提升學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)操作能力的途徑淺析

【摘要】物理學(xué)科的特點(diǎn)是理論與實(shí)踐相結(jié)合，學(xué)校開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科的基礎(chǔ)理論知識(shí)，有助于為學(xué)生日后的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。物理實(shí)驗(yàn)?zāi)荏w現(xiàn)出物理知識(shí)在現(xiàn)實(shí)世界中的表現(xiàn)形式，實(shí)驗(yàn)教學(xué)能幫助學(xué)生增強(qiáng)動(dòng)手能力和對(duì)現(xiàn)實(shí)物理現(xiàn)象的觀察力。而當(dāng)下物理教學(xué)偏重理論知識(shí)的培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)課占比較少。基于此，文章闡述了當(dāng)前初中生物理實(shí)驗(yàn)操作存在的主要問(wèn)題及其原因，提出提高學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)操作能力的方法和途徑。

【關(guān)鍵詞】初中物理;實(shí)驗(yàn);操作能力;策略

【基金項(xiàng)目】蘭州市2021年度教師個(gè)人課題“適應(yīng)新中考的初中物理實(shí)驗(yàn)操作能力的策略研究”（課題編號(hào)：LZ〔2021〕GR00XXX1784）

作者簡(jiǎn)介：馬金平（1982.03—），男，甘肅省永登縣樹(shù)屏鎮(zhèn)初級(jí)中學(xué)。

具備較強(qiáng)的邏輯思維能力在物理學(xué)科的學(xué)習(xí)中尤為重要。在種種物理現(xiàn)象中找到相互關(guān)聯(lián)的點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上對(duì)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)進(jìn)行持續(xù)強(qiáng)化訓(xùn)練，如此才能更好地運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)。因此物理實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展十分有必要。學(xué)生通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)觀察能力和邏輯思維能力。物理的理論往往比較抽象，部分想象能力較差的學(xué)生總會(huì)在理解某些物理現(xiàn)象上遇到困難，而通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)及觀測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠達(dá)到理解抽象知識(shí)點(diǎn)的目的。[1]教師在開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，必須讓學(xué)生自己思考并理解、完成實(shí)驗(yàn)要求和步驟，著重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，以此提升學(xué)生的獨(dú)立思考能力和實(shí)踐水平。

一、初中物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)的重要性

物理知識(shí)來(lái)源于自然，其研究目的也是更好地利用自然。物理研究的主要內(nèi)容是事物的本質(zhì)內(nèi)容和事物之間的內(nèi)在聯(lián)系。[2]在初中物理學(xué)科的教學(xué)中，主要教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生理解日常生活中碰到的事物的表象和事物之間存在的內(nèi)部聯(lián)系。初中物理課堂中，除了理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)生還會(huì)接觸到物理實(shí)驗(yàn)。物理實(shí)驗(yàn)是初中物理重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)，可以達(dá)到拓展學(xué)生思維（包含探索思維和創(chuàng)新思維）、提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)技巧（包含實(shí)驗(yàn)操作技巧和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技巧） 和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?（包含創(chuàng)新能力、探索能力、仔細(xì)觀察能力、協(xié)作能力） 等目的。[3]在如今大力提倡素質(zhì)教育的大環(huán)境下，提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)不僅要讓學(xué)生學(xué)習(xí)物理理論知識(shí)，同時(shí)也要提高學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

二、分析當(dāng)前條件下學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)時(shí)存在的問(wèn)題及其原因

（一）實(shí)驗(yàn)過(guò)程不標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)方法不成體系

由于學(xué)生接觸物理實(shí)驗(yàn)的時(shí)間較少，且物理實(shí)驗(yàn)涉及的知識(shí)較為復(fù)雜，因此學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)往往存在一些問(wèn)題和不足。例如，學(xué)生在進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，有的忘記了每個(gè)電表在電路中的作用，或者不了解串聯(lián)和并聯(lián)的意義，從而造成短路現(xiàn)象;在進(jìn)行液體密度測(cè)量的實(shí)驗(yàn)中，有的學(xué)生忘記清洗試管，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)偏差較大;在天平使用操作的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生常常會(huì)忘記“左物右碼”的訣竅，將物品和砝碼放置錯(cuò)誤;等等。由此可見(jiàn)，要提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范程度，還需要教師從理論知識(shí)傳授方面進(jìn)行強(qiáng)化。

