初中物理的實驗方法自主設計與創(chuàng)新

萬蘇淮

【摘要】以全面提高中學生對于學習初中物理的高漲興趣為抓手，以引導其主動思考、自主實踐為教學目標，針對物理課程中的實驗方法設計與創(chuàng)新展開探究.通過了解當前初中物理教學中實驗方法的應用現(xiàn)狀，進行科學的目標設定與策略應用，從而促進學生物理綜合素養(yǎng)的快速發(fā)展.

【關鍵詞】 主動思考;方法設計;初中物理

以實驗為基礎的初中物理教學，隨著新課改的要求，逐漸趨于自主化、創(chuàng)新化;中學物理教師為了能夠讓學生充分融入到實驗課堂，不斷地進行教學實踐優(yōu)化，各種措施都取得了一定的應用效果，但是在激發(fā)學生內在的積極性與參與度方面還需要針對性地提升，中學生的思維還需要進一步訓練與開發(fā).

以初中生的思維概念觀來看，初中物理中多數(shù)涵蓋的理論具有高度的抽象感，對于學生的邏輯思維能力有較高的要求，例如對于抽象概念的講解純粹以文字的形式呈現(xiàn)會給學生造成枯燥的感覺，若此時以趣味性實驗、專題性實驗結合呈現(xiàn)的形式，學生的接受力與理解力會得到全面提升，課堂的融洽氣氛感得以促成，此狀態(tài)下的教學效率將會維持在較好地水平，這就亟待教師增加實驗方法教學的頻次，改善實驗教學的方式，并在每次實驗教學中發(fā)揮學生的自主設計能力.

1 初中物理教學實驗方法現(xiàn)狀

為了充分尋求可以改善初中物理實驗教學的方案，首先針對當前的物理教學現(xiàn)狀進行了解，多數(shù)的學生與教師還是傳統(tǒng)的思維觀，不能夠很好地適應創(chuàng)新教學的環(huán)境，單一的認為學好物理知識，是對于初中物理學科交上滿意地答卷;其實不然，沒有實驗為教學支撐的理論太過空洞，學生對于知識掌握的扎實程度很低，并不能真正做到深刻領會與運用.

更為多見的是，多數(shù)學校對于物理實驗器材的投入度很差，并不重視實驗教學與實驗方法對于學生的幫助效果，照本宣科式的教學還占很大的比例，學校只是督促教師重視課堂長篇大論地講解與不斷重復地做題訓練，這樣培養(yǎng)出的學生缺乏創(chuàng)新思考的意識，僅僅是課堂實驗演示不能起到切實地理解教學效果，學生還是處于被動接受的狀態(tài)，教師的講授、學生的吸收，在應試環(huán)境的主導下導致實驗方法教學的廣泛應用性不強，令初中物理教育與當前的教育理念與方向相背離[1].

2 教學實驗方法目標設定

有效地開展初中物理實驗教學，首先需要教師具備良好地教學素養(yǎng)，較深的理論水平，并通過采取實施性較強的授課方式，以信息無誤性地理解傳輸給學生.筆者結合周邊教學的實例與文獻查閱，總結出關于初中物理進行實驗方法目標設定的關鍵原則：

2.1 實驗環(huán)境充分營造，確保學生的探索興趣

中學生接受新知識的能力比成年人強，在提供了充足、適宜地實驗環(huán)境、實驗器材之后，要將初中物理實驗的主動權交給學生，學生通過分組討論、自主鉆研、詢問教師等方式可以積極地活躍自己的腦部思維，主動地進行資料收集、實驗裝置組裝，此時將對學生的自主設計思維有很好地刺激，學生進行創(chuàng)新思考的意愿性增強，課堂的實驗氛圍與教學效果比單純的教師演示要好.因此，確保學生對于物理知識與內在規(guī)律的探索興趣不容小覷.

2.2 實驗設計主題與內容相一致，針對性凸顯

實驗方法的創(chuàng)新與實施，應當在教師的把控下進行，而不能脫離教學目標，即教學要在課前設計與授課內容相一致的實驗主題，在針對性地實驗主題之下去鼓勵學生創(chuàng)新，是“審辯”思維的培養(yǎng).

例如 講解物體的體積與質量之間的關系時，要將密度、質量與體積充分聯(lián)系，讓學生圍繞這一主題自由發(fā)揮、自主設計，并提出有見解性地問題展開討論，理解將給為深刻;同理，講解到電路中的歐姆定律時，也應倡導學生有針對性地按照規(guī)則與步驟實施大膽化的實驗設計.

