關(guān)注教學(xué)細(xì)節(jié) 助力初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

陳素萍

(江蘇省泰州市姜堰區(qū)溱潼第二中學(xué) 225508)

物理是一門實(shí)驗(yàn)型自然科學(xué)學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是物理課程的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)是物理課堂教學(xué)中的重要資源，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理課程教學(xué)的重要內(nèi)容；然而，在物理課堂教學(xué)實(shí)踐中，不少物理教師“圖方便、省時(shí)間……”，物理演示實(shí)驗(yàn)用視頻或模擬動(dòng)畫來代替，注重實(shí)驗(yàn)如何操作？實(shí)驗(yàn)題如何解答？不注重引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理與方法的理解、對實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)優(yōu)化、對實(shí)驗(yàn)器材的取舍，幾乎沒有課外實(shí)驗(yàn)的延伸與拓展；因此，作為一線教師應(yīng)該留足學(xué)生實(shí)驗(yàn)和課堂演示實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，本文筆者重點(diǎn)從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的幾個(gè)細(xì)節(jié)入手，不斷提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性.

一、正確使用基本實(shí)驗(yàn)儀器

物理實(shí)驗(yàn)儀器主要涉及；刻度尺、秒表、溫度計(jì)、天平、彈簧測力計(jì)、電壓表、電流表等，物理課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出學(xué)生必須熟練掌握使用基本實(shí)驗(yàn)儀器的方法，此要求表面看似簡單，但是在實(shí)際教學(xué)中，筆者發(fā)現(xiàn)不少學(xué)生因?yàn)槟承┘?xì)節(jié)不理解，導(dǎo)致基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用出現(xiàn)問題.

例如，托盤天平測量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)中，首先在右盤中放入與待測物質(zhì)量相近的大砝碼，再依次減少添加砝碼，實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)理論考查時(shí)錯(cuò)誤率很低；若讓學(xué)生動(dòng)手操作的時(shí)候，出現(xiàn)隨意放置砝碼的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，主要是學(xué)生對操作本質(zhì)不理解而導(dǎo)致的結(jié)果，多數(shù)學(xué)生操作中都習(xí)慣的認(rèn)為，只要最終兩邊托盤達(dá)到平衡即可，大小砝碼添加的先后順序是無所謂的事情.物理教師可以從多元視角對此操作細(xì)節(jié)進(jìn)行合理化的解釋，對于一臺托盤天平而言，砝碼盒內(nèi)砝碼數(shù)碼是有限的，在操作中先小后大的加入方式，容易導(dǎo)致小砝碼不夠用的情形，無法實(shí)現(xiàn)兩邊平衡；相反，若由大到小的添加方式，方便于控制天平兩邊平衡；此外，物理教師還可以從實(shí)驗(yàn)誤差視角進(jìn)行闡釋，砝碼盒中大小砝碼的真實(shí)質(zhì)量與標(biāo)稱值之間都存在一定的誤差，可以借助于誤差對比數(shù)據(jù)圖表進(jìn)行說明，此法直觀、形象，便于學(xué)生理解與領(lǐng)悟；如圖1所示.

實(shí)踐表明，在實(shí)驗(yàn)儀器的使用上，引導(dǎo)學(xué)生對操作中重要細(xì)節(jié)環(huán)節(jié)的理解，促使學(xué)生“觸類旁通、舉一反三”，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生正確操作基本實(shí)驗(yàn)儀器，達(dá)成提升實(shí)驗(yàn)操作技能的目標(biāo).

二、深刻理解實(shí)驗(yàn)原理與方法

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，部分物理教師比較重視實(shí)驗(yàn)步驟，總是希望學(xué)生機(jī)械地按照“章程”進(jìn)行，學(xué)生被迫進(jìn)行著“一頭霧水”的實(shí)驗(yàn)操作，對于實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法的可行性，從不過問與思考，若實(shí)驗(yàn)的可行性不能保證，實(shí)驗(yàn)操作容易偏離科學(xué)方向，實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可靠性值得商榷與斟酌.

例如，在“色光混合”實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，部分物理教師采取如圖2所示的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作展示，此實(shí)驗(yàn)結(jié)論是有一定的爭議與商榷的；實(shí)際上玻璃磚對不同顏色的單色光的折射率存在差異，不同的單色光經(jīng)過玻璃三棱鏡后折射程度不同，白光(復(fù)色光)經(jīng)過三棱鏡后會(huì)出現(xiàn)色散現(xiàn)象，如圖3所示，根據(jù)光路可逆原理，單色光經(jīng)過三棱鏡后出色光線與入射光線保持平行，這樣經(jīng)過三棱鏡組合(兩個(gè)相互倒置的三棱鏡)后，單色光的入射光線與出射光線保持平行，這樣出射光線成為一個(gè)七種顏色的光帶(紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫)，由于兩個(gè)倒置的三棱鏡間距很小，出射的各個(gè)單色光非?？拷说娜庋劭此剖且皇坠?七種單色光混合在一起即為白光)，實(shí)際上這種色散沒有形成混合狀態(tài)；如果學(xué)生在實(shí)驗(yàn)之前，對此實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行分析與思考，就會(huì)得出科學(xué)的正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論；相反，學(xué)生不去思考實(shí)驗(yàn)原理中的本質(zhì)，在實(shí)驗(yàn)操作中就容易得出“白光”的完美假象.