初中學(xué)生的物理思維處于建立初期，在具體實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，他們由于缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)整體的認(rèn)知，常導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)步驟的落實(shí)缺乏條理性。例如，在進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，一些學(xué)生將電表、電線隨意擺放，當(dāng)電表不能正常使用時(shí)，他們就會(huì)很難發(fā)現(xiàn)故障原因而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行;在進(jìn)行天平實(shí)驗(yàn)時(shí)，有的學(xué)生不先進(jìn)行天平調(diào)零，便開(kāi)始進(jìn)行對(duì)物品質(zhì)量的測(cè)定，從而得出一些與實(shí)際偏差較大的數(shù)據(jù)。缺乏條理性的實(shí)驗(yàn)，往往效率較低，得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)偏差較大，不利于實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的落實(shí)。

（二）實(shí)驗(yàn)修養(yǎng)水平較低

初中生由于缺乏一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知不深，因此實(shí)驗(yàn)修養(yǎng)水平較低，容易違反實(shí)驗(yàn)操作的要求。例如，一些學(xué)生沒(méi)有對(duì)實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行課前預(yù)習(xí);個(gè)別學(xué)生將食品、飲料等物品帶入實(shí)驗(yàn)室，對(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境造成污染;一些學(xué)生不遵守實(shí)驗(yàn)儀器的安全使用條例，對(duì)其隨意調(diào)試而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有偏差或?qū)嶒?yàn)失敗，有時(shí)甚至產(chǎn)生安全問(wèn)題;在教師尚在講解實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)，個(gè)別學(xué)生已經(jīng)開(kāi)始自己操作，沒(méi)有聽(tīng)清教師講述的實(shí)驗(yàn)要領(lǐng)而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。

（三）器材短缺，教學(xué)類(lèi)型單一

由于初中物理知識(shí)相對(duì)較淺，一些物理現(xiàn)象不需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)也能觀察到，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容相對(duì)單一，而且課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)驗(yàn)要求較低，因此一些學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)器材配置不高或者不夠。在一些基礎(chǔ)設(shè)施條件較落后的學(xué)校，甚至缺少必要的物理實(shí)驗(yàn)器材，致使教師只能進(jìn)行理論講解，在黑板上演示，無(wú)法開(kāi)展真正意義上的實(shí)驗(yàn)課。學(xué)生在初中階段剛剛接觸到物理知識(shí)，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)往往抱有好奇的態(tài)度，如果學(xué)生在接觸物理的初期，由于器材短缺導(dǎo)致不能接受較好的物理教育而失去對(duì)物理科目的興趣，那是非?？上У?。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，是物理教學(xué)中不可或缺的，實(shí)驗(yàn)的目的是從現(xiàn)象看到本質(zhì)，如果學(xué)生無(wú)法親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，那么對(duì)物理知識(shí)的理解只能停留在表面，無(wú)法真正突破物理核心知識(shí)。在如今素質(zhì)教育的時(shí)代背景下，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐意識(shí)進(jìn)行培養(yǎng)，而物理正是學(xué)生在校園中接觸創(chuàng)新實(shí)踐最多的學(xué)科之一。因此豐富學(xué)校的物理器材種類(lèi)，為學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)操作提供機(jī)會(huì)和平臺(tái)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展十分重要。

三、提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力的途徑和方法

（一）以實(shí)際物理現(xiàn)象激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望

初中學(xué)生由于心智發(fā)育未成熟，尚處于喜愛(ài)探索世界的階段，會(huì)對(duì)一些新奇的東西產(chǎn)生濃厚的興趣。[4]對(duì)此，初中物理教師在進(jìn)行教學(xué)時(shí)，要善于利用初中生好奇心強(qiáng)的心理特點(diǎn)，讓學(xué)生注意到各種有趣的物理現(xiàn)象，從而讓學(xué)生自主地參與物理學(xué)習(xí)，探索其中的秘密。