2.3 培養(yǎng)實驗思維，嚴謹對待實驗結果，并主動升華

物理實驗是促進學生物理核心素養(yǎng)形成的基礎保障，通過一系列的實驗方法的應用，教師應當明確實驗的目標在于培養(yǎng)中學生的實驗思維，注重實驗過程條件的滿足，才能進行后續(xù)實驗流程的創(chuàng)新，教師應在其中給出原理性地指導，對待出現(xiàn)不同的實驗結果，要引導學生理解每種結果背后的本質，并注重實驗的步驟與細節(jié)，形成嚴謹?shù)胤治鰡栴}思維.

例如 關于“溫度”概念的學習，當產生質疑時，給予學生充分施展的空間，提供實驗器材，進一步通過自己的實驗設計去提高對該章節(jié)內容的理解.創(chuàng)新是基于基礎知識的掌握，學生有了底蘊之后，才能夠去完善自己的探索與創(chuàng)新想法，這對于學生的責任意識與科學觀意識促進較為重要[2].

3 自主設計與創(chuàng)新策略應用

基于實驗目標的自主創(chuàng)新與策略，靈活巧妙地進行實踐方法應用，是體現(xiàn)中學教師物理思維的重要方面，如何將抽象性的知識概念通過實驗組合的方式與學生的思維認知構成產生共鳴，是結合當前物理教學考察宗旨，進行實質性探究的重要路徑之一，從實踐課堂的學生反饋角度思考，應在將來的一段時間從如下方面進行策略應用：

3.1 注重學生之間的協(xié)同合作性、強化自主動手能力

本著學生積極參與、自主設計的初衷，當進行物理實驗方法探析時，不妨采用多維度地互動手段，充分考慮學生的思維習慣，預先設置具有連貫性、遞進性的實驗問題，此類問題的求證與結論得出強調學生之間的配合度.教師在實驗開展的過程中要給予學生充足的設計時間，重在對學生給予思路引導與動手啟發(fā).

例如 關于“壓強”的理解，不同容器的選擇、布置、實施均要求學生獨立進行，對于不解的環(huán)節(jié)，教師及時做出提示，但是不能替代性地為學生完成實驗方案，這樣學生的動手能力不能得到有效鍛煉.又如，在引導學生探索“影響電阻大小的因素”實驗之前，老師可以將全班分成六組.因為電阻的大小與導體的長度、材料和橫截面積有關，所以將班級同學分為六組.第一組和第二組以研究電阻大小和導體長度之間的關系為目的，第三組和第四組負責探索電阻大小和導體橫截面積之間的關系，第五組和第六組研究電阻大小和導體材料之間的關系.每個小組領到自己的任務后，教師還應要求每個小組的組長為小組成員分配不同的任務，以便每個學生都能參與實驗探索的過程，小組成員間注重協(xié)同合作，加強各自動手能力.

教師正確地在實驗方案中運用協(xié)作與自主的內在關系，通過反復地、多樣化的物理實驗實踐，重視自主實驗反映中學物理原理的可觀性、形象性，可極大地培養(yǎng)學生的實驗思維能力.

3.2 鼓勵學生實施自主開放性、創(chuàng)新性地實驗設計

在物理的實驗課堂上，應從多層面、多角度鼓勵學生實施自主開放性的實驗設計.教師要以教材為依據(jù)，通過潛移默化式地拓展，肯定學生實驗課堂積極反饋的熱情，肯定學生對知識的求真與探索熱情，以開放的思維對待學生的每一種想法與思路，不受思想上的禁錮，以實驗化、生活化的方式令學生的思路充分開放.

教師在實驗開展的過程中提供切合實際的問題場景，充分鼓勵學生大膽創(chuàng)新，多思路發(fā)散，非常有利于物理知識體系的拓展與思維結構框架的整體觀的形成.

例如 當講解關于“串并聯(lián)電路特點”時，實驗設計課堂是基于串并聯(lián)基礎特性的前提，學生自由發(fā)揮，不斷嘗試，會得出多種的電路參數(shù)求解結論，均是以自己的實踐創(chuàng)新方式形成，令學生真正意義上領會物理實驗的重要性.

讓學生自己體驗實驗過程，鼓勵學生親自動腦、動手、動口，充分發(fā)揮學生在探索過程中的主體和中心地位，既有利于探索未知結論，又激發(fā)學生的思維狀態(tài)，認識這些物理實驗所反映的物理本質，理解并形成正確的物理規(guī)律，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識.

