加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué) 培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?提升教學(xué)質(zhì)量

李金華

摘? ?要： 新的初中物理課程強(qiáng)調(diào)采用探究式的教學(xué)方法，而科學(xué)探究實(shí)際都是圍繞物理實(shí)驗(yàn)展開的，實(shí)驗(yàn)教學(xué)已是初中物理的核心環(huán)節(jié)。當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)卻仍薄弱，改進(jìn)教學(xué)的具體策略為認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)類型的基礎(chǔ)內(nèi)容和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生形成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，逐步學(xué)會(huì)基本實(shí)踐技能。在將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與探究性實(shí)踐相結(jié)合的基礎(chǔ)上，逐步訓(xùn)練學(xué)生的基本實(shí)踐能力，以提升物理教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)教學(xué);實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?教學(xué)質(zhì)量

引言

物理科學(xué)作為自然科學(xué)的主要分支，不但對(duì)人類物質(zhì)文明的提高以及加深人們對(duì)大自然了解起到了巨大的促進(jìn)作用，同時(shí)對(duì)人們的科學(xué)思想發(fā)展也產(chǎn)生著不可或缺的影響。物理是指科學(xué)研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)，以及物質(zhì)之間的作用與運(yùn)動(dòng)組織規(guī)律性的自然科學(xué)。物理主要由理論與實(shí)踐兩個(gè)部分所構(gòu)成。實(shí)踐科學(xué)研究是人們了解世界的一項(xiàng)主要活動(dòng)，是人們開展科學(xué)研究的基石;物理學(xué)理論則是人們對(duì)大自然最基本、最普遍規(guī)律的理解與總結(jié)，義務(wù)教育物理課程旨在提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，科學(xué)探究學(xué)習(xí)方式是提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的一種重要而有效的途徑，而探究活動(dòng)實(shí)際都是圍繞實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)展開的。下面談?wù)勗鯓油ㄟ^改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以提升物理教學(xué)質(zhì)量。

1? 為什么加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

1.1? 新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求

最新的《初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（2021年）中要求義務(wù)教育物理課程應(yīng)以提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨，同時(shí)指出科學(xué)探究學(xué)習(xí)方式是提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的一種重要而有效的途徑，強(qiáng)調(diào)要采用探究式的教學(xué)方法，采用探究式的教學(xué)方法，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，培養(yǎng)其創(chuàng)新精神和動(dòng)手能力。而探究活動(dòng)實(shí)際都是圍繞實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)展開的，標(biāo)準(zhǔn)中明確指出學(xué)生的觀察實(shí)驗(yàn)、動(dòng)手操作等活動(dòng)在學(xué)習(xí)過程中要占很大的比例，不但要求教師要安排足夠的學(xué)生實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)，還要求鼓勵(lì)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究內(nèi)容，嘗試改良探究方案等。因此，新課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上把物理實(shí)驗(yàn)提升到了物理教學(xué)中的核心環(huán)節(jié)。

1.2? 實(shí)驗(yàn)可充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

初中生有好奇、好動(dòng)、活潑等特點(diǎn)，圍繞實(shí)驗(yàn)展開教學(xué)，符合初中生的認(rèn)知特點(diǎn)。特別是新奇的實(shí)驗(yàn)可以吸引學(xué)生注意，激發(fā)學(xué)生的好奇心，使學(xué)生產(chǎn)生求知欲望，利用實(shí)驗(yàn)可以創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，將問題融合于情境之中，引導(dǎo)學(xué)生在情境中主動(dòng)探究、自覺學(xué)習(xí)獲取物理知識(shí)和科學(xué)思維能力，體驗(yàn)科學(xué)探究的樂趣，養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神。

1.3? 實(shí)驗(yàn)仍是當(dāng)前物理教學(xué)中的薄弱環(huán)節(jié)

雖然各種文獻(xiàn)中都闡述了物理實(shí)驗(yàn)的重要性。但物理實(shí)驗(yàn)仍然是當(dāng)前初中物理教學(xué)中的薄弱環(huán)節(jié)，學(xué)生動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)普通不足，乃至每年中考實(shí)驗(yàn)題的考查結(jié)果和得分情況都很不理想。這些都有必要繼續(xù)從強(qiáng)化教學(xué)理念、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等方面探討加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效途徑和方法。

鉆研實(shí)驗(yàn)教學(xué)是促進(jìn)教師專業(yè)成長的催化劑。從知識(shí)內(nèi)容深度來說，初中物理相對(duì)高中物理來還是較淺的，但搞好初中物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)演示和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)卻大有學(xué)問，要設(shè)計(jì)一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)或改進(jìn)教具，不但需要科學(xué)創(chuàng)意和教學(xué)靈感，還可能涉及很多的機(jī)械電子等物理知識(shí)和信息技術(shù)。物理老師在這方面是學(xué)無止境，大有可為的。