例如，在進(jìn)行“分子間作用力”的教學(xué)時(shí)，教師可以先提出一個(gè)問(wèn)題：“將一枚硬幣放入有水的燒杯中，會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？”學(xué)生出于好奇心，會(huì)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行思考，并試圖尋找出問(wèn)題的答案。教師要適時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓他們看看結(jié)果和自己猜想的有什么差別。學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的結(jié)果一般是硬幣會(huì)沉入杯子的底部。這時(shí)，教師可以向?qū)W生展示，將硬幣緩緩平放，使其漂浮在水面上，然后讓學(xué)生進(jìn)行嘗試。在學(xué)生的操作結(jié)束之后，教師可以向?qū)W生解釋硬幣漂浮在水面上的原理，即因?yàn)榉肿娱g作用力的存在，使得硬幣可以漂浮在像一層薄膜一樣的水面上。教師通過(guò)讓學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)踐，不僅使學(xué)生了解到分子之間作用力的存在，還增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，進(jìn)而讓學(xué)生鞏固知識(shí)，學(xué)以致用。9AD4D60A-5422-4593-85AF-B82A4E2257F3

在物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，教師可以通過(guò)放慢步驟的方式讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中觀察得更加細(xì)致，也可使其在后期的自主實(shí)驗(yàn)中，操作得更加熟練和自信。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的過(guò)程中，教師需要讓學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)，同時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。如果學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大偏差，教師再帶領(lǐng)學(xué)生重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，糾正學(xué)生的錯(cuò)誤，學(xué)生也能通過(guò)對(duì)多次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，加深對(duì)物理各知識(shí)點(diǎn)以及實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)等的印象。

（二）讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中做主導(dǎo)者，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力

教師在物理教學(xué)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，是為了讓學(xué)生更好地了解這一物理現(xiàn)象，結(jié)合書(shū)本上的知識(shí)，更好地理解物理規(guī)律。[5]這能夠十分有效地提升學(xué)生的觀察力和分析能力，并使其在實(shí)際生活中學(xué)以致用。但是這種演示方法也存在一定不足。因?yàn)檠菔緦?shí)驗(yàn)是以教師為主，由教師動(dòng)手操作，學(xué)生只能觀看和思考而不能親自動(dòng)手操作，不能參與到實(shí)驗(yàn)之中，長(zhǎng)此以往，學(xué)生只看不動(dòng)會(huì)降低對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣，也不利于動(dòng)手能力的培養(yǎng)和提升。因此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)充分傾聽(tīng)并考慮學(xué)生的想法，在課堂教學(xué)中讓學(xué)生處于主導(dǎo)地位，為學(xué)生展示動(dòng)手能力提供更多的空間，讓學(xué)生參加到課堂演示中，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中多給學(xué)生必要的指導(dǎo)，鼓勵(lì)那些害怕動(dòng)手的學(xué)生積極參與。在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，教師要對(duì)學(xué)生的操作結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，表?yè)P(yáng)參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生，讓學(xué)生樹(shù)立起動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的信心，這樣才能讓學(xué)生更多更踴躍地參與實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在每一次動(dòng)手實(shí)踐的過(guò)程中獲得實(shí)踐能力的提升。

（三）利用課外小實(shí)驗(yàn)、小制作提升學(xué)生的動(dòng)手能力

教師可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使其能夠獨(dú)立完成小型實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，這樣一來(lái)，學(xué)生在課堂以外的地方也能夠通過(guò)實(shí)踐提升自己的動(dòng)手能力。[6]學(xué)生可以通過(guò)一些小實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步加深對(duì)物理現(xiàn)象的印象，這也是一個(gè)把知識(shí)與生活實(shí)際進(jìn)行結(jié)合的過(guò)程。例如，教師在結(jié)束小孔成像的教學(xué)之后，可以將制作針孔照相機(jī)作為一項(xiàng)課后作業(yè)并鼓勵(lì)學(xué)生完成，這可以讓學(xué)生通過(guò)親自動(dòng)手的方式直觀感受到小孔成像在實(shí)際生活中的妙用，讓學(xué)生進(jìn)一步理解小孔成像的原理。此外，教師也可以讓學(xué)生進(jìn)行其他實(shí)驗(yàn)，比如“筷子神力”，在裝滿米的杯子里插進(jìn)一根筷子，在此條件下觀察在向上提筷子的過(guò)程中杯子是否會(huì)被一起提上來(lái)。還有紙杯燒水的實(shí)驗(yàn)，等等。這些實(shí)驗(yàn)可以就近取材，不需要復(fù)雜的材料，易于操作，能讓學(xué)生直觀感受到實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣。教師也可以讓學(xué)生在課堂上向大家展示自己動(dòng)手的成果，以培養(yǎng)學(xué)生的信心，促使其以更大的熱情繼續(xù)進(jìn)行類(lèi)似的小實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而提升動(dòng)手實(shí)踐能力。

