方便后續(xù)教學(xué)的查缺補漏、分層教學(xué)和個別輔導(dǎo)。