2? 如何加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在現(xiàn)代物理學(xué)教育中，實(shí)踐是物理科學(xué)的重要基石，也是檢驗(yàn)物理理論的重要準(zhǔn)則。同時(shí)，基于實(shí)驗(yàn)的可反復(fù)操作的特點(diǎn)，使這一物理研究的基本方式成為中學(xué)物理教學(xué)的重要幫手。

實(shí)驗(yàn)搜集事實(shí)，積累數(shù)據(jù)從而得到更豐富的感性認(rèn)識(shí)，它是建立理論、發(fā)展新理論和檢驗(yàn)理論知識(shí)的重要實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。這樣，加強(qiáng)實(shí)踐能力的訓(xùn)練就成為了中學(xué)物理課程中一個(gè)至關(guān)重要的內(nèi)容。所以，如果學(xué)生教科書中的所有實(shí)驗(yàn)都做好了，是不是學(xué)生的實(shí)踐能力也就自然很強(qiáng)了呢？當(dāng)然隨著實(shí)驗(yàn)做的越來越多，操作技能會(huì)更加?jì)故?，而?shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ⒉灰欢ㄅc之相應(yīng)提高的。假如學(xué)生只會(huì)完成在教材中已經(jīng)做過的實(shí)驗(yàn)，而對(duì)新的實(shí)驗(yàn)卻無能為力，他們的實(shí)踐能力就有問題。所以，學(xué)生的實(shí)踐能力必須經(jīng)過教師有目的、有規(guī)劃、堅(jiān)持不懈地培訓(xùn)來提升。從以下幾點(diǎn)談?wù)勅绾渭訌?qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

2.1? 認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)類型及作用

要培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，首先?yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Π男┓矫嬉约爸袑W(xué)生所能接觸到的實(shí)驗(yàn)類型有所了解。從廣義的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰砜?，一般都包含了四部分：一是?duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì);二是實(shí)驗(yàn)的執(zhí)行;三是對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的管理;四是對(duì)實(shí)驗(yàn)總體的評(píng)估。中學(xué)生所能接觸的實(shí)驗(yàn)，一般又可分成三種：一是由教師操縱的演示實(shí)驗(yàn);二是由學(xué)生操縱的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn);三是由學(xué)生操縱的探究性實(shí)驗(yàn)。演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生直觀地了解現(xiàn)象，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生鞏固理論，探究性實(shí)驗(yàn)則充分培養(yǎng)學(xué)生的各種能力。不論是哪一種實(shí)驗(yàn)，只有學(xué)生真正地參與到實(shí)驗(yàn)中去，親自進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Σ艜?huì)真正有效地得到培養(yǎng)。

2.2? 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式

2.2.1 在演示實(shí)驗(yàn)中加入新的教學(xué)內(nèi)容

傳統(tǒng)的教師展示與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)際上是教師給學(xué)生看演示，先“教師做學(xué)生看”后是“教師講學(xué)生聽”，而忽略了對(duì)學(xué)生思考動(dòng)力的激發(fā)，在課堂教學(xué)中如果將教師演示與實(shí)驗(yàn)變成了學(xué)生的邊學(xué)邊實(shí)踐活動(dòng)，既可讓學(xué)生對(duì)實(shí)踐獲得更清晰的印象，也可訓(xùn)練學(xué)生的能力，從而大大提高學(xué)生濃厚的興趣愛好與主觀積極性。教師在教學(xué)過程中應(yīng)讓演示實(shí)驗(yàn)更有活力，在實(shí)驗(yàn)前可加入提問、猜想與假設(shè);在實(shí)驗(yàn)中可加入親身感受、體會(huì);很多演示實(shí)驗(yàn)是為了引出后面的大的問題而設(shè)置的，故而在演示實(shí)驗(yàn)后還可以引導(dǎo)學(xué)生大膽想象。某些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的可見度極小或物理過程速度快，學(xué)生無法觀測，此時(shí)可加入掛圖、幻燈片或多媒體，讓學(xué)生更易理解，學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)是學(xué)好物理的基本。

