在第一堂物理實(shí)驗(yàn)課中為科學(xué)素養(yǎng)奠基

金政權(quán)

摘 要：物理課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，物理實(shí)驗(yàn)是教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，要想讓學(xué)生對(duì)物理知識(shí)留下深刻的印象，系統(tǒng)學(xué)習(xí)物理知識(shí)，教師應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視，尤其是要利用好第一堂物理實(shí)驗(yàn)課，為以后的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。物理教學(xué)一定要注重實(shí)驗(yàn)，著眼于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，而當(dāng)前受應(yīng)試教育的影響，很多教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)都采取了“講實(shí)驗(yàn)”、“背實(shí)驗(yàn)”、“看視頻”的方式進(jìn)行，學(xué)生雖然能解決關(guān)于實(shí)驗(yàn)的試題，但實(shí)際動(dòng)手能力太弱，不利于學(xué)生的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：物理;實(shí)驗(yàn);自主;習(xí)慣

引言：良好的開(kāi)端是成功的一半，物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)應(yīng)該是貫穿整個(gè)物理學(xué)習(xí)過(guò)程，從觀察能力的培養(yǎng)、動(dòng)手能力的培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)都有其重要性。著名教育學(xué)家陶行知先生對(duì)現(xiàn)代教育的目標(biāo)作出了明確強(qiáng)調(diào)：千教萬(wàn)教教人求真，千學(xué)萬(wàn)學(xué)學(xué)做真人。對(duì)于物理教學(xué)活動(dòng)來(lái)說(shuō)，以理論灌輸為主導(dǎo)的教學(xué)模式已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)前的物理課堂，更無(wú)法適應(yīng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中的有關(guān)要求，強(qiáng)調(diào)物理實(shí)驗(yàn)知識(shí)在教學(xué)環(huán)節(jié)的主動(dòng)表達(dá)，發(fā)現(xiàn)知識(shí)的形成過(guò)程，在實(shí)際問(wèn)題中抽象教學(xué)概念、物理知識(shí)，才能使學(xué)生獲得物理教學(xué)方法的熏陶。對(duì)于集理性思維與邏輯認(rèn)知于一體的物理教學(xué)活動(dòng)來(lái)說(shuō)，從實(shí)驗(yàn)中提出問(wèn)題，從問(wèn)題中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)轉(zhuǎn)化為激趣、啟智的過(guò)程，能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，使其衍生出新的學(xué)習(xí)熱情。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，教師必須正視學(xué)生在學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)興趣上所表現(xiàn)出來(lái)的差異性特點(diǎn)，不僅要保障學(xué)生順利接受教學(xué)知識(shí)，更要努力嘗試培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題、分析問(wèn)題的能力，將物理概念轉(zhuǎn)化為內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)力，培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)熱情，促使其不斷提高自身的物理學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生在觀察物理實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中完成實(shí)驗(yàn)流程歸納、實(shí)驗(yàn)要素管理等任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)熱情。

一、做好實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)工作，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與

（一）教師對(duì)物理實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行講解，確保教學(xué)活動(dòng)的專(zhuān)業(yè)性。

物理課程強(qiáng)調(diào)學(xué)生與客觀知識(shí)之間的互動(dòng)關(guān)系，與實(shí)驗(yàn)之間的聯(lián)系極為密切，教師應(yīng)幫助學(xué)生擺脫“實(shí)驗(yàn)不重要”的錯(cuò)誤思想，借助理論授課、趣味小實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二）教師精心準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材和教學(xué)計(jì)劃等試驗(yàn)引導(dǎo)材料，提高教學(xué)效率。

對(duì)于生活中可加以運(yùn)用的試驗(yàn)素材，應(yīng)考慮優(yōu)先將其帶入到物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)當(dāng)中。這樣的例子有好多，比如摩擦力這樣的較為抽象的知識(shí)，象學(xué)習(xí)摩擦力的方向時(shí)，我通過(guò)一個(gè)毛刷子，讓學(xué)生觀察認(rèn)識(shí)到摩擦力的方向與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反，認(rèn)識(shí)到靜止的物體也能受到摩擦力。若不能就地取材，就準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)室器材。

在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前，教師應(yīng)前往實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行演示練習(xí)，了解實(shí)驗(yàn)的基本步驟、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?duì)學(xué)生的提問(wèn)活動(dòng)做好準(zhǔn)備，對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)故障問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)器材，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整、更換，避免后期出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中斷問(wèn)題。