實(shí)踐表明，理解實(shí)驗(yàn)原理與方法是實(shí)現(xiàn)后續(xù)實(shí)驗(yàn)的重要保障，欲想讓學(xué)生的科學(xué)探究真正發(fā)生，必須讓學(xué)生真正的理解實(shí)驗(yàn)原理與方法.

三、合理選擇恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材

實(shí)驗(yàn)器材是確保實(shí)驗(yàn)取得圓滿成功的關(guān)鍵因素，實(shí)驗(yàn)前選擇合適器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)后針對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)儀器的改進(jìn)；實(shí)驗(yàn)器材選擇細(xì)節(jié)的處理，有助于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的呈現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)論的獲得，有助于提升學(xué)生科學(xué)思維能力，有助于提升物理學(xué)科核心素養(yǎng).

例如，如圖4所示，為“探究導(dǎo)體中電流與電阻關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的電路圖，其中電源提供電壓恒為4.5V，實(shí)驗(yàn)中提供的器材有：電阻R有“5Ω、15Ω、25Ω”三種，滑動(dòng)變阻器有“5Ω 0.6A、20Ω 0.5A、50Ω 0.3A”三種，若使電流表讀數(shù)恒為0.3A，應(yīng)該選擇哪種滑動(dòng)變阻器？在此實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)際操作之前，教師可以引導(dǎo)學(xué)生從滑動(dòng)變阻器總阻值和允許電流最大值兩個(gè)方面進(jìn)行思考，選擇合適器材，切不可直接灌輸給學(xué)生結(jié)論，應(yīng)該給學(xué)生創(chuàng)設(shè)合理情境，讓學(xué)生自主參與、自主探究、自主生成，有助于學(xué)生思維能力的培養(yǎng).

實(shí)踐表明，實(shí)驗(yàn)器材的選取在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中十分重要，也是中學(xué)實(shí)驗(yàn)考查的重點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c原理的理解是正確選取實(shí)驗(yàn)器材的重要條件，實(shí)驗(yàn)器材的合理選取是獲得理想實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)原理的保障.

四、充分改進(jìn)與優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案

對于一個(gè)初中物理實(shí)驗(yàn)而言，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)方案是多樣化的，課本教材中列舉的實(shí)驗(yàn)方案往往都屬于比較優(yōu)秀的方案，但也不盡然都是十分完美的實(shí)驗(yàn)方案，也有可能存在一定的“瑕疵”，在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，物理教師可以引導(dǎo)學(xué)生對提供的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行大膽的優(yōu)化與改進(jìn)，發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)新思維的能力，促進(jìn)學(xué)生知識與能力的融會(huì)貫通，促進(jìn)學(xué)生綜合應(yīng)用能力的提升.

例如，在“探究滑動(dòng)摩擦力大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，原來實(shí)驗(yàn)方案中拉動(dòng)木塊使其作勻速直線運(yùn)動(dòng)，控制木塊勻速實(shí)際操作難度很大；多數(shù)學(xué)生容易想到如圖5所示的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案，拉動(dòng)木板運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)操作難度降低不少，但是彈簧測力計(jì)重力影響，實(shí)際操作時(shí)細(xì)繩始終保持水平也相當(dāng)困難；此時(shí)，物理老師可以引導(dǎo)學(xué)生思考運(yùn)用定滑輪的性質(zhì)特征，改變拉力方向克服上述困難，如圖6所示，這樣實(shí)驗(yàn)的操作性明顯提升.

實(shí)踐表明，教師應(yīng)該充分介紹實(shí)驗(yàn)儀器的優(yōu)缺點(diǎn)，讓學(xué)生在理解實(shí)驗(yàn)儀器本質(zhì)特征的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)化與改進(jìn)；針對原有的實(shí)驗(yàn)原理或者實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行思維，挖掘?qū)嶒?yàn)中存在的不足，根據(jù)所學(xué)知識進(jìn)行有效的改進(jìn)與優(yōu)化，促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)綜合技能的提升，促使學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶嵘?

總而言之，在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中落實(shí)學(xué)生核心素養(yǎng)，必須對實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的細(xì)節(jié)加以關(guān)注；對于初中物理一線教師而言，在教學(xué)實(shí)踐中，應(yīng)該想方設(shè)法引導(dǎo)學(xué)生從“實(shí)驗(yàn)儀器選擇和使用、實(shí)驗(yàn)原理與方法的理解、實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)化與改進(jìn)”等角度入手，針對這些實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)進(jìn)行探討與思考，進(jìn)而提升學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)的理解程度，促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力的提升，進(jìn)而提升學(xué)生分析物理問題和解決物理問題的能力.