2.2.2 適當(dāng)增加和改進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)課

學(xué)生實(shí)驗(yàn)課是全方位地、綜合地訓(xùn)練學(xué)生自主實(shí)踐創(chuàng)新能力的教育形式。要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中學(xué)會(huì)問、學(xué)會(huì)猜測、學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)、學(xué)會(huì)做、學(xué)會(huì)想、還應(yīng)學(xué)會(huì)相互合作。要增設(shè)實(shí)驗(yàn)課，可把一些演示實(shí)驗(yàn)改為分組實(shí)驗(yàn)，如：壓力的作用效果影響因素是什么，電磁感應(yīng)現(xiàn)象等。實(shí)驗(yàn)課安排中，儀器少的四人一組，儀器多的可適當(dāng)增加組數(shù);四人一組中要做到人人有所為，可分為記錄員、實(shí)驗(yàn)員、討論員，做完再適當(dāng)對(duì)調(diào)。還有一些理論性實(shí)驗(yàn)則為探究式實(shí)驗(yàn)，如當(dāng)教師介紹彈簧的拉伸長度和拉伸的關(guān)系時(shí)，教師讓學(xué)生在上課時(shí)自行做實(shí)驗(yàn)，以探究出彈簧的拉伸與其所受拉伸成正比的原因關(guān)系。在這基礎(chǔ)上，讓每個(gè)學(xué)生可以自制一種彈簧，并探究彈性限度的概念。這一種方式，可以更大程度地使每個(gè)學(xué)生對(duì)物理問題感興趣，而且認(rèn)識(shí)得更為深入。

2.2.3 學(xué)生充分利用課堂中的迷你實(shí)驗(yàn)室、小工具制作，進(jìn)行多樣化的課外科技教學(xué)活動(dòng)

對(duì)教學(xué)中的小實(shí)驗(yàn)、小制作，都可以安排學(xué)生在課外全部完成，并且每一個(gè)學(xué)生都應(yīng)及時(shí)檢查和參加討論。在課本的實(shí)踐練習(xí)中，則布置了學(xué)生進(jìn)行制作的實(shí)驗(yàn)觀察活動(dòng)。如自制彈簧測力計(jì)、自制簡易天平、制作無影燈、自制小孔成像等等。

如制作噴泉實(shí)驗(yàn)：在如圖1所示裝置中，在一個(gè)大硬紙板上鉆一個(gè)小孔，然后再插一小根玻璃管（玻璃管與硬紙面中間用一小段膠管封閉），把大硬紙面放到有鮮紅水的水槽上（硬紙面與水槽間留有縫隙），點(diǎn)燃兩支蠟燭，用一個(gè)燒杯（杯口涂凡士林）蓋住，當(dāng)火燭熄滅時(shí)，燒碗內(nèi)的氣體減少，內(nèi)部氣壓降低，而外界大氣壓則將紅水由水槽中向上壓進(jìn)燒杯里，飛濺而出，從而構(gòu)成美妙的噴泉。

大多數(shù)學(xué)生都能很好地完成任務(wù)，對(duì)學(xué)生的制作成績，要加以評(píng)價(jià)、展覽和給與相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)。

還可進(jìn)行“小發(fā)明”“物理知識(shí)競賽”“實(shí)驗(yàn)表演賽”、撰寫科學(xué)小文章等課外活動(dòng)，通過這種課外活動(dòng)能夠讓學(xué)生的物理基礎(chǔ)知識(shí)和創(chuàng)新能力得到進(jìn)一步拓展和培養(yǎng)。

2.3? 學(xué)生培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)操作習(xí)慣，學(xué)會(huì)初步實(shí)踐技能

良好的習(xí)慣讓成功變得觸手可及。在中學(xué)物理啟蒙課程中，教師應(yīng)著重指導(dǎo)學(xué)生更多地注重研究身邊的生活物品和社會(huì)生產(chǎn)中的物理學(xué)現(xiàn)狀。如為什么在水中搬起石頭要比在地上搬起石頭要更省力一些？為什么俗話說“磨刀不誤砍柴功”這句話有道理？保溫瓶是如何保溫的等等。物理現(xiàn)象到處都有，要使學(xué)生對(duì)自己也能提出疑問，教師就可以為學(xué)生時(shí)常設(shè)置一些還沒學(xué)的問題，為學(xué)生設(shè)定懸念，從而讓學(xué)生慢慢地形成愛觀察、善于發(fā)問、勤思索的好習(xí)慣。

關(guān)于課堂中的演示實(shí)驗(yàn)，在第一次必須向?qū)W生講清楚，如何看到每一次實(shí)驗(yàn)過程和所呈現(xiàn)的物理現(xiàn)象，采用何種儀表，如何操縱。引導(dǎo)學(xué)生邊觀看實(shí)驗(yàn)，邊反思，對(duì)所展示實(shí)驗(yàn)的物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)加以分析處理，并歸納總結(jié)得出結(jié)論。從而避免了學(xué)生將操作實(shí)驗(yàn)當(dāng)成戲法，不聯(lián)系物理知識(shí)去觀看實(shí)驗(yàn)的不良習(xí)慣的產(chǎn)生。

