初中物理教學(xué)中學(xué)生動手能力的培養(yǎng)

□甘肅省天水市武山縣高樓鎮(zhèn)劉川九年制學(xué)校

李軍紅

物理是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用和運動規(guī)律的自然科學(xué)學(xué)科，物理知識、概念所表述的往往是物質(zhì)間的本質(zhì)關(guān)系，多數(shù)物理知識都具有明顯的抽象性特征。初中生正處于思維方式轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時期，此時學(xué)生仍舊以形象思維和感性認知為主要思考模式，學(xué)習(xí)物理對學(xué)生而言并非易事。教師需要以科學(xué)、合理教學(xué)方法提高教學(xué)質(zhì)量。在物理教學(xué)中經(jīng)常涉及實驗教學(xué)，但大部分學(xué)生動手操作能力較弱，這一因素制約了學(xué)生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展。因此，在教學(xué)中著手培養(yǎng)學(xué)生的動手能力是現(xiàn)行物理教學(xué)的緊迫任務(wù)。

一、初中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生動手能力的意義

（一）動手能力是適應(yīng)社會發(fā)展的需要

隨著信息時代與知識社會的到來，人類的生存環(huán)境與生活質(zhì)量越來越依賴科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用。在知識與技術(shù)不斷更新迭代的時期，學(xué)生只有具備良好的動手能力方能適應(yīng)快速發(fā)展的社會。良好的動手能力可使學(xué)生能夠自主、獨立地獲取知識與信息，為自身的發(fā)展與提升奠定良好基礎(chǔ)。此外，素質(zhì)教育同樣強調(diào)全面提高人的基本素質(zhì)，注重開發(fā)人的智慧和潛能。動手能力是人生存、生活和學(xué)習(xí)必備的基礎(chǔ)能力，是人的基本素質(zhì)中的重要組成部分。學(xué)生在動手操作時可進一步促進自身智力發(fā)展，發(fā)掘自身潛能。綜上所述，無論是時代和社會發(fā)展的需要或是教育和學(xué)生個體發(fā)展的需要，動手能力都是學(xué)生必須具備的基本能力。

（二）動手能力有助于培養(yǎng)學(xué)生的物理興趣

初中物理的主要研究對象為力、光、熱、電等客觀現(xiàn)象及其蘊含的基本規(guī)律，其研究對象并非直觀的具體事物。實驗教學(xué)將抽象、隱晦的物理現(xiàn)象及知識更加直觀地呈現(xiàn)給學(xué)生。動手能力能夠使學(xué)生在物理實驗中親身感受、體會物理知識帶來的神奇現(xiàn)象。初中生已經(jīng)對世界基本物質(zhì)產(chǎn)生基礎(chǔ)認知，但對于物質(zhì)現(xiàn)象產(chǎn)生的本質(zhì)及原因并不了解，而學(xué)生又往往對于物質(zhì)產(chǎn)生的原因及其本質(zhì)有著強烈好奇心。動手能力在實驗中進一步滿足了學(xué)生的求知訴求，使學(xué)生通過動手操作在“神奇”又可控的物理實驗中感受物理知識的魅力，進而產(chǎn)生對物理課程的濃厚興趣。

