加強實驗創(chuàng)新，提高初中物理課堂實效性

□甘肅省定西市通渭縣平襄初級中學(xué) 馬 榮

物理是一門研究物質(zhì)運動規(guī)律及物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學(xué)科，重理性與邏輯性的思考，實驗是物理研究的主要方式之一。初中物理教學(xué)的很多教學(xué)內(nèi)容涉及物理實驗，而傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法會對初中物理課堂的實效性造成影響，無法充分發(fā)揮物理實驗教學(xué)的作用。新時期的教學(xué)背景下，教師要注意發(fā)揮新教學(xué)方法、新教學(xué)理念的優(yōu)勢，著手于創(chuàng)新實驗教學(xué)模式、創(chuàng)新實驗器具、創(chuàng)新實驗主題，推進(jìn)初中物理實驗創(chuàng)新，提升初中物理課堂教學(xué)實效性。

一、影響初中物理實驗課堂實效性的因素

第一，受傳統(tǒng)應(yīng)試教育的影響，多數(shù)教師仍將教學(xué)重心放在理論教學(xué)上，沒有意識到實驗教學(xué)的重要性，實驗教學(xué)的時長不夠，且未能讓所有學(xué)生參與到實驗過程中。比如，部分教師使用實驗圖片、微課視頻、網(wǎng)絡(luò)實驗視頻代替實驗教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生粗略地觀察，無法深入領(lǐng)會實驗內(nèi)涵，也無法學(xué)會具體的實驗思想、實驗方法，實操能力得不到提升。第二，實驗教學(xué)的方法過于刻板。很多教師組織的實驗教學(xué)內(nèi)容與教科書內(nèi)容完全一致，學(xué)生體會不到實驗學(xué)習(xí)的新鮮感，實驗參與性不足。同時，實驗器材、實驗主題、實驗步驟程式化，學(xué)生只需要按部就班地進(jìn)行實驗學(xué)習(xí)即可，無須對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深刻的質(zhì)疑和思考。長此以往，學(xué)生形成了僵化的物理學(xué)習(xí)思維，自然會影響到物理實驗課程及理論教學(xué)課程的教學(xué)實效性。第三，實驗教學(xué)的觀念過于傳統(tǒng)。很多物理教師過分追求實驗教學(xué)結(jié)果，不重視對操作流程的優(yōu)化與管理，很多學(xué)生無法在學(xué)習(xí)過程中對新學(xué)的知識理論融會貫通，也無法掌握具體的操作方法與實驗技巧，教學(xué)效果并不理想。

二、推進(jìn)初中物理實驗創(chuàng)新的具體策略

（一）創(chuàng)新實驗講解方法，提升實驗學(xué)習(xí)興趣

實驗講解是實驗教學(xué)的重要教學(xué)環(huán)節(jié)之一，有效的講解可以調(diào)動學(xué)生的物理實驗積極性，引起其對探究實驗結(jié)果的興趣。然而，當(dāng)下的實驗講解方法以陳述講解為主，教師不注重懸念的設(shè)置與趣味的引導(dǎo)，講解內(nèi)容無趣，使學(xué)生喪失主動實驗的興趣。實驗創(chuàng)新需從創(chuàng)新實驗講解方法開始。教師可將生活中、新聞里的趣味事件引入物理課堂，并提出探究問題，引發(fā)學(xué)生對物理現(xiàn)象的思考。在此過程中滲透實驗?zāi)繕?biāo)、實驗主題，實現(xiàn)對實驗講解流程的優(yōu)化。