在教學(xué)實(shí)踐中，為培養(yǎng)良好的習(xí)慣，應(yīng)該避免學(xué)生存在這樣一些問題：①不講求實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠袥]有達(dá)成，不按計(jì)劃和步驟完成實(shí)驗(yàn)，僅僅在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)將儀器設(shè)備當(dāng)成玩具胡亂地?cái)[弄幾下就了事;②不守紀(jì)律，在實(shí)驗(yàn)室里竄來竄去，干擾他人的實(shí)驗(yàn)作業(yè);③小組實(shí)驗(yàn)中的所有作業(yè)總是由一個(gè)人包辦到底，其他學(xué)生只能坐陪，而無法參加實(shí)踐或教學(xué)活動(dòng);④教師不注意實(shí)踐的科學(xué)化，不注意實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和測試數(shù)據(jù)的真實(shí)性，使實(shí)驗(yàn)課成為了湊數(shù)字、拼結(jié)果的課堂。

3? 如何在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生綜合能力

提高綜合能力是中學(xué)物理教學(xué)的重點(diǎn)任務(wù)。在物理學(xué)課程中提高綜合能力一般有：獲得信息技術(shù)的基礎(chǔ)能力——思考力、注意力;儲(chǔ)存信息的能力——記憶力;處理信息的能力——邏輯思維、想像力;再創(chuàng)信息的能力——?jiǎng)?chuàng)造性思維等等。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)在形成和發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)新能力的過程中，具有著不可估量的意義。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)多采用驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)形式，這當(dāng)然是必須的，但是從培育有學(xué)識(shí)、有才能的創(chuàng)造型人才方面考慮，單純的驗(yàn)證式實(shí)驗(yàn)還無法很好地完成培養(yǎng)能力的任務(wù)，故而在教育過程中還需要進(jìn)行探究式實(shí)驗(yàn)。

探究式實(shí)驗(yàn)基本要素有七個(gè)步驟。我們以人教版八年級(jí)第八章第三節(jié)“研究滑動(dòng)摩擦力與什么因素有關(guān)”這一探究型實(shí)驗(yàn)為例子說一說怎樣培養(yǎng)學(xué)生的各種能力。

（1）學(xué)生首先要從日常生活經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)中想象到，滑動(dòng)摩擦力并不僅僅受一個(gè)因素的影響。讓學(xué)生自由思索和提出問題，既要求學(xué)生有觀察力，又要求學(xué)生有思維能力，還要有表達(dá)能力。

（2）讓學(xué)生對(duì)影響原因做出推測與假設(shè)，學(xué)生會(huì)想象出很多因素，如與物體接觸面積多少、接觸面的粗糙程度、物體運(yùn)動(dòng)速度、接觸壓力、物體運(yùn)動(dòng)方向、質(zhì)量、材料等等因素有關(guān)。這將有助于鍛煉學(xué)習(xí)者的想象能力、表達(dá)技巧。在這時(shí)，教師就應(yīng)激勵(lì)學(xué)生大膽地想象，但同時(shí)也應(yīng)有所引導(dǎo)。

（3）充分發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性，讓學(xué)生去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程中會(huì)有一定的困難，這時(shí)教師不要站出來充當(dāng)救世主，而是讓學(xué)生自學(xué)什么是控制變量法，這樣一來，學(xué)生的邏輯思維能力就得到了培養(yǎng)。

（4）學(xué)生在進(jìn)行探索的學(xué)習(xí)過程中能夠鍛煉自主動(dòng)手能力，注意力、再次發(fā)現(xiàn)問題以及解決實(shí)際問題的能力，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)的種種好處，故而教師不能代替學(xué)生去做，讓學(xué)生自主完成，教師只是一個(gè)引導(dǎo)者、組織者。

（5）學(xué)生對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與論證，讓各個(gè)小組進(jìn)行比較，從比較中發(fā)現(xiàn)問題，從比較中得到結(jié)論，這可以培養(yǎng)學(xué)生的分析能力。同時(shí)大部分學(xué)生可以從中得到認(rèn)同，有一定的成就感，讓學(xué)習(xí)的興趣又一次得到提升，有學(xué)好物理的信心。

（6）布置學(xué)生完成課本以外的猜想因素，可以鞏固學(xué)生的認(rèn)知，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立完成任務(wù)的能力。

（7）讓學(xué)生完成一篇小論文：世界上如果沒有摩擦阻力。培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力。

（8）讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)利用或防止摩擦力的器具，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。

可見，只要利用好書本中的探究型實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的各種能力就一定可以得到提高，所以，教師應(yīng)改變教學(xué)理念，切實(shí)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

總之，當(dāng)學(xué)生的興趣被激發(fā)，學(xué)習(xí)的習(xí)慣已養(yǎng)成，各方面的能力有了提高，那么教學(xué)質(zhì)量的提高就不再是一句空話，而是勢在必得。