（三）動手能力有助于學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展

核心素養(yǎng)是物理學(xué)科課程育人價值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過程中通過逐漸積累而形成的正確價值取向和必備品質(zhì)。核心素養(yǎng)并非指某項能力或知識，需要進行長期、持續(xù)地培養(yǎng)和滲透。動手能力可為學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展提供源源不斷的驅(qū)動力，讓學(xué)生在動手操作中對物理的總體認知有所提高，使學(xué)生掌握科學(xué)探究的關(guān)鍵方法，培養(yǎng)其科學(xué)態(tài)度與責任擔當，為科學(xué)思維發(fā)展奠定基礎(chǔ)。具體而言，學(xué)生在動手操作的過程中能夠加深對物質(zhì)、運動和相互作用等內(nèi)容的總體認知，具備通過物理視角解決實際問題和解釋自然現(xiàn)象的必要基礎(chǔ)能力；學(xué)生在動手操作時能夠?qū)陀^事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系產(chǎn)生進一步認知，進而具備基于事實證據(jù)和科學(xué)推理對不同觀點、信息和結(jié)論進行批判質(zhì)疑、修正檢驗和提出創(chuàng)造性見解的能力；學(xué)生在動手操作時能夠基于對實驗現(xiàn)象的觀察提出相應(yīng)物理問題，并對物理問題進行猜想與假設(shè)，進而具備對科學(xué)探究過程進行評估、反思和交流的能力；學(xué)生在動手操作時能夠從本質(zhì)上認知物理與社會、科學(xué)、環(huán)境間的關(guān)系，進而形成實事求是、求真務(wù)實、科學(xué)嚴謹?shù)膽B(tài)度及保護自然、熱愛環(huán)境、遵守科學(xué)的行為及意識。

二、初中物理教學(xué)中學(xué)生動手能力的培養(yǎng)的現(xiàn)狀

（一）缺乏規(guī)范性的實驗操作

在傳統(tǒng)教學(xué)中，多數(shù)教師普遍傾向于認知方面的教學(xué)，即注重知識傳授，以使學(xué)生掌握學(xué)習(xí)知識或解決相應(yīng)問題為主要內(nèi)容。學(xué)生的學(xué)習(xí)方法主要是通過記憶和理解來完成簡單的知識遷移活動。教學(xué)目標導(dǎo)致了現(xiàn)階段物理教學(xué)缺乏對學(xué)生動手能力的針對性培養(yǎng)。而在實驗操作教學(xué)中，教師往往以快速使學(xué)生了解實驗現(xiàn)象為目的，對學(xué)生的操作規(guī)范并未詳細加以指導(dǎo)，進而導(dǎo)致學(xué)生普遍存在動手操作過程不規(guī)范這一共性問題。如部分學(xué)生在動手進行物理實驗時，往往不會對實驗設(shè)備進行了解和檢查，反而直接進行操作實驗。多數(shù)學(xué)生并未在操作時檢查儀器是否歸零，在不正確、不嚴謹?shù)膶嶒灢僮飨?，學(xué)生的實驗結(jié)果往往也存在一定偏差。而對于當前物理認知較弱的學(xué)生而言，他們對實驗設(shè)備該如何進行歸零操作甚至一無所知。種種原因?qū)е聦W(xué)生動手能力的發(fā)展受到限制。這種不規(guī)范操作的現(xiàn)象同樣使物理實驗教學(xué)效率低下，延長了實驗操作時間。

（二）缺乏完整性的實驗流程

物理實驗有嚴謹?shù)膶嶒灹鞒?，對實驗步驟、實驗方法和材料選擇都有精細化把控。但在學(xué)生實際動手操作過程中，其往往不能甄別不同實驗步驟的順序與方法，進而使實驗流程較為混亂，導(dǎo)致最終結(jié)果的偏差。缺乏準確性的實驗使學(xué)生難以通過實驗進一步檢驗、認知物理知識，這一現(xiàn)象在操作步驟復(fù)雜的實驗中尤為明顯。學(xué)生在實驗中錯誤頻出，并未取得預(yù)期收獲，往往會產(chǎn)生“自暴自棄”的消極心理，進而抵觸進行動手實驗，對物理課程產(chǎn)生錯誤認知，這一現(xiàn)象同樣阻礙了學(xué)生動手能力的發(fā)展。

