提高初中物理實驗教學(xué)有效性探微
——談“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的實驗教學(xué)策略

范幫旦 范本瓊

（1.陜西省鎮(zhèn)巴縣教研室 陜西漢中 723600；2.鎮(zhèn)巴縣涇洋初級中學(xué) 陜西漢中 723600）

一、初中物理實驗有效教學(xué)的重要意義

（一）提升學(xué)生實踐操作能力的必然選擇

在傳統(tǒng)的初中物理實驗的教學(xué)過程中，教師花費(fèi)了大量的時間在敘述實驗原理與實驗方法上，學(xué)生的操作時間較少，自主設(shè)計拓展操作幾乎沒有可能。部分學(xué)生認(rèn)為所學(xué)的理論知識枯燥乏味，對實驗操作也缺少新奇感，導(dǎo)致其缺乏學(xué)習(xí)興趣，缺乏與教師之間的溝通交流，難以真正消化和理解實驗的難點與重點，在一定程度上造成了初中物理教學(xué)效率低下的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了初中物理教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。研究初中物理實驗有效教學(xué)方法和策略有利于有效提升教學(xué)效果，幫助學(xué)生掌握物理實驗操作技能，發(fā)展物理思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神。目前，部分物理教師對學(xué)生實驗教學(xué)的認(rèn)識不到位，把實驗過程設(shè)計成學(xué)生聽教師講解和示范后的模仿驗證過程，忽視學(xué)生運(yùn)用物理思維設(shè)計實驗方案、運(yùn)用物理方法探究解決物理問題、運(yùn)用物理語言描述物理問題的素養(yǎng)指向，甚至一些課堂學(xué)生往往缺少相應(yīng)的實際操作機(jī)會，這個問題阻礙著初中物理實驗教學(xué)的整體改革。隨著信息技術(shù)不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，給教育領(lǐng)域帶來了新的生機(jī)與活力，也給提高初中物理實驗教學(xué)有效性帶來了新的途徑和方法，將初中物理實驗教學(xué)課堂與互聯(lián)網(wǎng)科技相融合，能夠?qū)鹘y(tǒng)單一的實驗教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣虒W(xué)模式。

（二）提升學(xué)生物理學(xué)習(xí)能力的主要途徑

物理實驗教學(xué)，教師通過開展大量的實驗活動，不僅可以使學(xué)生增強(qiáng)自然現(xiàn)象的感性認(rèn)知，加深對物理基礎(chǔ)理論知識的理解和掌握，而且還對培養(yǎng)學(xué)生實驗操作能力以及分析問題的能力很有幫助。物理實驗的實踐性極強(qiáng)，學(xué)生在實驗過程中通過對自然現(xiàn)象的觀察分析以及對自然規(guī)律的自主探索，在調(diào)動自身主觀能動性的同時，也有利于培養(yǎng)對物理學(xué)習(xí)的興趣。教師在物理實驗課堂教學(xué)當(dāng)中，應(yīng)通過實驗將外部知識轉(zhuǎn)化為學(xué)生頭腦中的知識結(jié)構(gòu)，而建立這種知識結(jié)構(gòu)的過程主要是通過思維來完成的。對學(xué)生而言，有很多事物都是未知的，這種未知的事物并不會引起每個學(xué)生的思維，學(xué)生對思維的運(yùn)作源于他們對某種未知事物產(chǎn)生了解的需要，這種需要越強(qiáng)烈，他們的思維活動性也就越大。根據(jù)這一特點，物理學(xué)可以充分利用實驗對引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察，創(chuàng)設(shè)情境，探究因果，激發(fā)聯(lián)想，增強(qiáng)學(xué)生的求知欲。因此，物理實驗可以轉(zhuǎn)化為物理教學(xué)的基本手段。在實驗課堂教學(xué)中，為培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰Α?chuàng)新能力以及實驗素養(yǎng)，教師應(yīng)結(jié)合教材內(nèi)容，并從學(xué)生的實際需求出發(fā)，挖掘合適的實驗素材，創(chuàng)設(shè)多種多樣的實驗環(huán)境，從而激發(fā)學(xué)生探索物理規(guī)律的積極主動性。