比如，在人教版八年級物理上冊“聲音的產(chǎn)生與傳播”一課的實驗教學(xué)中，教師先使用多媒體播放以下視頻：1.一名老人在地鐵口投入地拉二胡，二胡的琴弦顫動，二胡的音樂聲音悠揚；2.宇航員在太空站拿水袋，水袋產(chǎn)生皺褶，卻沒有傳來任何聲音。3.水壺被放置在桌子上，視頻中不產(chǎn)生任何聲音。播放視頻后，教師提出問題：“你觀察三個視頻感受到了什么？”“什么使聲音產(chǎn)生？”在提出具有懸念的問題后，教師將“想想做做”中的實驗內(nèi)容引出：“將橡皮筋拉緊，撥動橡皮筋，橡皮筋產(chǎn)生振動后發(fā)出類似琴弦撥動的聲音，這是為什么？”“你能想到怎樣的方法探索物體發(fā)聲的原因？”在提問與講解的過程中調(diào)動學(xué)生的好奇心，使其產(chǎn)生實驗探究的興趣，之后再為其講解具體的實驗方法和步驟，使其按照教師的思路進(jìn)行實驗操作。值得注意的是，教師切忌生硬地講解實驗內(nèi)容，而是要借助多種輔助教學(xué)手段自然地引出實驗教學(xué)的主題，并在討論案例、提出問題的過程中引發(fā)學(xué)生的探究興趣，使其將注意力放在實驗學(xué)習(xí)上，從而提升初中物理課堂教學(xué)的有效性。

（二）創(chuàng)新實驗教學(xué)資源，拓寬物理學(xué)習(xí)視野

將教科書內(nèi)容作為唯一的實驗教學(xué)資源會使實驗流于形式，讓學(xué)生產(chǎn)生枯燥感。信息化教學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展使課外教學(xué)資源的獲取難度降低。這一背景下，教師要善于借助多媒體、互聯(lián)網(wǎng)將課外教學(xué)資源引入初中物理教學(xué)，并對實驗資源進(jìn)行補充與優(yōu)化。通過拓展實驗資源開發(fā)新的實驗項目，在新的實驗項目中拓寬學(xué)生的實驗學(xué)習(xí)視野，使其在研究新問題、使用新方法的過程中體會到創(chuàng)新、求知的快樂，更加投入地參與物理知識的學(xué)習(xí)。

比如，在人教版八年級物理上冊“汽化和液化”一課的教學(xué)中，教師整合網(wǎng)絡(luò)上的相關(guān)教學(xué)資源，對“冰棒冒白氣”“開水鍋蓋子上有小水滴”“秋季清晨的霧”“冬天賣包子蒸籠冒出的白氣”等現(xiàn)實案例進(jìn)行整合。同時，綜合教科書“想想做做”的氣態(tài)酒精向液態(tài)酒精轉(zhuǎn)化實驗內(nèi)容，設(shè)計“制作蒸餾水實驗”。首先準(zhǔn)備燒杯、酒精燈、冷凝管、冰塊、塑料袋等實驗器具，讓學(xué)生綜合課上學(xué)習(xí)的“汽化”“液化”“沸點”等知識設(shè)計實驗。以蒸餾水實驗為例，教師在課上組建簡易蒸餾器：在燒杯下放置酒精燈加熱，燒杯中倒入自來水，密封燒杯連接導(dǎo)管；加熱后氣體流入導(dǎo)管，導(dǎo)管末端連接冷凝裝置（冰塊降溫），蒸汽遇冷轉(zhuǎn)化成水珠流入二號燒杯，得到蒸餾水。在這一實驗中讓學(xué)生聯(lián)想霧的成因，加深其對汽化、液化等知識的印象。這樣一來，整合新的實驗資源彌補傳統(tǒng)實驗教學(xué)的不足，在帶給學(xué)生新穎的實驗學(xué)習(xí)感受的同時，使其了解更多的課外物理知識，從而豐富其物理知識儲備。

（三）創(chuàng)新實驗操作方案，加深物理學(xué)習(xí)感悟

一些教師不重視實驗操作方案的管理，只簡單地講解了實驗流程，并未提及具體的實驗細(xì)節(jié)，使學(xué)生不明晰實驗操作流程，操作過程出現(xiàn)漏洞，影響實驗結(jié)果。教師應(yīng)采取細(xì)化的實驗教學(xué)手段，對操作方案進(jìn)行創(chuàng)新管理，使學(xué)生能根據(jù)方案了解實驗?zāi)繕?biāo)、主要操作流程、具體操作細(xì)節(jié)等情況，使其能夠獨立完成實驗任務(wù)，理解相關(guān)原理、概念表達(dá)的含義。