（三）教學(xué)方法較為單一

在傳統(tǒng)物理教學(xué)中，教師普遍在課堂中占據(jù)著主導(dǎo)地位，教學(xué)過程偏向于單向的知識傳授，這一現(xiàn)象導(dǎo)致課堂教學(xué)中“教”與“學(xué)”陷入了不平衡的狀態(tài)。課堂教學(xué)由“教”與“學(xué)”兩部分主體構(gòu)成，教學(xué)形式如何進行改變和創(chuàng)新都無法脫離二者間始終存在的基本關(guān)系。在傳統(tǒng)教學(xué)模式長期實踐中，“教”的作用得到了充分發(fā)揮，課堂教學(xué)以教師精講和習(xí)題訓(xùn)練為主，學(xué)生長期保持著機械式、被動式的學(xué)習(xí)狀態(tài)。要進一步提高教學(xué)質(zhì)量和效率，必須要激發(fā)“學(xué)”在課堂中的主觀能動性，將師生雙方的力量匯集在一處，共同推動教學(xué)質(zhì)量和效率的提高。

三、初中物理教學(xué)中學(xué)生動手能力的培養(yǎng)路徑

（一）激發(fā)學(xué)生好奇心

初中生正處于人生的“拔節(jié)孕穗期”，其思維能力、學(xué)習(xí)能力與學(xué)習(xí)習(xí)慣都處于發(fā)展和形成的階段，對具有一定復(fù)雜性的新鮮事物有著強烈的好奇心。但受認知能力的制約，學(xué)生往往在學(xué)習(xí)抽象知識時需要借助一定條件。教師可充分利用學(xué)生這一心理發(fā)展特征，以循循善誘的方式引發(fā)學(xué)生的好奇心，進而培養(yǎng)學(xué)生的物理興趣，使學(xué)生在興趣的驅(qū)使下主動進行實踐驗證，在實踐中促進其動手能力的發(fā)展，為后續(xù)良好學(xué)習(xí)習(xí)慣的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)能力的發(fā)展奠定牢固基礎(chǔ)。

以人教版初中物理《光的折射》一課教學(xué)為例，教師可通過多媒體技術(shù)播放彩虹的圖片，并向?qū)W生提問：“同學(xué)們都見過彩虹嗎，通常是在什么樣的情況下見到彩虹呢”學(xué)生此時紛紛發(fā)表了自身看法，表示經(jīng)常會在雨后看到彩虹。教師可順勢激發(fā)學(xué)生的好奇心：“其實彩虹是可以用物理知識‘制造’的，今天老師就教給大家如何利用光的折射現(xiàn)象來‘制造’彩虹”。由此通過“制造彩虹”這一要素使學(xué)生產(chǎn)生濃厚興趣，進而全身心投入到學(xué)習(xí)中。在后續(xù)課堂教學(xué)中，教師可鼓勵學(xué)生利用三棱鏡折射太陽光，使學(xué)生在動手操作中更加了解光的折射原理，同時學(xué)生可借助噴壺噴出水霧來“制造彩虹”，由此使學(xué)生通過物理知識對現(xiàn)實生活中的自然現(xiàn)象產(chǎn)生認知，感受到物理課程蘊含的豐富趣味。

（二）鼓勵學(xué)生合作實驗

實驗是培養(yǎng)學(xué)生動手能力的最佳途徑，而實驗本就是物理學(xué)科的主要教學(xué)內(nèi)容之一。教師應(yīng)對實驗教學(xué)充分重視，并有意識地在實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。首先，教師應(yīng)確保學(xué)生在實驗中主體作用的發(fā)揮，避免學(xué)生因主觀能動性受到約束而失去對實驗的興趣。其次，教師應(yīng)在實驗過程中啟迪學(xué)生思維，鼓勵學(xué)生使用實驗器具進行大膽探索，并注重激發(fā)學(xué)生在實驗中的個性表達，由此使學(xué)生動手能力與核心素養(yǎng)得到同向同行發(fā)展。最后，教師應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生對實驗過程、方法和結(jié)果進行反思與總結(jié)的習(xí)慣，以科學(xué)、合理的方式促進學(xué)生動手能力的發(fā)展。