（三）學(xué)生完成預(yù)習(xí)任務(wù)，了解實(shí)驗(yàn)流程

實(shí)驗(yàn)熱情不能成為教學(xué)的唯一因素，必須積極鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。教師可針對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提前布置試驗(yàn)任務(wù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)管理方案幫助學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)原理、儀器功能，鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題，設(shè)計(jì)多元實(shí)驗(yàn)方案。教師可借助課堂互動(dòng)進(jìn)行提問(wèn)，也可利用預(yù)習(xí)計(jì)劃書(shū)管理學(xué)生，借由多元管理機(jī)制調(diào)查學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。積極預(yù)習(xí)，主動(dòng)反思，才能解決實(shí)驗(yàn)矛盾。

（四）教師管理實(shí)驗(yàn)，約束實(shí)驗(yàn)流程

首先，實(shí)驗(yàn)第一課要教會(huì)學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)和觀察能力。再者，在培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的課堂上進(jìn)行科學(xué)探究并不意味著一切都放手讓學(xué)生自己解決。教師引導(dǎo)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，小組內(nèi)合作學(xué)習(xí)，班級(jí)交流展示可以靈活運(yùn)用。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，教師可僅扮演維持紀(jì)律、解答問(wèn)題的角色，在完成實(shí)驗(yàn)流程的講解任務(wù)之后，要求學(xué)生獨(dú)立開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，對(duì)不正確的實(shí)驗(yàn)行為、不標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法進(jìn)行修正，要求學(xué)生獨(dú)立操作，借由學(xué)生的獨(dú)立思考、表達(dá)、反思完成試驗(yàn)任務(wù)。過(guò)度的干預(yù)只會(huì)增加學(xué)生的依賴(lài)性，適當(dāng)放手才能完成實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。

（五）書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，反思實(shí)驗(yàn)流程

在完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)之后可要求學(xué)生及時(shí)書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行整理，延長(zhǎng)學(xué)生對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)的記憶。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，除必要的實(shí)驗(yàn)流程記錄板塊之外，教師還應(yīng)嘗試要求學(xué)生對(duì)自身的實(shí)驗(yàn)行為、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰M(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)設(shè)備操作能力、信息記錄能力、實(shí)驗(yàn)互動(dòng)能力進(jìn)行著重測(cè)評(píng)，幫助學(xué)生更好地了解自身的物理素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)意識(shí)。

二、實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

以《用刻度尺測(cè)長(zhǎng)度》為例

（一）做好學(xué)生分組工作

教師與課代表共同對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，以“一強(qiáng)一弱”為基本原則，確保學(xué)生能夠及時(shí)參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。在采取小組合作教學(xué)之前，數(shù)學(xué)教師需要先對(duì)班上學(xué)生進(jìn)行整體培訓(xùn)，讓他們知道展示時(shí)，每一個(gè)成員要怎樣去做。由于合作期間學(xué)生都有各自的任務(wù)，所以他們?cè)谟懻摃r(shí)就會(huì)根據(jù)自己等一下匯報(bào)的任務(wù)有所側(cè)重地進(jìn)行討論。物理教師在分組時(shí)應(yīng)全面掌握學(xué)生的興趣、愛(ài)好和物理水平，保證分組的均衡性，每個(gè)小組都要有動(dòng)手能力強(qiáng)、表達(dá)能力強(qiáng)的學(xué)生，把開(kāi)朗和內(nèi)向的學(xué)生劃分到一個(gè)組，總之需要讓小組成員發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)影響其他的同學(xué)，促進(jìn)小組成員的共同成長(zhǎng)。

（二）下發(fā)實(shí)驗(yàn)任務(wù)

宣布實(shí)驗(yàn)的目的、安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間與實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)，要求學(xué)生獨(dú)立準(zhǔn)備刻度尺、秒表、A4紙等實(shí)驗(yàn)材料，完成實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)記錄等任務(wù)?！队每潭瘸邷y(cè)量長(zhǎng)度》這節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生學(xué)會(huì)正確使用刻度尺測(cè)量物體的長(zhǎng)度，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察、認(rèn)真思考、規(guī)范操作的良好習(xí)慣，本著實(shí)事求是的原則記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，和小組成員一同交流與討論，總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律。讓學(xué)生提前準(zhǔn)備好刻度尺、教材、細(xì)銅絲、鉛筆和硬幣，將實(shí)驗(yàn)所學(xué)的物品整理好，以免在實(shí)驗(yàn)中遺漏工具，影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)度。