比如，在人教版八年級物理上冊“光的反射”一課的教學(xué)中，教師結(jié)合理論教學(xué)內(nèi)容設(shè)計以下兩類實驗方案：1.選擇平面鏡、紅外線燈、記號筆、光屏作為主要實驗工具；將光屏彎折出弧度，并將紅外線燈沿著某一個角度入射到光屏折痕與平面鏡垂直的點上；觀察入射光線與反射光線的痕跡；重復(fù)以上操作。2.選擇漫反射鏡、光具盤作為主要實驗工具；轉(zhuǎn)動圓形光盤，使平行光線被投射到漫反射鏡面上；觀察漫反射鏡面反射的光線；重復(fù)以上操作。細(xì)化平面反射、漫反射實驗方案，讓學(xué)生以具體內(nèi)容為依據(jù)進(jìn)行操作。實驗后，教師提出相關(guān)物理問題，引發(fā)其對物理知識的深度思考：“為什么投影儀和電影幻燈片放映的屏幕不使用表面平滑的平面鏡？”“坐在遠(yuǎn)離窗戶一排的學(xué)生因為反光看不清黑板，如果是你，你會怎樣解決？”如此一來，通過細(xì)化實驗教學(xué)方案將抽象的物理理論以直觀的形式展現(xiàn)出來，在學(xué)生觀察實驗內(nèi)容總結(jié)物理規(guī)律的同時提出有關(guān)應(yīng)用問題，引發(fā)學(xué)生愛實驗探索、應(yīng)用求知的過程中深度思考，加深其物理學(xué)習(xí)感悟。

（四）創(chuàng)新實驗教學(xué)模式，提升物理課堂質(zhì)量

1.應(yīng)用任務(wù)教學(xué)法進(jìn)行實驗教學(xué)

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)以教師指導(dǎo)、教師全程監(jiān)督為主，學(xué)生的個人意愿不被尊重，存在被動式、機(jī)械式操作的問題。這樣的實驗教學(xué)中，學(xué)生參與感不強，課上知識點的吸收、理解、應(yīng)用效果不理想。實驗創(chuàng)新，其關(guān)鍵點是創(chuàng)新試驗的教學(xué)方法。將任務(wù)教學(xué)法應(yīng)用到實驗教學(xué)中，讓學(xué)生成為實驗學(xué)習(xí)的主人，使其利用新課學(xué)習(xí)的物理知識點探究任務(wù)、完成任務(wù)，從而提升物理實驗學(xué)習(xí)的有效性。

比如，在人教版八年級物理下冊“大氣壓強”一課的實驗教學(xué)中，教師布置實驗探究任務(wù)：以小組為單位設(shè)計簡易噴泉。以任務(wù)為驅(qū)動引導(dǎo)各組學(xué)生主動觀看托里拆利實驗視頻、馬德堡半球試驗課件等內(nèi)容，加深其對大氣壓強這一概念的認(rèn)知，使其了解帶氣壓隨高度變化的規(guī)律。同時，教師將噴泉制作原理及方法的相關(guān)微課視頻分享在云平臺中，讓各組學(xué)生根據(jù)需求瀏覽并下載。任務(wù)中，學(xué)生先分析了大氣壓強制作噴泉的儀器，比如，玻璃管、噴水管、出水管、接水槽、橡皮塞等。之后，學(xué)生利用課上所學(xué)的相關(guān)知識對噴泉的工作原理進(jìn)行探究，了解“水沿水管流出時封閉玻璃管的空氣體積增大，壓強減小，外部大氣壓強大于管中大氣壓強，水從噴嘴噴出”這一原理，并根據(jù)具體原理安裝、調(diào)試噴水管、橡皮塞等儀器，完成簡易噴泉的制作。如此一來，在任務(wù)驅(qū)動下，學(xué)生能憑借教師給出的有關(guān)資料獨立、自主地完成實驗，理論能力、探索能力、實踐操作能力得到了提升。