（三）提升初中物理教學(xué)效果的必要措施

在初中物理實驗課堂，教師需要采用多種方式引導(dǎo)學(xué)生參與到實驗活動當(dāng)中。教師制作相應(yīng)的多媒體教學(xué)課件向?qū)W生展示物理實驗的重點內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生探究物理實驗本質(zhì)的興趣，節(jié)約物理實驗操作時間，提升物理實驗效率，培養(yǎng)學(xué)生自主操作物理實驗?zāi)芰?，使學(xué)生在進(jìn)行實驗的過程中掌握物理知識。初中物理實驗的微課制作要依托現(xiàn)有的教學(xué)環(huán)境，利用互聯(lián)網(wǎng)平臺將視頻資源分享給學(xué)生，有利于學(xué)生提前了解實驗內(nèi)容，提升初中物理教學(xué)效果。部分學(xué)校物理實驗教學(xué)內(nèi)容還不夠豐富，開展教學(xué)時還存在一些問題，例如，實驗保障不到位、缺乏科學(xué)的教學(xué)方法與管理評價機(jī)制等。研究“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下的初中物理實驗有效教學(xué)方法，有利于彌補(bǔ)傳統(tǒng)實驗器材不足、換代不及時等缺陷，優(yōu)化物理實驗教學(xué)模式，促進(jìn)初中物理實驗教學(xué)的改革。

（四）時代發(fā)展的必然選擇

傳統(tǒng)初中物理實驗教學(xué)更注重學(xué)生按部就班地進(jìn)行實驗，教師對學(xué)生實驗結(jié)果的評價重于對實驗過程的評價。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景下，傳統(tǒng)的物理實驗課已經(jīng)不能適應(yīng)時代的需要，為了適應(yīng)現(xiàn)代社會對人才培養(yǎng)的要求，必須對現(xiàn)有的教學(xué)方式進(jìn)行改革，建立合理有效的實驗評價機(jī)制，將課堂評價與網(wǎng)絡(luò)評價相結(jié)合，創(chuàng)造條件鼓勵引導(dǎo)學(xué)生家長參與物理實驗評價過程，利用網(wǎng)絡(luò)對實驗操作流程進(jìn)行評估，讓學(xué)生更好地了解物理知識和實驗原理，從而推動初中物理實驗教學(xué)的整體改革。傳統(tǒng)的初中物理實驗教學(xué)過程中存在一些難點和重點內(nèi)容不易突破，若將現(xiàn)代信息技術(shù)準(zhǔn)確應(yīng)用于物理實驗，在探究一些傳統(tǒng)實驗不易觀察分析的重點內(nèi)容和難點內(nèi)容的過程中引入虛擬現(xiàn)實技術(shù)，通過計算機(jī)建模呈現(xiàn)物理實驗教學(xué)過程，完善實驗方案和步驟，提高學(xué)生動手操作能力，增加知識密度，提高課堂容量，在有限的課堂時間內(nèi)創(chuàng)造更多的教學(xué)收益。

十三四歲是青少年生長發(fā)育最快、可塑性最大的階段，在此階段加強(qiáng)中學(xué)生科學(xué)素質(zhì)教育具有非常重要的意義。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，利用網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行輔助教學(xué)已經(jīng)成為一種趨勢。結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”初中物理實驗教學(xué)，以信息化為載體，構(gòu)建開放高效課堂，這是時代賦予教師新的歷史使命，也是當(dāng)前基礎(chǔ)教育課程教學(xué)改革的重要內(nèi)容之一。所謂“互聯(lián)網(wǎng)+實驗”，就是運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，將各種先進(jìn)的教學(xué)理念引入課堂教學(xué)活動，優(yōu)化教學(xué)資源的配置和整合，促進(jìn)師生教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變，全面提高教育教學(xué)質(zhì)量，通過科學(xué)猜想方法，提高實驗設(shè)計水平，提升學(xué)生實驗駕馭能力，創(chuàng)造自主性成果。

二、初中物理實驗有效教學(xué)改革的具體方法與策略

（一）多種技術(shù)并用，提升初中物理實驗教學(xué)效果

1.應(yīng)用多媒體技術(shù)

多媒體以文字、圖像、聲音、動畫等信息傳輸手段為載體，教師采用多媒體技術(shù)進(jìn)行初中物理實驗教學(xué)主要有以下幾個方面：一是利用視頻展臺輔助教學(xué)，通過其演示實驗情境，幫助學(xué)生構(gòu)建模型，提高學(xué)生的分析能力，突破難點。二是利用課件輔助教學(xué)，借助圖片資料強(qiáng)化認(rèn)知，突破重點。三是加強(qiáng)師生互動，拓展思維空間，創(chuàng)設(shè)豐富合理的情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。以使用計算機(jī)演示“磁鐵吸引鐵粒子做圓周運(yùn)動”實驗為例，教師通過視頻展臺讓實驗形象化，實現(xiàn)實驗設(shè)計的交叉比對，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識。

2.虛擬網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)

