初中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的對(duì)策探討

楊光明

摘要：初中物理實(shí)驗(yàn)課堂是物理教學(xué)的基礎(chǔ)組成部分，有利于物理課程標(biāo)準(zhǔn)的貫徹落實(shí)。通過課堂實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作和總結(jié)的能力，能夠在實(shí)踐層面培養(yǎng)學(xué)生的變量思維和創(chuàng)新能力。發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)的教育功能，就要求教師深化學(xué)生對(duì)物理理論的認(rèn)識(shí)，強(qiáng)化學(xué)生物理的實(shí)驗(yàn)意識(shí)。本文以物理教學(xué)的實(shí)際教學(xué)過程和教學(xué)實(shí)踐為依據(jù)，對(duì)如何培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力這一問題進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：初中物理;學(xué)科核心素養(yǎng);實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力

初中物理的新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于學(xué)生的科學(xué)探究能力和教師物理教學(xué)水平有了新的要求，對(duì)于物理學(xué)科的任務(wù)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了學(xué)生的探究、科學(xué)學(xué)習(xí)研究方法、培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和實(shí)踐能力。物理學(xué)的發(fā)展反映了人類對(duì)大自然和客觀規(guī)律的不斷探索，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理的興趣和探究實(shí)驗(yàn)精神，有助于提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和人文修養(yǎng)。

一、物理課堂中存在的問題

學(xué)生的質(zhì)疑方向和批判性思維的發(fā)展不足。科學(xué)探究和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的第一步就是要提出疑問，不斷將問題作為前進(jìn)的出發(fā)點(diǎn)和動(dòng)力。提出問題是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的切入點(diǎn)，猜想是科學(xué)探索的開始。學(xué)生在實(shí)際的學(xué)習(xí)中，對(duì)于物理學(xué)科或者其他學(xué)科，聽得多而想的少，就導(dǎo)致問題意識(shí)和設(shè)計(jì)目的不明確。在課堂學(xué)習(xí)中，應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生盡可能地去思考、發(fā)現(xiàn)新的物理情景與學(xué)生的“常識(shí)”或者已有學(xué)科知識(shí)的沖突，從而大膽地進(jìn)行質(zhì)疑，最終為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)確定清晰的實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮途唧w步驟。

在實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生對(duì)于“變量”的概念模糊，其猜想的結(jié)果往往出人意料。在摩擦力的影響因素探究中，部分學(xué)生認(rèn)為與重力大小、速度大小、接觸面積等有關(guān)，部分學(xué)生認(rèn)為與物體的形狀、物體的密度等有關(guān)。學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)條件或者影響因素的思考常常處于不假思索的狀態(tài)，凡是能夠想到的，都會(huì)立刻說出來并且認(rèn)定是影響因素。由于課堂的教學(xué)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)器材和學(xué)生的現(xiàn)有知識(shí)有限，對(duì)于其的猜想不能一一進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。這一情況就就導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)驗(yàn)走上了 “猜想與探究”的形式，科學(xué)性降低的同時(shí)實(shí)驗(yàn)效率也隨之降低。

二、初中物理教學(xué)中學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)策略

（一）培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力和科學(xué)猜想能力

探究式教學(xué)的目的是培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的意愿和自主學(xué)習(xí)的能力。學(xué)生在自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備階段需要意識(shí)能夠發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的問題的能力，也需要樹立科學(xué)探究的意識(shí)和科學(xué)的猜想能力。

為了避免學(xué)生漫無目的的猜想，在課堂教學(xué)活動(dòng)中，教師應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的猜想能力。對(duì)學(xué)生強(qiáng)調(diào)猜想并不是憑空臆造和主觀猜測，而是對(duì)已有知識(shí)進(jìn)行加工。在組裝電路的環(huán)節(jié)，學(xué)生在了解串、并聯(lián)電路和開關(guān)的控制作用后，教師可以要求學(xué)生進(jìn)行繪制電路圖。在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)中，仔細(xì)按照自己設(shè)計(jì)的電路圖進(jìn)行連接。如果學(xué)生在實(shí)際操作中遇到故障，教師可以引導(dǎo)學(xué)生以電路元件為依據(jù)，逐一排查故障。通過對(duì)電路元件間接觸的情況、電源的檢查、開關(guān)的檢查等的步驟，學(xué)生在已有知識(shí)的鍛煉中能夠檢查出問題的所在。在問題和猜想的綜合應(yīng)用中，學(xué)生能夠明白科學(xué)猜想和謹(jǐn)慎探究的重要性，加強(qiáng)學(xué)生在日后實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作中的理性思考和合理質(zhì)疑的能力。

