創(chuàng)新實驗教學(xué)方法，提升初中物理教學(xué)有效性

張 娟

（定西市隴西縣永吉初級中學(xué) 甘肅 隴西 748000）

物理實驗教學(xué)是為了預(yù)測、驗證或獲取新的信息，通過科學(xué)性操作來觀察由事先安排的實驗方法所產(chǎn)生的現(xiàn)象。初中物理教材中探究實驗對物理教學(xué)有至關(guān)重要的作用，很多重要的科學(xué)定律都是由實驗得出的，在教學(xué)中如果引導(dǎo)由學(xué)生自己提出的假設(shè)，這樣得到的實驗結(jié)果是可能是預(yù)期之內(nèi)的也可能有預(yù)期之外的，當然還可能有額外的收獲，而得到預(yù)料之外的成功。經(jīng)過實驗親身檢驗出來的物理定律和規(guī)律記憶更加深刻，提升教學(xué)有效性。

1.目前初中物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀及問題分析

1.1 物理實驗設(shè)備陳舊

大部分學(xué)校的實驗室均存在實驗設(shè)備陳舊、更新慢、損毀率高，學(xué)生以及教師的負擔過重從而會導(dǎo)致教師不敢經(jīng)常用、再加上實驗室資源較少，學(xué)生難以接觸實驗器材，以致最終無法達到預(yù)期教學(xué)目標。實驗與理論不同步，實驗課通常與對應(yīng)物理理論相對同步，有些時候會因為實驗器材多個班同時使用，無法及時調(diào)配，需將實驗內(nèi)容延后[1]。

1.2 教師對物理實驗教學(xué)缺乏重視

教師經(jīng)常有準備不太充分就去上課的情況，課前準備不充分，會影響整節(jié)課的教學(xué)質(zhì)量，甚至對學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)造成不利的影響。教師在實驗教學(xué)過程中一般會讓學(xué)生明確這節(jié)課的教學(xué)目標，有時會受到時間、實驗難度等因素影響，沒有讓學(xué)生明確實驗的目標。教師在實驗教學(xué)過程中沒有以適當方式讓學(xué)生明確這節(jié)課的教學(xué)目標，只是單純的將目標羅列出來，或者干脆是不將實驗?zāi)繕烁嬷獙W(xué)生。學(xué)生在沒有目標的情況下進行只能對于教材或者教師給出的實驗步驟進行機械的模仿，最終只能是知其然而不知其所然，實驗教學(xué)的效果將大打折扣?？梢钥闯鼋處熑狈W(xué)生實驗的足夠重視。

1.3 忽視學(xué)生對物理科學(xué)探究能力的培養(yǎng)

當前，初中物理實驗教學(xué)過于注重了知識與技能的講解，物理實驗當中光學(xué)實驗、力學(xué)實驗、電學(xué)實驗都應(yīng)該是學(xué)生動手操作來完成，而往往在課堂中，教師更多注重了實驗的原理，并未提升學(xué)生對物理科學(xué)的探究精神[2]。有些教師看重傳統(tǒng)講授，而忽視了學(xué)生能力的培養(yǎng)，出現(xiàn)這樣的問題也說明了教師對于學(xué)生在情感態(tài)度價值觀方面的教學(xué)設(shè)計了解不足，這樣的教學(xué)對初中生在邏輯思維能力方面的培養(yǎng)是欠缺的，也是不符合新課程標準的。學(xué)生對于物理實驗的興趣大多停留在好奇或者可以脫離固定的班級環(huán)境等表面，認為只要老師講授得好了，自己就可以得到提高，而忽略了學(xué)生自身在物理實驗中的主體地位?，F(xiàn)階段的物理實驗中教師主導(dǎo)的形式更加的普遍，而義務(wù)教育物理課程標準認為實驗的教學(xué)應(yīng)該以學(xué)生為主體，學(xué)生以及教師對此方面的認知都存在不足。