在初中物理實驗教學(xué)中，需要學(xué)生直接觀察到真實的物理現(xiàn)象，網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)是實現(xiàn)這一目標(biāo)的新選擇。將計算機(jī)與傳統(tǒng)實驗教學(xué)相結(jié)合，可以有效解決傳統(tǒng)實驗中一些先天性缺陷，在網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)的基礎(chǔ)上，已有公司開發(fā)出了一種以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的虛擬網(wǎng)絡(luò)實驗設(shè)計系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過服務(wù)器端實時更新數(shù)據(jù)信息，并提供交互界面，使用圖形化編程語言方便學(xué)生進(jìn)行一些不能在實驗室中完成的實驗，有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。比如該系統(tǒng)對不同類型的運(yùn)動物體進(jìn)行受力分析并建立力學(xué)模型，通過計算得到相應(yīng)的摩擦力大小，其不僅可以快速解決教學(xué)難點，更有利于幫助學(xué)生理解和掌握相關(guān)知識，使學(xué)生能更好地運(yùn)用理論解決實際問題。網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)為傳統(tǒng)教學(xué)模式提供了強(qiáng)有力的補(bǔ)充和支撐，通過兩者結(jié)合提高學(xué)生對抽象內(nèi)容的直觀認(rèn)識和形象記憶。網(wǎng)絡(luò)仿真實驗室還可以構(gòu)建一個高度虛擬化的實驗教學(xué)環(huán)境，給學(xué)生沉浸式體驗，有利于構(gòu)建學(xué)生思維，為其探索物理奧秘提供動力，提高實驗教學(xué)的有效性。

（二）加強(qiáng)小組合作，開展相關(guān)活動提升初中物理實驗教學(xué)效果

實驗的結(jié)束并不是學(xué)習(xí)的終結(jié)，如何讓實驗課堂煥發(fā)活力是每位教師需要思考的問題。初中物理教師應(yīng)注重提高自身素養(yǎng)和綜合素質(zhì)，在物理實驗教學(xué)過程中，針對性設(shè)計課外作業(yè)，以作業(yè)為載體，增強(qiáng)課堂教學(xué)效果，培育學(xué)生創(chuàng)新精神。通過安排開放性實驗報告，增強(qiáng)學(xué)生的自主實踐能力；組織開放式實驗操作比賽，提升學(xué)生的合作與協(xié)作能力；建立多元化的評價機(jī)制，充分調(diào)動學(xué)生的參與意識和積極性，優(yōu)化實驗教學(xué)手段，改進(jìn)考核方式，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建開放實驗教學(xué)體系，豐富課外活動形式。讓學(xué)生從不同角度分析實驗現(xiàn)象、獲得實驗結(jié)果。注重科學(xué)方法的滲透，使學(xué)生通過親身體驗培養(yǎng)其觀察、思考及創(chuàng)新能力。豐富實驗內(nèi)容，通過小組合作、自主探索等方式，提高學(xué)生動手實踐能力。同時要加強(qiáng)學(xué)生與家長、學(xué)校、社會的聯(lián)系和互動，創(chuàng)造平等開放的對話氛圍，開展"小實驗、小制作、小調(diào)查"等活動，拓展學(xué)習(xí)空間，共享實驗探索的樂趣。要積極引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，進(jìn)一步利用課內(nèi)和課外學(xué)習(xí)資源，拓展和推廣課堂實驗學(xué)習(xí)成果，踐行"課內(nèi)與課外融合"的科學(xué)理念。

（三）聚焦實驗難點，利用微課堂提高實驗教學(xué)效率

以“杠桿的平衡條件”實驗為例，其教學(xué)難點在于力臂的確定。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)常常采用教師演示，學(xué)生觀看的方法。這種教學(xué)方式存在以下幾方面的問題：一是教學(xué)時間有限，學(xué)生不能及時反饋教學(xué)信息。二是場地等客觀因素限制，不利于提高教學(xué)效益。目前部分學(xué)校開展實驗室內(nèi)的教學(xué)時間有限，這樣既浪費(fèi)了教學(xué)資源，又不利于學(xué)生深入理解概念和相關(guān)規(guī)律。三是不利于教學(xué)創(chuàng)新。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，微課堂已成為教學(xué)改革和發(fā)展的新方向，其通過網(wǎng)絡(luò)來傳播優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，并提供免費(fèi)服務(wù)，將信息技術(shù)應(yīng)用到物理學(xué)科實驗教學(xué)之中。微課的優(yōu)點是短小精悍、形象生動，適用于課堂教學(xué)?；谖⒄n的初中物理實驗的設(shè)計與分析有以下幾點優(yōu)勢：一是其以生活為基礎(chǔ)，可以直觀展示教學(xué)內(nèi)容豐富的物理實驗。它具有開放性、靈活性、互動性和可重復(fù)性等特點。微課將實驗操作聚焦于鏡頭，通過網(wǎng)絡(luò)直播或錄屏等方式將實驗內(nèi)容完整展示給學(xué)習(xí)者，學(xué)生可根據(jù)自己的情況選擇不同的策略參與到實驗中去，為后續(xù)教學(xué)提供指導(dǎo)依據(jù)。