2.應(yīng)用項目教學(xué)法進(jìn)行實驗教學(xué)

項目教學(xué)法可以將理論教學(xué)內(nèi)容與實踐教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地聯(lián)系在一起，實現(xiàn)對學(xué)生初中物理深入探究潛能、創(chuàng)新創(chuàng)造潛能的挖掘與培養(yǎng)。將項目教學(xué)應(yīng)用到物理創(chuàng)新教學(xué)中，可以轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)理念，使其全程參與到項目立項、項目設(shè)計、項目實施等過程中，在參與中建立完善的物理知識脈絡(luò)，從而提升其物理學(xué)習(xí)層次。

比如，在完成人教版八年級物理下冊“簡單機(jī)械”一章的教學(xué)后，教師設(shè)計“組裝滑輪”項目：第一，讓學(xué)生結(jié)合回顧本章所學(xué)的具體知識點，確定實驗需要的器材，比如，鉤碼、滑輪、彈簧秤、鐵架等；確定實驗所需的表格圖紙，做好項目準(zhǔn)備。第二，讓學(xué)生決定是否獨立完成項目，并根據(jù)個人實際情況制定定、動滑輪、滑輪組的組裝方案。第三，由學(xué)生全程參與到細(xì)線纏繞、控制末端拉力等實驗操作中，在實驗中放飛學(xué)生的思維，使其在操作中體驗知識，感悟知識，應(yīng)用知識。由此可見，項目式教學(xué)充分挖掘了學(xué)生的個體潛能。日常物理教學(xué)中，教師可結(jié)合實際教學(xué)要選擇是否應(yīng)用項目式教學(xué)，并做好項目立項、設(shè)計、操作、評價等環(huán)節(jié)的管理，使學(xué)生在獨立操作項目的過程中發(fā)展思維，提升學(xué)習(xí)層次。

（五）創(chuàng)新實驗教學(xué)渠道，發(fā)展物理應(yīng)用思維

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)以線下教學(xué)為主，其教學(xué)形式受到限制，無法讓學(xué)生在實驗中接觸更多的物理知識，探索更多的物理原理，也無法滿足其知識應(yīng)用的需求。將現(xiàn)代化的教學(xué)手段應(yīng)用到初中物理教學(xué)中，通過搭建云實驗平臺滿足學(xué)生隨時隨地做實驗的學(xué)習(xí)需求，讓其在實驗中體會物理學(xué)科思維，學(xué)會應(yīng)用物理原理解決生活中的問題。

比如，在人教版八年級物理上冊“凸透鏡成像的規(guī)律”一課的教學(xué)中，教師使用信息化技術(shù)搭建云平臺，并將物理實驗教學(xué)資源上傳到云平臺上，讓學(xué)生在模擬的實驗環(huán)境下學(xué)習(xí)“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實驗。云平臺中，教師為學(xué)生提供凸透鏡、燭焰、光屏等虛擬的實驗器材，并設(shè)計擺放、找像、記錄、總結(jié)規(guī)律等一系列實驗環(huán)節(jié)。學(xué)生可以借助智能手機(jī)、平板、電腦等電子設(shè)備隨時隨地參與到線上的實驗探究中，通過移動虛擬光屏觀察實驗現(xiàn)象，并將實驗現(xiàn)象的視頻保存下來，以供實驗后總結(jié)使用。在學(xué)生適應(yīng)用云平臺進(jìn)行實驗學(xué)習(xí)后，教師還可將課程中的其他知識點、生活中的具體問題設(shè)計成物理實驗，比如“探究凹透鏡成像規(guī)律特點”“為什么日常生活中人們用平面鏡當(dāng)鏡子”等實驗。