（四）基于演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力

牛頓提出了萬(wàn)有引力定律是因?yàn)閷?duì)蘋(píng)果進(jìn)行了觀察，愛(ài)因斯坦在觀察了雙縫實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后才提出光的波粒二象性。所以說(shuō)，觀察能力對(duì)于物理來(lái)說(shuō)是一種必不可少的能力。初中教師在進(jìn)行物理教學(xué)時(shí)，應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，可以提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、感知問(wèn)題的能力，幫助學(xué)生更好地理解事物內(nèi)在聯(lián)系，從而進(jìn)一步理解物理知識(shí)。[7]因此，教師要給學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，要求學(xué)生認(rèn)真觀察，以此提高學(xué)生的觀察能力，促使學(xué)生形成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。比如，在進(jìn)行小孔成像實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生借助實(shí)驗(yàn)設(shè)備，仔細(xì)觀察小孔成像實(shí)驗(yàn)，對(duì)小孔的直徑、成像的方向及成像的大小等進(jìn)行細(xì)致的觀察。學(xué)生只有自己觀察過(guò)各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，才會(huì)對(duì)出現(xiàn)這種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原理產(chǎn)生興趣，對(duì)于物理原理的學(xué)習(xí)才會(huì)更有主動(dòng)性。再比如，教師在給學(xué)生演示“振動(dòng)發(fā)聲”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求學(xué)生觀察振動(dòng)幅度大小不一的橡皮筋，同時(shí)仔細(xì)觀察橡皮筋的狀態(tài)和不同狀態(tài)下橡皮筋發(fā)出的不同的聲音。此時(shí)，教師提問(wèn)學(xué)生：“隨著振動(dòng)狀態(tài)的變動(dòng)，橡皮筋發(fā)出的聲音有何不一樣？”“橡皮筋如何才能發(fā)出聲音？”以此督促學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程，積極思考。教師在教授完“摩擦起電”“慣性”“浮力”這些內(nèi)容時(shí)，可根據(jù)學(xué)生的具體情況布置一些實(shí)踐觀察作業(yè)，讓學(xué)生努力尋找日常生活中碰到的與物理相關(guān)的知識(shí)，記錄并與同伴分享，這可以提高學(xué)生的觀察能力，培養(yǎng)學(xué)生的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。

（五）運(yùn)用多媒體手段，輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)

多媒體設(shè)備是輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)展的重要工具，教師在講解如何使用物理器材時(shí)可以借助多媒體等方式，利用多媒體課件對(duì)器材使用的各項(xiàng)要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)講解。對(duì)于一些無(wú)法在學(xué)校開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)，可以通過(guò)多媒體設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，以拓展學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生對(duì)一些物理現(xiàn)象的興趣，由此提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性。同時(shí)，如果是在一些無(wú)法完全開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)校，教師只能通過(guò)多媒體設(shè)備，使學(xué)生利用多媒體完成實(shí)驗(yàn)，以完善學(xué)生的物理知識(shí)結(jié)構(gòu)，完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。

綜上所述，本文從物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的角度出發(fā)，提出初中物理實(shí)驗(yàn)操作中存在的問(wèn)題并對(duì)其加以分析，提出改善建議，為之后的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)提供一些借鑒。初中物理實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生開(kāi)啟物理學(xué)習(xí)的大門(mén)，有助于夯實(shí)學(xué)生的物理基礎(chǔ)，激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣。在初中物理實(shí)驗(yàn)課中講授物理實(shí)驗(yàn)安全流程、基本的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作步驟，可以為學(xué)生開(kāi)展各個(gè)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)和研究奠定基礎(chǔ)，進(jìn)而全面提升學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，發(fā)展學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

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