優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)構(gòu)建高效課堂的策略探究

丁慎兵(山東省淄博市周村區(qū)第一中學(xué) 255300)

高效的物理課堂不僅要求學(xué)生掌握物理知識(shí)和概念,還需要培養(yǎng)學(xué)生較高的物理素養(yǎng)。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵手段,然而當(dāng)下的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在一些問(wèn)題,導(dǎo)致課堂實(shí)施效果未能達(dá)到預(yù)期。為此,教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)情,創(chuàng)新和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式,充分利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備輔助教學(xué),以確保學(xué)生在課堂中能夠獲得更大的學(xué)習(xí)提升。

一、物理實(shí)驗(yàn)對(duì)構(gòu)建高效課堂的意義

1.提高學(xué)生綜合素養(yǎng)

初中物理教學(xué)的目標(biāo)不僅僅是為了幫助學(xué)生升學(xué),更重要的是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng),使其具備全面發(fā)展的綜合素質(zhì)。相比其他科目,初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力有較高的要求。通過(guò)有意識(shí)的引導(dǎo)和培養(yǎng),學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)會(huì)更具興趣,從而更積極地參與實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。此外,物理學(xué)習(xí)不僅有助于提高學(xué)生的邏輯思維能力,還能提高他們的科學(xué)素養(yǎng)。初中階段的物理實(shí)驗(yàn)并不復(fù)雜,多是以團(tuán)隊(duì)的形式來(lái)開(kāi)展,這種開(kāi)展方式有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和科學(xué)素養(yǎng)。在團(tuán)隊(duì)中,學(xué)生需要相互合作、分享觀點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,從而促使他們培養(yǎng)批判性思維和解決問(wèn)題的能力。這樣的團(tuán)隊(duì)協(xié)作經(jīng)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生未來(lái)的學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展都具有積極的影響。

2.為科學(xué)人才儲(chǔ)備奠定基礎(chǔ)

優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,構(gòu)建高效的物理課堂,不僅有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,更是為了完善我國(guó)的基礎(chǔ)教育體系,提升初中階段物理教學(xué)水平,為培養(yǎng)未來(lái)社會(huì)優(yōu)秀人才作出貢獻(xiàn)。在我國(guó)科技發(fā)展日新月異的背景下,培養(yǎng)年輕學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識(shí)顯得尤為重要。只有通過(guò)充實(shí)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),學(xué)生才能在動(dòng)手操作和實(shí)踐時(shí)更加熟練。在初中物理教學(xué)中,教師應(yīng)當(dāng)高度重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展,并深入分析當(dāng)下教學(xué)中存在的問(wèn)題,積極改善和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。通過(guò)這一過(guò)程,不僅能夠增強(qiáng)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果,更能真正提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)高效物理課堂的構(gòu)建。

二、優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)提高課堂教學(xué)效率的具體策略

1.改進(jìn)方法,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

在初中物理教學(xué)中,一些實(shí)驗(yàn)的原理可能相對(duì)簡(jiǎn)單,學(xué)生可以根據(jù)已有知識(shí)進(jìn)行分析。然而,即使學(xué)生理解了實(shí)驗(yàn)原理,實(shí)際進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)仍可能面臨操作難度和失敗的問(wèn)題。這不僅可能影響實(shí)驗(yàn)的可信度,還有可能降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此,教師可以通過(guò)適當(dāng)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法,降低實(shí)驗(yàn)的難度,提高成功的概率,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

以“汽化和液化”一課為例,教師通過(guò)多媒體展示了一個(gè)實(shí)驗(yàn),即用酒精燈加熱盛水的燒瓶頸部,展示小金魚(yú)在水中的反應(yīng)。雖然這樣的演示可以激發(fā)學(xué)生的興趣,但如果涉及活體動(dòng)物,可能存在操作難度和倫理問(wèn)題。因此,教師可以考慮優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案,使得學(xué)生能夠更輕松地進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并更好地理解實(shí)驗(yàn)原理。改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)方案可以包括使用鐵架臺(tái)將燒瓶支起,觀察水在燒瓶頸部的沸騰過(guò)程,然后讓學(xué)生通過(guò)觸碰底部的水來(lái)判斷其狀態(tài)。這樣的改進(jìn)不僅避免了使用活體動(dòng)物,還讓學(xué)生更深入地理解了實(shí)驗(yàn)原理。這種教學(xué)方式有助于優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案,提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成功率,同時(shí)激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣,從而更好地達(dá)到教學(xué)的效果。

2.完善器材,提高實(shí)驗(yàn)精準(zhǔn)程度

為了提高實(shí)驗(yàn)的信服力和清晰地展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,教師在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)應(yīng)重視完善實(shí)驗(yàn)器材,以減少誤差,提高實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)度。這種教學(xué)方式不僅能夠高質(zhì)量地呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,還有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和嚴(yán)謹(jǐn)精神,對(duì)核心素養(yǎng)與綜合能力的提升具有積極影響。