1.4 教學(xué)方法缺乏創(chuàng)新

教學(xué)方法單一，教師在進行物理實驗教學(xué)除了使用實驗器材之外，多數(shù)是使用現(xiàn)成的課件及資源，通常為PPT、播放視頻、flash動畫。教師過度依賴以多媒體的形式替代實驗，多媒體實驗具有準備方便，節(jié)省時間，可視性強，而且實驗結(jié)果準確的諸多優(yōu)點，但是多媒體實驗也存在著實驗結(jié)果沒有變化，實驗過程極度簡化等諸多缺點，不能很多幫助學(xué)生提高實驗探究能力和建立科學(xué)思維方式，所以多媒體實驗并不能完全替代實驗探究活動進行實驗教學(xué)，這些都會降低物理實驗教學(xué)的有效性。教學(xué)設(shè)計單一，缺乏創(chuàng)新意識。

2.創(chuàng)新實驗教學(xué)方法策略

2.1 改進現(xiàn)有器材和開發(fā)自制實驗材料

隨著教育教學(xué)改革的不斷深入，實驗教學(xué)器材資源不足，實驗設(shè)備與教材的配套不到位，無法跟上教育教學(xué)發(fā)展的步伐。教師可以結(jié)合實驗教學(xué)的具體內(nèi)容，與學(xué)生共同改進現(xiàn)有器材和開發(fā)自制教具，有效的完成教學(xué)目的。一方面，彌補了教學(xué)的經(jīng)費帶來的困難，豐富了實驗室的教學(xué)器材儲備。另一方面，通過改進器材和自制教具，激發(fā)學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的創(chuàng)造力和動手能力，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的科學(xué)精神[3]。例如，在"探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系"實驗中，實驗室原有的實驗器材，需要學(xué)生多次的進行實驗的測量，操作的過程較為繁瑣。在學(xué)生實驗之后，與學(xué)生一起利用實驗室現(xiàn)有的鐵架臺、升降臺，再加上大小飲料瓶、吸管等生活中常見的材料，對實驗儀器進行改進。改進后的實驗儀器可以同時測量浮力的大小和排開液體所受的重力，實驗操作更加穩(wěn)定便捷。再例如，在人教版八年級下冊《壓強》一課中，課本上以雪為例子，引出壓強的概念。教師可以通過自制釘板教具，通過釘板和釘子的對比，讓學(xué)生坐在釘板上，感受壓強大小的不同。更加貼近學(xué)生的生活，利于學(xué)生對于物理概念的理解，同時也可以激發(fā)學(xué)生對本節(jié)課的學(xué)習(xí)興趣。這也證明了改進現(xiàn)有器材和開發(fā)自制教具，對于物理實驗教學(xué)有促進作用。

2.2 結(jié)合生活，開展家庭實驗

在物理教學(xué)中實驗課的時間是非常有限，學(xué)生能接觸到的實驗很少。在所在地區(qū)的現(xiàn)有條件下，即使能夠極力開發(fā)學(xué)校實驗室的資源，其所擁有的資源和條件也無法滿足學(xué)生對實驗的好奇與需求。為了讓學(xué)生更多的體驗和思考的空間，應(yīng)從學(xué)生的生活實際出發(fā)，組織開放性實驗，開發(fā)家庭實驗室。實驗室的實驗儀器和器材是重要的物理實驗課程資源，但不是唯一的物理實驗資源，我們應(yīng)該注意到，學(xué)生生活中的諸多的物品和器具也可以作為實驗的器材。我們鼓勵學(xué)生進行家庭材料收集，發(fā)揮聯(lián)想，主動觀察并進行實驗創(chuàng)造[4]。例如，學(xué)生喝完的易拉罐可以做小孔成像、機械能守恒等實驗。生活中空的飲料瓶可以做許多實驗，如探究液體壓強和大氣壓強，感受浮力，制作滑輪等。例如，在學(xué)習(xí)了光的直線傳播一課之后，布置了學(xué)生周末在家中，利用身邊的材料，制作小孔成像的儀器，并且用小視頻的形式進行分享。在任務(wù)布置之后，學(xué)生們熱情高漲，紛紛開動腦筋，利用家里現(xiàn)有的材料完成實驗任務(wù)。其中，有的學(xué)生使用了傳統(tǒng)的易拉罐作為主材料，還有學(xué)生利用家中的紙盒子完成制作。由此可見，家庭實驗室的開發(fā)，可以使物理實驗脫離學(xué)校有限的時間和空間限制，讓物理實驗有更廣闊的天地，融入學(xué)生的日常生活當中。學(xué)生用日常器具進行實驗探究便于學(xué)生隨手取材和動手實驗，在發(fā)展學(xué)生實驗技能的同時促進思維的活動，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，還能讓學(xué)生從小就樹立環(huán)保意識，利于全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