例如 在探索“浮力的大小等于多少”的實驗中，首先設疑：乒乓球放入水中，從剛出水到最終浮在水面上時，它收到的重力如何發(fā)生變化？浮力是如何變化的？水的體積是如何變化的？使學生能夠對“浮力大小與什么有關”做出猜測和假設，并進一步設計實驗進行探索、分析和論證，并嘗試改進實驗方案.

教師在明白了學生關于實驗的想法之后，要融入其中，進行正確地引導，即及時地進行前章節(jié)知識與后章節(jié)概念的串聯(lián)，并根據(jù)自主探究的實驗教學主線，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新、聯(lián)系思維為目標，展開合理化地猜想與假設[3].

3.3 自制儀器模型激發(fā)學生學習物理興趣

在初中物理教學中，演示實驗是使學生對教學內容獲得直觀、感性認識的重要手段.它是樹立概念和規(guī)律，理解和掌握物理知識不可缺少的重要環(huán)節(jié).

一個成功的演示實驗不僅有助于激發(fā)學生學習物理的興趣，而且有助于加深他們對書本知識的理解.為了提高演示效果，提高實驗的可視性，筆者在實際教學中進行了一些嘗試，取得了良好的效果.

例如 用鉛筆和刀做壓力實驗;用可樂瓶做液體壓力和深度關系的實驗;用水瓶做大氣壓實驗;用乒乓球做浮沉實驗;用水和玻璃做光的分散實驗.物理學是一門實驗科學，教師在自制模型實驗的基礎上，鼓勵學生自己做實驗，自制實驗設備，培養(yǎng)學生的思維習慣和實踐創(chuàng)新能力.

例如 初中生學習“浮力”知識后學習制作潛艇模型;學習“光反射定律”后學習制作簡易潛望鏡;學習“安全用電”后安裝照明電路，消除照明電路故障;學習“相機”后，配合勞動技術課，開設攝影講座，組織攝影實踐活動.這樣，形式多樣，多渠道開設實踐活動課程，理論與實踐有機結合，在活動中培養(yǎng)學生的科技意識、創(chuàng)新意識、競爭意識和實踐意識，對開發(fā)學生的智力非常有效、豐富學生的課余生活，提高學生的科學素質和學習興趣.

3.4 信息技術應用初中物理實驗教學中

隨著信息技術的飛速發(fā)展，信息技術已經廣泛應用于教學過程中，初中物理實驗教學也不例外.將信息技術應用到教學過程中，不僅可以提高課堂教學的效率，激發(fā)學生的學習興趣，而且可以拓展學生的知識面，豐富學生的知識體系.

例如 在講解“自由落體運動研究”實驗時，教師可以利用多媒體播放生活中常見的自由落體運動現(xiàn)象，讓學生了解自由落體的基本特征，然后教師可以根據(jù)自由落體現(xiàn)象講解如何完成實驗，但教師不能解釋所有的原則和方法，教師可以幫助學生創(chuàng)造情境來發(fā)現(xiàn)問題，或者分配一些探索性任務，然后學生獨自完成.

為了充分發(fā)揮信息技術在初中物理實驗教學中的積極作用，初中物理教師必須掌握信息設備的使用方法，科學合理地保證信息設備在課堂上的使用時間.

4 結語

關于初中物理實驗教學方法的不斷探析與應用，是初中物理教學革新的重要組成部分，教育工作者應當迅速轉變教學思維，以促進學生的自主設計為出發(fā)點，最終不斷培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力與物理綜合素養(yǎng)的形成.

獨立設計實驗、自主進行思考的階段不是一蹴而就的，需要教師耐心地引領，在實踐教學中建議教育工作者以“務實”、“慎教”的態(tài)度對待學生參與的每一次課堂實驗，并為學生提供動手的機會，以激發(fā)其深度創(chuàng)新的可能性，從而以更加符合邏輯學的原理去揭示實驗背后的規(guī)律及本質，促進中學生物理體系架構的正確搭建.

參考文獻：

[1] 劉勇博.高中物理實驗教學的現(xiàn)狀及對策[J].學周刊，2021（2）：35-36.

[2] 吳毛順.初中設計性實驗對學生物理核心素養(yǎng)培育探析[J].科技視界，2021（1）：1-2.

[3] 李紅泉.初中物理實驗教學中學生自主探究的研究[J].學周刊，2021（2）：27-28.