以“聲音的產(chǎn)生與傳播”一課為例,教師希望通過(guò)蠟燭展示聲音現(xiàn)象,但這一實(shí)驗(yàn)容易受到外界因素的干擾,如人的氣流、空氣流動(dòng)等,影響實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)程度。為了優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,教師可以替代燭焰,例如,使用一個(gè)薄薄的寬紙條懸掛在收音機(jī)前。當(dāng)收音機(jī)工作時(shí),紙條會(huì)隨著揚(yáng)聲器的聲音而顫動(dòng),而在收音機(jī)不工作時(shí),紙條保持靜止。這種改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)方案減少了外部干擾因素,提高了實(shí)驗(yàn)的可靠性,使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具說(shuō)服力。通過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn),學(xué)生能夠更直觀地感受到聲音現(xiàn)象,而且教師在選擇合適的器材時(shí)也能夠引導(dǎo)學(xué)生更好地理解實(shí)驗(yàn)的科學(xué)原理。這種注重實(shí)驗(yàn)器材的完善和優(yōu)化有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能、科學(xué)思維和實(shí)際應(yīng)用能力。

3.直觀教學(xué),降低實(shí)驗(yàn)分析難度

演示實(shí)驗(yàn)的主要目的是突顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,還原實(shí)驗(yàn)步驟,強(qiáng)調(diào)直觀性是其最基本的要求。在優(yōu)化演示實(shí)驗(yàn)步驟時(shí),教師應(yīng)增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的直觀性,使學(xué)生能夠更直觀地理解其中的原理和邏輯,降低實(shí)驗(yàn)的分析難度,提高教學(xué)實(shí)際效率。

以“升華和凝華”一課為例,教師可以通過(guò)熱水壺?zé)默F(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生了解“沸騰”的概念,并通過(guò)對(duì)水汽的分析,讓學(xué)生掌握水在加熱過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生“升華”的現(xiàn)象。接著,教師可以鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用酒精燈、溫度計(jì)和試管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生可以觀察到水沸騰后再對(duì)水持續(xù)加熱,溫度計(jì)的溫度不再繼續(xù)上升。結(jié)合直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,搭配教師的講解,學(xué)生能夠更清晰地認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)含的知識(shí)點(diǎn)。隨后,學(xué)生可以通過(guò)仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)溫度計(jì)顯示的計(jì)數(shù)與其認(rèn)知存在差異。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題,并進(jìn)行另一個(gè)實(shí)驗(yàn),通過(guò)直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象使其認(rèn)識(shí)到沸點(diǎn)與壓強(qiáng)的關(guān)系。例如,教師可以指導(dǎo)學(xué)生在燒瓶中裝入低于100攝氏度的熱水,用塞子塞緊,并用注射器將瓶中的空氣抽干,使燒瓶?jī)?nèi)的氣壓降低。這時(shí)學(xué)生可以觀察到燒瓶?jī)?nèi)的水開(kāi)始沸騰,從而認(rèn)識(shí)到當(dāng)壓強(qiáng)減少時(shí),液體的沸點(diǎn)就會(huì)降低。這樣的優(yōu)化演示實(shí)驗(yàn)步驟不僅增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的直觀性,也提升了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解。

4.重復(fù)實(shí)驗(yàn),減少實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差

初中物理實(shí)驗(yàn)涉及的“定量”和“定性”問(wèn)題,對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)可能是一個(gè)教學(xué)難點(diǎn)。為了優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)果,教師在進(jìn)行這類(lèi)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生多次重復(fù)實(shí)驗(yàn),并在實(shí)驗(yàn)中注重對(duì)藥品計(jì)量、時(shí)間控制、物體重量等因素的控制。這樣既能夠鍛煉學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟的熟悉度,又能夠減少實(shí)驗(yàn)誤差,使最終的測(cè)量結(jié)果與預(yù)期結(jié)果接近。

以“測(cè)量平均速度”一課為例,教師引導(dǎo)學(xué)生利用斜面和小車(chē)進(jìn)行測(cè)量平均速度的實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生找出其中的規(guī)律。這一實(shí)驗(yàn)涉及多個(gè)變量,如時(shí)間、路程等,為了確保實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)性,教師在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前應(yīng)清晰地講解刻度尺和停表的使用方法,并強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)。這樣學(xué)生在操作實(shí)驗(yàn)時(shí)就能夠避免因操作不當(dāng)而產(chǎn)生失誤,從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。隨后,教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn),準(zhǔn)確記錄小車(chē)運(yùn)動(dòng)的路程和所耗費(fèi)的時(shí)間,得出數(shù)據(jù)后,借助來(lái)推測(cè)小車(chē)的運(yùn)動(dòng)速度。同時(shí),教師要給予學(xué)生足夠的實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間,讓其對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多次重復(fù),進(jìn)而使實(shí)驗(yàn)中讀數(shù)更加準(zhǔn)確、誤差更小,最終得出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的平均速度。這樣的實(shí)踐不僅有助于學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)步驟,還提高了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