2.3 多學(xué)科融合，提高學(xué)習(xí)效率

學(xué)生在學(xué)習(xí)階段同時學(xué)習(xí)不同學(xué)科的知識，不同學(xué)科的知識不是獨立存在的，它們之間存在著千絲萬縷的聯(lián)系，根據(jù)學(xué)生的認知特點和心理發(fā)展規(guī)律，不同學(xué)科之間的融合有利于學(xué)生建立知識的前概念，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。在物理實驗中除了要重視學(xué)生基礎(chǔ)概念、實驗?zāi)芰记膳囵B(yǎng)和科學(xué)實驗方法訓(xùn)練、強化學(xué)生科學(xué)思考的能力、創(chuàng)新能力的同時，還要強化學(xué)科融合在實驗中的體現(xiàn)，使學(xué)生所學(xué)的不同科目的知識形成網(wǎng)絡(luò)，不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點相互聯(lián)系，相互促進，優(yōu)化不同學(xué)科知識點的前后聯(lián)系，提高教學(xué)的有效性。例如在分子熱運動一課中，教師在小樹枝上面粘上幾團的棉花，棉花上蘸上酚酞，就得到了一棵開了白色小花的小樹，然后教師取將濃氨水裝入一個小燒杯中，連同白棉花樹一起放入一個透明玻璃罩內(nèi)。過了一小段時間，我們可以驚訝地發(fā)現(xiàn)白的棉花變成了紅色。通過這個實驗，證明了氣體分子不停地運動，同時滲透了化學(xué)反應(yīng)和藝術(shù)氛圍，達到了良好的實驗效果。也為后續(xù)學(xué)生在化學(xué)課中學(xué)習(xí)分子建立前概念，減少學(xué)生理解的難度。學(xué)生在化學(xué)課上學(xué)習(xí)了分子的知識之后，又反過來加深了對分子熱運動概念了理解。

2.4 利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進行物理實驗教學(xué)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以將初中物理實驗中抽象的，以及在現(xiàn)實實驗室當中難以實施，或?qū)嶒炐Ч患训囊恍嶒?，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行再現(xiàn)，讓每一個學(xué)生都能感受到初中物理實驗中的場景，理解實驗的原理，將課本中的實驗過程變成可視化的場景，讓學(xué)生產(chǎn)生身臨其境之感，對實驗有更深的思考和理解，從而培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力和創(chuàng)新能力[5]。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)計的虛擬實驗?zāi)軌蛴行Ы鉀Q物理實驗當中因操作危險、設(shè)備昂貴、觀察效果不明顯等問題，目前大部分的虛擬實驗技術(shù)的研究對象都是高校學(xué)生，針對義務(wù)教育階段的物理虛擬實驗研究卻很少為解決這一問題，開展針對初中物理實驗的研究就非常有必要，尤其在當今虛擬現(xiàn)實技術(shù)等新一代信息技術(shù)日新月異發(fā)展的趨勢下。中學(xué)物理實驗的特點是:基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、操作性強，而這一年齡段的學(xué)生具有年齡小、空間想象能力弱、理解能力不足等問題將會擴大物理實驗的難度。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)與物理實驗結(jié)合，會在一定程度上弱化這些不足。

結(jié)語

綜上所述，目前初中物理實驗教學(xué)中存在著諸多問題，有實驗器材陳舊、實驗材料不足這樣的客觀的問題，也有主觀上教師對于實驗教學(xué)的重視不足的問題，文中提出改進現(xiàn)有器材和開發(fā)自制實驗材料、結(jié)合生活開展家庭實驗、多學(xué)科融合提高學(xué)習(xí)效率、利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進行物理實驗教學(xué)，以上創(chuàng)新實驗教學(xué)方法，以期對大家有所幫助。