（四）充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

物理教學(xué)實驗與情境現(xiàn)實是分不開的，當(dāng)前部分初中生不喜歡物理實驗的原因之一就是其主觀上認(rèn)為實驗課程枯燥乏味。如果不能調(diào)動學(xué)生探究問題、解決問題的主動性，不能對學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行深刻的理解和運(yùn)用，初中物理實驗課的目標(biāo)就很難實現(xiàn)。在“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下，學(xué)生可以利用共享的網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)，這也為教師提供了更豐富的教學(xué)方法。當(dāng)學(xué)生動手操作遇到困難時，教師可以要求其通過互聯(lián)網(wǎng)搜索，找到問題的解決方案。當(dāng)遇到學(xué)生操作不當(dāng)導(dǎo)致實驗失敗的情況時，教師要及時地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思總結(jié)，鼓勵其積極勇敢面對，給予其正確評價。教師可以使用不同教學(xué)資源，如課件展示、視頻展示等方式讓學(xué)生完整觀看正確實驗過程，掌握實驗方法?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”環(huán)境為學(xué)生提供了足夠的學(xué)習(xí)資源，其對于物理教學(xué)具有積極影響，有利于學(xué)生能掌握物理實驗過程中出現(xiàn)的基本理論，并將其應(yīng)用到實踐活動中，從而完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。但是，需要特別注意的是對網(wǎng)絡(luò)資源使用需要做出甄別，一是時機(jī)上需要學(xué)生有充分的自主思考，不能一遇到問題就找網(wǎng)絡(luò)，模仿不能代替思考；二是內(nèi)容上需要篩選，現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)資源豐富，同時也存在魚龍混雜的問題，若不有效選擇可能被誤導(dǎo)。

（五）優(yōu)化實驗設(shè)計，切實發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)

物理實驗課堂教學(xué)主要包含以下幾個方面：首先，在開展課程教學(xué)活動之前需要確認(rèn)實驗內(nèi)容，配置相應(yīng)的實驗器材，并做好相應(yīng)的其他準(zhǔn)備，從而保證實驗課程的流暢性，防止意外事故的發(fā)生。其次，在教學(xué)開展之前教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生閱讀相關(guān)的實驗教材，使他們充分了解實驗學(xué)習(xí)的目標(biāo)、掌握實驗的原理以及實驗的方法，從而為學(xué)生順利完成實驗做好知識準(zhǔn)備。再次，在學(xué)生進(jìn)行實驗學(xué)習(xí)的過程中，教師應(yīng)當(dāng)及時的根據(jù)學(xué)生的特點給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，從而幫助他們發(fā)現(xiàn)實驗操作當(dāng)中的問題，在研討思考中完善和改進(jìn)。最后，在學(xué)生完成物理實驗后，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗報告的撰寫，在學(xué)生完成實驗報告的撰寫之后教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生對實驗的情況進(jìn)行總結(jié)，共享實驗經(jīng)驗。例如在“電阻的測量”教學(xué)時，首先，在實驗教學(xué)開展之前教師應(yīng)當(dāng)提前為學(xué)生準(zhǔn)備好阻值明確的電阻、表面沒有破損的導(dǎo)線、可以正常工作的電流表以及電壓表等。其次，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生閱覽“電阻的測量”一課的內(nèi)容，并幫助學(xué)生掌握實驗?zāi)康?、原理、方法與步驟等，做到心中有數(shù)。然后，組織學(xué)生分組實驗，教師巡回指導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)并商討解決實驗中問題。最后，教師應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，總結(jié)得出相應(yīng)規(guī)律。通過這種方式開展實驗教學(xué)活動，就可以實現(xiàn)課內(nèi)外知識的深入結(jié)合，有利于發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)。

結(jié)語

總之，在初中物理實驗教學(xué)改革過程中，教師要順應(yīng)時代發(fā)展，依托互聯(lián)網(wǎng)資源，提高資源整合能力，將傳統(tǒng)初中物理實驗教學(xué)方法要與信息技術(shù)、相關(guān)多媒體設(shè)備結(jié)合起來，為學(xué)生提供更多物理實驗學(xué)習(xí)機(jī)會，有效拓展提升初中生實踐能力和創(chuàng)新能力的途徑和方法，提高初中物理實驗教學(xué)水平，獻(xiàn)力我國教育事業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。