（三）維持實(shí)驗(yàn)紀(jì)律

學(xué)生必須依照上課時(shí)間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，按照預(yù)定的安排進(jìn)入座位，保持實(shí)驗(yàn)紀(jì)律，不交頭接耳。

在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中形成“多看、多想、不動(dòng)手”的好習(xí)慣，在教師宣布實(shí)驗(yàn)開(kāi)始之后才能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

1.講解實(shí)驗(yàn)流程

教師或課代表對(duì)實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行講解，但不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。

2.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)

在教師宣布實(shí)驗(yàn)開(kāi)始之后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，應(yīng)盡量避免碰撞實(shí)驗(yàn)儀器，實(shí)驗(yàn)交流不應(yīng)影響其他小組，對(duì)于無(wú)特殊要求的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)一律以站立的方式開(kāi)展，當(dāng)教師發(fā)出“實(shí)驗(yàn)暫?！敝噶顣r(shí)，則應(yīng)立即停止實(shí)驗(yàn)，做到“令行禁止”。嚴(yán)格按規(guī)程操作，儀器肯定不會(huì)損壞，若未按規(guī)程操作導(dǎo)致的儀器損壞應(yīng)照價(jià)賠償。

教師可以使用大屏幕為學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)的目的、器材以及實(shí)驗(yàn)的步驟，引導(dǎo)學(xué)生做3個(gè)物理實(shí)驗(yàn)：

物理實(shí)驗(yàn)1：測(cè)量物理教材的長(zhǎng)度。引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察刻度尺，了解刻度尺的最小刻度，找出零刻度線的位置，確定刻度尺的量程，然后分三次測(cè)量物理教材的長(zhǎng)度，把每次測(cè)量的結(jié)果填入表格中，計(jì)算出三次計(jì)算的平均值。教師應(yīng)給予學(xué)生足夠的實(shí)驗(yàn)操作期間，待各個(gè)小組全部結(jié)束后，教師可以在黑板上畫(huà)一張數(shù)據(jù)表，然后隨機(jī)挑選3個(gè)小組，讓他們把結(jié)果填入表中。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師應(yīng)在班級(jí)內(nèi)巡視，觀察小學(xué)生的操作是否符合規(guī)范，指導(dǎo)小學(xué)生展開(kāi)物理實(shí)驗(yàn)，調(diào)動(dòng)他們的物理學(xué)習(xí)積極性。

物理實(shí)驗(yàn)2：測(cè)量細(xì)銅絲的直徑。取一支圓鉛筆，將細(xì)銅絲緊緊繞在圓鉛筆上，纏繞若干圈，測(cè)量整個(gè)線圈的長(zhǎng)度，計(jì)算細(xì)銅絲的直徑，詳細(xì)記錄線圈長(zhǎng)度、線圈的權(quán)屬以及銅絲的直徑這些數(shù)據(jù)，同樣在黑板上畫(huà)出記錄表。教師巡視學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，適時(shí)指導(dǎo)學(xué)生，糾正他們的不規(guī)范操作，同時(shí)糾正他們讀數(shù)錯(cuò)誤以及測(cè)量不認(rèn)真的習(xí)慣，讓學(xué)生從第一堂物理實(shí)驗(yàn)課開(kāi)始就養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度。如果發(fā)現(xiàn)學(xué)生的測(cè)量誤差比較大，可以讓這個(gè)小組的同學(xué)說(shuō)一說(shuō)自己是怎么測(cè)量的，由其他小組的同學(xué)和教師一起幫助他們分析出錯(cuò)的原因。之后，教師可以讓學(xué)生以小組為單位，思考并討論以下問(wèn)題：（1）為什么不可以直接使用刻度尺測(cè)量細(xì)銅絲的直徑？（細(xì)銅絲非常細(xì)，它的直徑比刻度尺的分度值還要小，而且刻度尺的刻度線沒(méi)有辦法緊緊的貼近被測(cè)直徑，所以測(cè)量的誤差非常大。）（2）為什么使用教材中展示的方法能夠降準(zhǔn)地測(cè)量細(xì)銅絲的直徑？（3）測(cè)量細(xì)銅絲的直徑時(shí)，如果不緊密排繞會(huì)怎么樣？如何才可以緊密排繞？（如果不緊密排繞容易導(dǎo)致測(cè)量的結(jié)果偏大，所以計(jì)算得出的細(xì)銅絲的直徑也會(huì)略高，要想達(dá)到緊密排繞的效果，測(cè)量期間需要將細(xì)銅絲捋直。）