使用信息化技術(shù)不斷優(yōu)化云學(xué)習(xí)平臺，在平臺上為其準(zhǔn)備充足的模擬實驗器具，為學(xué)生提供一個真實、方便的實驗環(huán)境。同時，教師注意應(yīng)用課程教學(xué)資源、生活教學(xué)資源，引導(dǎo)學(xué)生積極參與云實驗，培養(yǎng)其實驗驗證理論的物理學(xué)習(xí)思維。

（六）創(chuàng)新實驗總結(jié)流程，提升理論總結(jié)能力

總結(jié)環(huán)節(jié)是初中物理實驗教學(xué)的重點環(huán)節(jié)，學(xué)生可以在回顧實驗流程、總結(jié)實驗結(jié)果、分析實驗規(guī)律的過程中加深對具體知識點的記憶與理解，從而達(dá)到舉一反三、融會貫通的學(xué)習(xí)層次。教師要做好實驗總結(jié)流程的教學(xué)管理，營造輕松舒適的教學(xué)氛圍，使其主動聯(lián)想物理實驗的思想、實驗步驟與試驗結(jié)果，在聯(lián)想過程中對相關(guān)物理知識進(jìn)行探究。教師給予學(xué)生充分的尊重和認(rèn)同，并用自身的理論知識與執(zhí)教多年的實踐經(jīng)驗為其解疑釋惑，指導(dǎo)其向正確的學(xué)習(xí)道路前進(jìn)。

比如，在人教版八年級物理下冊“摩擦力”一課的教學(xué)中，教師組織學(xué)生對靜摩擦力測量實驗、探究影響動摩擦力大小的因素實驗進(jìn)行總結(jié)。首先，總結(jié)實驗器具：“兩個實驗都用到了木塊、木板、鉤碼、彈簧測力計，但動摩擦力實驗還應(yīng)用到了毛巾、棉布等其他的實驗器材?！逼浯?，總結(jié)實驗流程：“靜摩擦力實驗中，將木塊靜止放在木板上，用彈簧測力計拉彈簧使其處于將動未動的狀態(tài)，觀察靜摩擦力的值。”“動摩擦力試驗中，假設(shè)影響其大小的因素有壓力、接觸面粗糙程度、接觸面積等因素，設(shè)計控制變量實驗。先使其他試驗條件保持不變，使木塊的壓力改變，觀察摩擦力；使其他條件不變，改變木塊與木板的接觸面積，觀察摩擦力；使其他條件不變，改變木板的粗糙程度，觀察摩擦力?！弊詈?，總結(jié)試驗結(jié)果與教科書中的相關(guān)概念、理論：“靜摩擦力的方向與相對運動趨勢的方向相反，并非與運動方向相反。彈簧測力計測量靜摩擦力F靜摩擦力時很難觀察到具體數(shù)值，其數(shù)值在 0〈F〈F靜摩擦力的區(qū)間以內(nèi)。”“滑動摩擦力的方向與物體的相對運動方向相反，其大小與壓力、兩物體接觸面的粗糙程度有關(guān)，可用F = μFN表示，其中F 表示動摩擦力大小，F(xiàn)N表示壓力大小，μ 表示兩物體的動摩擦因數(shù)?！毙枰⒁獾氖?，總結(jié)期間要讓學(xué)生暢所欲言，使其在陳述具體實驗現(xiàn)象、總結(jié)實驗規(guī)律、兩項物理理論的過程中加深對相關(guān)知識點的理解，提升學(xué)生物理知識點總結(jié)能力。

三、結(jié)語

綜上所述，初中物理教師若忽視實驗教學(xué)重要性、忽視實驗創(chuàng)新必要性，將會對實驗教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)效果造成極大的影響。在初中物理核心素養(yǎng)提出以后，教師要積極創(chuàng)新實驗教學(xué)理念，以新態(tài)度、新方法、新形式組織個人物理實驗、小組物理實驗，使學(xué)生在物理實驗中感悟理論內(nèi)容，學(xué)習(xí)實驗技巧，實現(xiàn)個人綜合能力的提升。