以人教版初中物理《牛頓第一定律》一課教學(xué)為例，教師可將青少年沿指向方向蹬地推動滑板車前行的視頻制作成微視頻，并在微視頻中提出問題：“為什么人如果停止蹬地，滑板車在滑行一段距離后就會停止”。教師應(yīng)在微視頻中引出關(guān)于阻力對物體運動影響的思考，如為了使物體保持持續(xù)運動，是必須要對物體施加力的作用還是要減少力的阻力？由此通過微視頻使學(xué)生進行課前預(yù)習(xí)。在微視頻中，教師還需闡述實驗操作的目的及需要詳細記錄的數(shù)據(jù)，由此使學(xué)生能夠帶有一定基礎(chǔ)知識和良好的準備走進實驗中。教師可將每3-4 名學(xué)生分為一個小組，每個小組使用鋼尺和象棋棋子進行實驗，將棋子均勻擺成一摞，并快速、用力地擊打中間一個棋子，觀察棋子飛出后上面棋子的變化，由此讓學(xué)生進一步了解慣性的概念。

（三）結(jié)合教材進行實驗探究

初中物理教材中的模塊設(shè)置有著豐富的應(yīng)用價值。教師要充分了解、利用教材中每一部分、每一模塊的內(nèi)容，鼓勵學(xué)生通過簡單實驗驗證物理知識。簡單實驗使學(xué)生養(yǎng)成習(xí)慣，為學(xué)生動手能力發(fā)展創(chuàng)造源源不斷的契機。

以人教版初中物理《密度》一課教學(xué)為例，教師可為學(xué)生準備大小不同的若干鋁塊和砝碼，鼓勵學(xué)生用天平測量不同鋁塊的質(zhì)量，再用直尺測量得出鋁塊的體積，制作各個鋁塊質(zhì)量和體積的數(shù)據(jù)表格。表格數(shù)據(jù)以體積V 為橫坐標，以質(zhì)量m 為縱坐標，學(xué)生在坐標系上找鋁塊的坐標點，并將這些點連接。學(xué)生可通過觀察得出坐標系的圖像趨近于一條直線，進而得鋁塊的質(zhì)量跟體積成正相關(guān)關(guān)系，使學(xué)生通過實驗對物體質(zhì)量和體積間的關(guān)系產(chǎn)生較為清晰的理解?？梢?，雖然學(xué)生在實驗前對物質(zhì)質(zhì)量和體積間的關(guān)系為較為模糊，但是通過動手操作產(chǎn)生清晰認知，并掌握進行科學(xué)實驗探究的基本方法。

（四）設(shè)計綜合實踐活動

物理學(xué)的主要研究對象為現(xiàn)實世界中存在的物質(zhì)和現(xiàn)象，因此綜合性、實踐性是物理課程最明顯的特征。學(xué)習(xí)物理不僅能夠讓學(xué)生對現(xiàn)實世界的現(xiàn)象和物質(zhì)產(chǎn)生本質(zhì)上的認知，還能夠使學(xué)生利用物理知識解決生活中常見的實際問題。教師應(yīng)避免將教學(xué)局限于教室內(nèi)及課堂時間中，應(yīng)設(shè)計豐富的綜合實踐活動促進學(xué)生動手能力的發(fā)展，為學(xué)生帶來更加豐富的學(xué)習(xí)體驗。