（二）引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)不僅要交給學(xué)生正確使用基本實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行觀察、測量和讀取數(shù)據(jù)的技能，讓學(xué)生學(xué)會(huì)簡單地操作實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論;而且應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)確定的目的、任務(wù)，獨(dú)立自主地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的本領(lǐng)。實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是要學(xué)生人為地創(chuàng)造條件進(jìn)行觀察。教師需要鼓勵(lì)學(xué)生善于在日常生活中進(jìn)行觀察、勤于思考。在思考中提出問題，以思考為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)和目的。

在電流表測電流的部分，教師可以向?qū)W生展示串聯(lián)電路。該電路上串聯(lián)著兩個(gè)燈泡，并且向?qū)W生提問“這種電路你在日常生活中見到過嗎？請(qǐng)舉例?！睂W(xué)生則會(huì)按照教師的引導(dǎo)展開思考和觀察，并能夠舉出其實(shí)際生活中的例子。教師可以繼續(xù)往下引導(dǎo)“以你的實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)來看，經(jīng)過第一個(gè)燈泡后的電流和經(jīng)過第二個(gè)燈泡后有什么關(guān)系？”學(xué)生通過自己的思考，答案可能會(huì)出現(xiàn)“相等”或者“變小”等。教師就可以以此分歧為切入點(diǎn)，讓學(xué)生自行展開實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)具有可行性的實(shí)驗(yàn)方案。

（三）培養(yǎng)實(shí)事求是和團(tuán)結(jié)合作的科學(xué)態(tài)度

在初中物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，教材所安排的實(shí)驗(yàn)大部分都不是以個(gè)人為單位，而是著重讓學(xué)生分組進(jìn)行。教師在具體實(shí)驗(yàn)教學(xué)和著意培養(yǎng)的過程中，要不斷重視學(xué)生之間的交流與合作，盡量為學(xué)生間的想法和設(shè)計(jì)方案的討論留足時(shí)間。樹立探究過程比探究的結(jié)果更重要的意識(shí)，為此，在探究活動(dòng)中，教師不能為了趕進(jìn)度而在學(xué)生還沒進(jìn)行足夠的思考和討論的時(shí)候催促實(shí)施實(shí)驗(yàn)或者下結(jié)論。

在測量小燈泡的電功率的部分，教師可以引導(dǎo)學(xué)生參照前面所學(xué)，以“測電阻”的實(shí)驗(yàn)為參照，以其思路為參考，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。在學(xué)生設(shè)計(jì)完畢后，可以以小組為單位，展開實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的點(diǎn)評(píng)和比較。相互之間的學(xué)習(xí)和交流，能夠有力促進(jìn)學(xué)生溝通與合作精神的發(fā)展，成員的點(diǎn)評(píng)也能夠有效加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于自己錯(cuò)誤和知識(shí)點(diǎn)的印象，強(qiáng)化學(xué)生的掌握和應(yīng)用能力。

結(jié)語

教師在初中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，需要鼓勵(lì)學(xué)生在積極動(dòng)腦、動(dòng)手等方面的全面發(fā)展。學(xué)生在明確科學(xué)探究的基本步驟后，通過思考和質(zhì)疑提出問題，確立實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。通過目標(biāo)明確設(shè)計(jì)方案的方向，靈活運(yùn)用已有知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方案通過自主設(shè)計(jì)和獨(dú)立操作來獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果，帶給學(xué)生以學(xué)習(xí)樂趣和成就感，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣和積極性。

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