對(duì)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合優(yōu)化的思考

■倪朝輝

物理實(shí)驗(yàn)是激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣的重要教學(xué)方式，是驗(yàn)證物理知識(shí)真實(shí)性與可復(fù)制性的重要載體，對(duì)學(xué)生形成深刻理解、記憶與探究欲望有著關(guān)鍵影響。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程是一個(gè)制定目標(biāo)、設(shè)計(jì)方案、分析問(wèn)題、提出論點(diǎn)、實(shí)踐證明的嚴(yán)密過(guò)程，學(xué)生在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中還可以有效鍛煉自己的科學(xué)素養(yǎng)與綜合能力，培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)。因此，面對(duì)門類眾多、復(fù)雜多樣的物理實(shí)驗(yàn)，教師應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，采用恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)方法，運(yùn)用理性的實(shí)驗(yàn)思維，實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合優(yōu)化也正是以此為基礎(chǔ)進(jìn)行的探索與研究。

一、初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本分類

按照實(shí)驗(yàn)主體的不同，初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以分為以教師為主導(dǎo)的演示類實(shí)驗(yàn)教學(xué)和以學(xué)生為主體的實(shí)踐類實(shí)驗(yàn)教學(xué)。演示類物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)施，旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，或者避免學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能遇到的危險(xiǎn)。在此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師是實(shí)驗(yàn)的組織者與實(shí)施者，學(xué)生是實(shí)驗(yàn)的觀察者與學(xué)習(xí)者。以學(xué)生為主體的實(shí)踐類實(shí)驗(yàn)，有著高度的開放性，主要是學(xué)生自主動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、實(shí)施與結(jié)果分析，通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作推進(jìn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中起引導(dǎo)、觀察、糾正與評(píng)估的作用。對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行分類是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合優(yōu)化的基礎(chǔ)。

二、初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合優(yōu)化策略

初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合優(yōu)化實(shí)質(zhì)上是對(duì)現(xiàn)有物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的改善，應(yīng)建立在現(xiàn)有的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)之上，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源等不同方面的整合，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的提高。

1.以流程圖為基礎(chǔ)整合

相似實(shí)驗(yàn)是初中物理實(shí)驗(yàn)中的常見現(xiàn)象，尤其以演示類物理實(shí)驗(yàn)較為常見，其主要體現(xiàn)為實(shí)驗(yàn)思路與實(shí)驗(yàn)過(guò)程的相似性，在教學(xué)上有著天然的整合優(yōu)勢(shì)。相似實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)思路上的相似性能讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中收獲觸類旁通的實(shí)驗(yàn)效果，進(jìn)而提升學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合理解能力。在進(jìn)行相似實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合時(shí)，教師可以嘗試通過(guò)流程圖調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，從而幫助學(xué)生更好地理解實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)意圖、設(shè)計(jì)作用與實(shí)施過(guò)程，進(jìn)而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果與質(zhì)量，這也是對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合策略的重要體現(xiàn)。

以蘇科版初中物理實(shí)驗(yàn)“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”的教學(xué)過(guò)程為例。這個(gè)物理實(shí)驗(yàn)在本質(zhì)上由兩部分組成：實(shí)驗(yàn)1，電壓與電流的關(guān)系；實(shí)驗(yàn)2，電流與電阻的關(guān)系。我們知道，電壓、電流、電阻是同一電路中的不同概念，實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)2在驗(yàn)證的思路與方式上有著高度的相似性，同時(shí)，二者在實(shí)驗(yàn)原理上也是“一而二，二而一”的關(guān)系。因此，相比于單獨(dú)進(jìn)行兩個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過(guò)流程圖將兩者整合起來(lái)，在同一個(gè)系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，可以更好地幫助學(xué)生理解與分析教學(xué)內(nèi)容，從而提高教學(xué)的有效性。

如圖1，通過(guò)對(duì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的分析可知：實(shí)驗(yàn)1是通過(guò)改變電壓來(lái)探究電流與電壓的關(guān)系；實(shí)驗(yàn)2是通過(guò)改變電阻來(lái)探究電流與電阻的關(guān)系。該實(shí)驗(yàn)過(guò)程本身是對(duì)歐姆定律的再驗(yàn)證過(guò)程，而通過(guò)滑動(dòng)變阻器實(shí)現(xiàn)電壓與電阻的調(diào)整更是同一實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)不同目標(biāo)的驗(yàn)證。以此為基礎(chǔ)，我們可以制作如下流程圖以實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的整合（如圖2）。

圖1 “探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”電路示意圖

圖2 “探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”流程圖

在圖2中，我們將實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)2的實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行整合，將電壓與電流的關(guān)系、電流與電阻的關(guān)系進(jìn)行對(duì)比呈現(xiàn)，并與電路圖相配合，有利于學(xué)生對(duì)電壓、電流、電阻概念之間相互關(guān)系的理解，同時(shí)也便于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的記憶，從而提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

2.以生活情境為基礎(chǔ)整合

物理學(xué)科既是一門理論科學(xué)，也是一門實(shí)踐學(xué)科，這也是實(shí)踐類實(shí)驗(yàn)與演示類實(shí)驗(yàn)劃分的來(lái)源。物理知識(shí)本身是對(duì)自然現(xiàn)象的解讀，許多物理知識(shí)就蘊(yùn)含在我們的生活場(chǎng)景中，而以生活實(shí)踐為基礎(chǔ)創(chuàng)建情境實(shí)驗(yàn)，可以實(shí)現(xiàn)不同實(shí)驗(yàn)的有效整合，并營(yíng)造豐富的、充滿趣味性的實(shí)驗(yàn)氛圍，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性與理解能力。

具體而言，教師可以以生活情境為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)情境式實(shí)驗(yàn)，將不同實(shí)驗(yàn)整合起來(lái)，通過(guò)生活現(xiàn)象解釋物理知識(shí)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)從理論層面向應(yīng)用層面的有效轉(zhuǎn)變，進(jìn)而多維度呈現(xiàn)生活現(xiàn)象中的物理知識(shí)，拓展學(xué)生的物理知識(shí)面與理論視野。以日常生活中飲料的飲用為例，在學(xué)生用吸管喝飲料這一常見物理現(xiàn)象中，飲料的流動(dòng)本身既涉及液體、氣體的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也存在著力的相互作用。教師可以以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，既探究液體與氣體的性質(zhì)變化，同時(shí)可研究壓強(qiáng)與氣體、液體性質(zhì)變化的關(guān)系，從而做到不同物理實(shí)驗(yàn)的有效整合。

總之，初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效整合是建立在教材基本的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)之上的。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行分析，運(yùn)用科學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方式進(jìn)行整合，在一定程度上可以提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的豐富性與趣味性，激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)熱情，提升物理教學(xué)的效率與質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生綜合能力的進(jìn)一步培養(yǎng)。