以人教版初中物理《電功率》一課教學(xué)為例，授課結(jié)束后，教師可以“校園設(shè)計師”為主題設(shè)計綜合實踐活動?；顒拥闹饕獌?nèi)容為學(xué)生需合作制作可調(diào)節(jié)亮度的小臺燈或可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的小風(fēng)扇，且臺燈或風(fēng)扇由兩個開關(guān)控制。這一項實踐活動包含電路、電流、電壓、電阻等一系列知識的綜合應(yīng)用，是檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)成果與動手能力的有效方法。學(xué)生通過實踐能夠進一步了解滑動變阻的原理及應(yīng)用，深度掌握電流與電壓、電阻之間的關(guān)系。該活動的所用材料也便于獲取?；顒拥闹饕y點在于各小組電阻絲材料的選擇及滑片滑動的效果。除上述要求外，各小組還需為“產(chǎn)品”設(shè)計外觀、形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)等內(nèi)容。這些較為開放性的內(nèi)容可進一步促進學(xué)生創(chuàng)新能力、思維能力和動手能力的發(fā)展，使學(xué)生初步感受將知識轉(zhuǎn)化為技術(shù)和“產(chǎn)品”的喜悅。在綜合實踐活動開展前，教師可將“實踐指南”以PPT 的形式發(fā)送到班級群。指南中需要包含需準備的材料、注意事項和關(guān)鍵提示，如各小組可通過合作設(shè)計和分工設(shè)計的形式進行實踐、設(shè)計電路圖是各小組的首要任務(wù)等指引。根據(jù)綜合實踐活動的內(nèi)容及難度，教師可設(shè)定一個星期為活動時間，時間結(jié)束后各小組需在課堂中提交實踐報告并展示“產(chǎn)品”。實踐報告應(yīng)包含各個組員的分工、完成實踐的過程、過程中遇到的困難、最終結(jié)果及組內(nèi)人員心得。隨后教師和其余小組應(yīng)對該小組的綜合實踐表現(xiàn)進行評價及打分，評選出“最佳設(shè)計團隊”。

（五）鼓勵學(xué)生自制實驗器具

物理知識源自對現(xiàn)實世界的認知，與生活有著密切關(guān)聯(lián)。因此，教師可鼓勵學(xué)生利用身邊材料自主制作物理實驗所需用到的簡單器具，由此在促進學(xué)生動手能力發(fā)展的同時使學(xué)生感受身邊普通又平凡的材料在經(jīng)過加工后同樣有著重要作用，進而增強學(xué)生熱愛自然、保護環(huán)境的科學(xué)態(tài)度與責任感。

以人教版初中物理《壓強》一課教學(xué)為例，教師可鼓勵學(xué)生根據(jù)壓力和受力面積之間的關(guān)系制作實驗器具，在生活中驗證壓強與壓力和受力面積的關(guān)系。如一部分學(xué)生利用裝滿水的氣球、針和粉筆來進行實驗，以同樣的力度用針和粉筆扎向氣球，針輕而易舉就扎破了裝滿水的氣球，而粉筆卻無法扎破。這一現(xiàn)象充分說明了受力面積越小壓強越大這一概念；另一部分學(xué)生則利用沙堆進行實驗。某學(xué)生直接踩在沙堆上時腳很快就陷入沙堆中，而另一學(xué)生用紙箱做了一雙“大號鞋”，穿著大號鞋踏入沙堆后下墜現(xiàn)象明顯減緩甚至停止了下墜；再有一部分動手能力較強的學(xué)生用透明塑料瓶制作了“刻度杯”，在刻度杯中裝滿水，用同樣質(zhì)量的橡皮泥捏成不同形狀檢驗壓強。將橡皮泥捏成薄薄的“餅”狀放入杯中時，僅有少許水溢出。而當橡皮泥以長方體形狀豎著放入杯中時，水溢出的量變多。教師應(yīng)對學(xué)生在生活中制作的器具及實驗方法進行全面評價，對實驗不嚴謹?shù)膶W(xué)生及時給以指正，表揚學(xué)生在過程中的優(yōu)點，由此為學(xué)生提供源源不斷的學(xué)習(xí)動力。

四、結(jié)語

隨著教育改革的不斷深入，全面發(fā)展的重要性被越來越多的學(xué)校和教師廣泛認同。初中物理要確保自身教學(xué)的科學(xué)性、有效性，要在知識傳授外關(guān)注學(xué)生其他素質(zhì)的發(fā)展。動手能力是學(xué)生學(xué)好物理的重要能力。教師應(yīng)在物理教學(xué)中全面滲透對學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，使其成為具有良好實踐能力的創(chuàng)新型人才。