物理實(shí)驗(yàn)3：測(cè)量一枚一元硬幣的直徑。教師對(duì)學(xué)生說(shuō)：前面我們已經(jīng)測(cè)量了物理教材的長(zhǎng)度以及細(xì)銅絲的直徑，大家的表現(xiàn)非常好，每個(gè)同學(xué)都在認(rèn)真地完成實(shí)驗(yàn)，接下來(lái)你們可以試著使用三角尺與刻度尺測(cè)量一元硬幣的直徑，分享一下你們想到的測(cè)量辦法。之后讓各個(gè)小組分別派代表說(shuō)一說(shuō)本組想到的測(cè)量方法，由教師對(duì)各個(gè)小組的想法進(jìn)行歸納，指出不正確的測(cè)量方法，并說(shuō)明錯(cuò)誤的原因，然后為學(xué)生講解一元硬幣的測(cè)量方法，讓學(xué)生記錄下實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師可以問(wèn)學(xué)生如果想測(cè)量5分錢(qián)硬幣的直徑，我們可以采取哪些方法呢？讓學(xué)生以小組為單位進(jìn)行討論和溝通，提出測(cè)量的辦法，將其作為課后作業(yè)，幫助學(xué)生鞏固課堂所學(xué)。通過(guò)學(xué)生的討論，可以總結(jié)出硬幣直徑的測(cè)量方法有以下幾種：首先，可以先拿一張白紙，在白紙上畫(huà)一條細(xì)線，然后在硬幣的邊緣部位做一個(gè)記號(hào)，記清硬幣滾了多少圈，使用刻度尺測(cè)量硬幣滾的長(zhǎng)度，然后應(yīng)用公式C=L/n以及C=πd等公式，求解硬幣的直徑。其次，可以使用細(xì)線纏繞硬幣，記住一共纏了多少圈，之后測(cè)量始端和末端間的距離，先求出硬幣的一圈長(zhǎng)度，然后計(jì)算硬幣直徑。最后，還可以把硬幣放在紙上，貼著邊緣做一個(gè)記號(hào)，把紙裁下來(lái)對(duì)折，使用刻度尺讀數(shù)即可。

3.完成實(shí)驗(yàn)

教師宣布實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后，所有學(xué)生應(yīng)立即停止實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)器材放回原位，根據(jù)教師的要求上報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，與小組成員分析結(jié)論。實(shí)驗(yàn)學(xué)生必須做好實(shí)驗(yàn)室的衛(wèi)生工作，有序離開(kāi)教室，整理實(shí)驗(yàn)報(bào)告之后將其上交。

除了一些常規(guī)的測(cè)量方法以外，教師還可以為學(xué)生接受幾種特殊的測(cè)量方法：

（1）替代法：在測(cè)量曲線的長(zhǎng)度時(shí)，可以使用彈性較小的棉線把被測(cè)物圍一圈，然后測(cè)量棉線的長(zhǎng)度，用讀數(shù)代替被測(cè)物體的長(zhǎng)度。（2）累計(jì)法：先測(cè)量出長(zhǎng)度相等的同種物品的總長(zhǎng)度，之后再測(cè)量單個(gè)物體的長(zhǎng)度，這種方法適合用來(lái)測(cè)量紙張的厚度。（3）分解法：將被測(cè)物分成不同的幾份，保證不大于刻度尺的量程，分別測(cè)量長(zhǎng)度，之后計(jì)算總長(zhǎng)。（4）滾輪法：在測(cè)量比較長(zhǎng)的曲線和直線時(shí)，可以采取已知周長(zhǎng)的滾輪沿著軌跡進(jìn)行滾動(dòng)，之后使用滾輪的周長(zhǎng)乘以滾輪的去拿書(shū)，計(jì)算出全部的行程長(zhǎng)度，這種方法適用于汽車(chē)的行程表。（5）輔助法。使用輔助工具進(jìn)行測(cè)量，和實(shí)驗(yàn)3的方法差不多。

結(jié)束語(yǔ)

積極培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，在實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)操作等角度給予學(xué)生支持，幫助其了解物理實(shí)驗(yàn)的要點(diǎn)、目標(biāo)，才能更好地落實(shí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)任務(wù)。教師必須對(duì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)、實(shí)驗(yàn)要求投入足夠的重視，指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，完成教學(xué)，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中鍛煉學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)技能，使其主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)。

參考文獻(xiàn)

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本文屬于湖南省教育規(guī)劃立項(xiàng)課題，課題名稱(chēng)《基于科學(xué)思維培養(yǎng)的初中物理課堂教學(xué)優(yōu)化策略研究》課題編號(hào)：XJK18BJC044）