5.小組合作,增強(qiáng)學(xué)生探究能力

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論的探究是知識(shí)學(xué)習(xí)的關(guān)鍵過(guò)程。采用小組合作教學(xué)的方式,可以鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與,通過(guò)與同學(xué)交流和探討,培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。在組建小組時(shí),要考慮學(xué)生的個(gè)人情況,將不同層次的學(xué)生分配到同一個(gè)小組,這樣能夠?qū)崿F(xiàn)基礎(chǔ)好的學(xué)生帶動(dòng)基礎(chǔ)較差的學(xué)生一起學(xué)習(xí),同時(shí)基礎(chǔ)好的學(xué)生也能夠在幫助其他學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程中鞏固知識(shí)點(diǎn),從而優(yōu)化課堂教學(xué)質(zhì)量。

以“凸透鏡成像的規(guī)律”一課教學(xué)為例。為了讓學(xué)生理解凸透鏡成像的規(guī)律,并掌握凸透鏡、蠟燭、光屏這三者之間的位置關(guān)系,教師可以進(jìn)行分組,并以提問(wèn)的形式呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的重難點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)探究。在實(shí)驗(yàn)中,教師需要鼓勵(lì)學(xué)生相互配合完成實(shí)驗(yàn)器材擺放、數(shù)據(jù)記錄等工作,以明確學(xué)生之間的分工,通過(guò)直觀的現(xiàn)象來(lái)掌握其中的物理知識(shí),加強(qiáng)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知和理解。由于這一實(shí)驗(yàn)存在一定難度,許多學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤,這可能影響到他們繼續(xù)探究知識(shí)的信心。而小組合作學(xué)習(xí)能夠加強(qiáng)學(xué)生之間的聯(lián)系,集合多人的智慧減少實(shí)驗(yàn)中的錯(cuò)誤,從而提高實(shí)驗(yàn)的成功率。

6.總結(jié)評(píng)價(jià),引導(dǎo)學(xué)生反思創(chuàng)新

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師過(guò)去更注重對(duì)知識(shí)的講解,卻忽視了對(duì)實(shí)驗(yàn)的總結(jié)和反思。為了優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,教師可以重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),增加總結(jié)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié),引導(dǎo)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)中的零碎知識(shí)點(diǎn)綜合歸納,加強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)的理解,掌握物理現(xiàn)象背后的原因,提升對(duì)物理知識(shí)的探究興趣。此外,教師還可以對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià),讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到自身優(yōu)勢(shì)和不足,進(jìn)而在課后完成反思,達(dá)到提升實(shí)驗(yàn)操作能力的目的。

以“物體的浮沉條件及應(yīng)用”一課教學(xué)為例。物體處于上浮、漂浮、懸浮、下沉等不同狀態(tài)時(shí),對(duì)浮力、重力、密度的比較是教學(xué)中的一大難點(diǎn)。為此,教師可以開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué),加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握和理解。在課堂中,教師要準(zhǔn)備兩塊體積相等的鐵塊和蠟塊,并將其同時(shí)浸沒(méi)在水中后松手,讓學(xué)生觀察這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)鐵塊沉到了杯底,而蠟塊卻浮在水面上。實(shí)驗(yàn)后,教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)蠟塊和鐵塊展開(kāi)分析,并歸納出物體的浮沉條件,讓學(xué)生了解F浮與G蠟、G鐵之間的關(guān)系,從而了解到浮力與重力之間的關(guān)系與規(guī)律。此外,教師還要對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的一些表現(xiàn)展開(kāi)綜合性的評(píng)價(jià),將過(guò)程性評(píng)價(jià)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果聯(lián)系在一起,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物理教學(xué)的優(yōu)化。

三、結(jié)語(yǔ)

在初中物理教學(xué)中,重視對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和形式的優(yōu)化可以有效加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)和理解,同時(shí)提高課堂教學(xué)效率。然而,在優(yōu)化過(guò)程中,教師需要講究方式方法,盡量在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中減少對(duì)學(xué)生思想和行為的干預(yù),讓他們獨(dú)立思考和完成實(shí)驗(yàn),以獲得最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過(guò)這種教學(xué)形式,學(xué)生能夠真正感受到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價(jià)值和意義,從而逐步完善物理學(xué)科思維。