初中物理教學中學生動手能力的培養(yǎng)

李軍紅

物理是研究物質的基本結構、相互作用和運動規(guī)律的自然科學學科，物理知識、概念所表述的往往是物質間的本質關系，多數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變的關鍵時期，此時學生仍舊以形象思維和感性認知為主要思考模式，學習物理對學生而言并非易事。教師需要以科學、合理教學方法提高教學質量。在物理教學中經常涉及實驗教學，但大部分學生動手操作能力較弱，這一因素制約了學生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展。因此，在教學中著手培養(yǎng)學生的動手能力是現行物理教學的緊迫任務。

一、初中物理教學中培養(yǎng)學生動手能力的意義

（一）動手能力是適應社會發(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)境與生活質量越來越依賴科學技術的發(fā)展及應用。在知識與技術不斷更新迭代的時期，學生只有具備良好的動手能力方能適應快速發(fā)展的社會。良好的動手能力可使學生能夠自主、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。此外，素質教育同樣強調全面提高人的基本素質，注重開發(fā)人的智慧和潛能。動手能力是人生存、生活和學習必備的基礎能力，是人的基本素質中的重要組成部分。學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生個體發(fā)展的需要，動手能力都是學生必須具備的基本能力。

（二）動手能力有助于培養(yǎng)學生的物理興趣

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。實驗教學將抽象、隱晦的物理現象及知識更加直觀地呈現給學生。動手能力能夠使學生在物理實驗中親身感受、體會物理知識帶來的神奇現象。初中生已經對世界基本物質產生基礎認知，但對于物質現象產生的本質及原因并不了解，而學生又往往對于物質產生的原因及其本質有著強烈好奇心。動手能力在實驗中進一步滿足了學生的求知訴求，使學生通過動手操作在“神奇”又可控的物理實驗中感受物理知識的魅力，進而產生對物理課程的濃厚興趣。

（三）動手能力有助于學生核心素養(yǎng)的發(fā)展

核心素養(yǎng)是物理學科課程育人價值的集中體現，是學生在物理學習過程中通過逐漸積累而形成的正確價值取向和必備品質。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。動手能力可為學生核心素養(yǎng)的發(fā)展提供源源不斷的驅動力，讓學生在動手操作中對物理的總體認知有所提高，使學生掌握科學探究的關鍵方法，培養(yǎng)其科學態(tài)度與責任擔當，為科學思維發(fā)展奠定基礎。具體而言，學生在動手操作的過程中能夠加深對物質、運動和相互作用等內容的總體認知，具備通過物理視角解決實際問題和解釋自然現象的必要基礎能力；學生在動手操作時能夠對客觀事物的本質屬性、內在規(guī)律及相互關系產生進一步認知，進而具備基于事實證據和科學推理對不同觀點、信息和結論進行批判質疑、修正檢驗和提出創(chuàng)造性見解的能力；學生在動手操作時能夠基于對實驗現象的觀察提出相應物理問題，并對物理問題進行猜想與假設，進而具備對科學探究過程進行評估、反思和交流的能力；學生在動手操作時能夠從本質上認知物理與社會、科學、環(huán)境間的關系，進而形成實事求是、求真務實、科學嚴謹的態(tài)度及保護自然、熱愛環(huán)境、遵守科學的行為及意識。

二、初中物理教學中學生動手能力的培養(yǎng)的現狀

（一）缺乏規(guī)范性的實驗操作

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

（二）缺乏完整性的實驗流程

物理實驗有嚴謹的實驗流程，對實驗步驟、實驗方法和材料選擇都有精細化把控。但在學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，導致最終結果的偏差。缺乏準確性的實驗使學生難以通過實驗進一步檢驗、認知物理知識，這一現象在操作步驟復雜的實驗中尤為明顯。學生在實驗中錯誤頻出，并未取得預期收獲，往往會產生“自暴自棄”的消極心理，進而抵觸進行動手實驗，對物理課程產生錯誤認知，這一現象同樣阻礙了學生動手能力的發(fā)展。

（三）教學方法較為單一

在傳統(tǒng)物理教學中，教師普遍在課堂中占據著主導地位，教學過程偏向于單向的知識傳授，這一現象導致課堂教學中“教”與“學”陷入了不平衡的狀態(tài)。課堂教學由“教”與“學”兩部分主體構成，教學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系。在傳統(tǒng)教學模式長期實踐中，“教”的作用得到了充分發(fā)揮，課堂教學以教師精講和習題訓練為主，學生長期保持著機械式、被動式的學習狀態(tài)。要進一步提高教學質量和效率，必須要激發(fā)“學”在課堂中的主觀能動性，將師生雙方的力量匯集在一處，共同推動教學質量和效率的提高。

三、初中物理教學中學生動手能力的培養(yǎng)路徑

（一）激發(fā)學生好奇心

初中生正處于人生的“拔節(jié)孕穗期”，其思維能力、學習能力與學習習慣都處于發(fā)展和形成的階段，對具有一定復雜性的新鮮事物有著強烈的好奇心。但受認知能力的制約，學生往往在學習抽象知識時需要借助一定條件。教師可充分利用學生這一心理發(fā)展特征，以循循善誘的方式引發(fā)學生的好奇心，進而培養(yǎng)學生的物理興趣，使學生在興趣的驅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)良好學習習慣的培養(yǎng)和學習能力的發(fā)展奠定牢固基礎。

以人教版初中物理《光的折射》一課教學為例，教師可通過多媒體技術播放彩虹的圖片，并向學生提問：“同學們都見過彩虹嗎，通常是在什么樣的情況下見到彩虹呢”學生此時紛紛發(fā)表了自身看法，表示經常會在雨后看到彩虹。教師可順勢激發(fā)學生的好奇心：“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象來‘制造彩虹”。由此通過“制造彩虹”這一要素使學生產生濃厚興趣，進而全身心投入到學習中。在后續(xù)課堂教學中，教師可鼓勵學生利用三棱鏡折射太陽光，使學生在動手操作中更加了解光的折射原理，同時學生可借助噴壺噴出水霧來“制造彩虹”，由此使學生通過物理知識對現實生活中的自然現象產生認知，感受到物理課程蘊含的豐富趣味。

（二）鼓勵學生合作實驗

實驗是培養(yǎng)學生動手能力的最佳途徑，而實驗本就是物理學科的主要教學內容之一。教師應對實驗教學充分重視，并有意識地在實驗教學中培養(yǎng)學生的動手能力。首先，教師應確保學生在實驗中主體作用的發(fā)揮，避免學生因主觀能動性受到約束而失去對實驗的興趣。其次，教師應在實驗過程中啟迪學生思維，鼓勵學生使用實驗器具進行大膽探索，并注重激發(fā)學生在實驗中的個性表達，由此使學生動手能力與核心素養(yǎng)得到同向同行發(fā)展。最后，教師應培養(yǎng)學生對實驗過程、方法和結果進行反思與總結的習慣，以科學、合理的方式促進學生動手能力的發(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”。教師應在微視頻中引出關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生進行課前預習。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據，由此使學生能夠帶有一定基礎知識和良好的準備走進實驗中。教師可將每3-4名學生分為一個小組，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，由此讓學生進一步了解慣性的概念。

（三）結合教材進行實驗探究

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

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

（四）設計綜合實踐活動

物理學的主要研究對象為現實世界中存在的物質和現象，因此綜合性、實踐性是物理課程最明顯的特征。學習物理不僅能夠讓學生對現實世界的現象和物質產生本質上的認知，還能夠使學生利用物理知識解決生活中常見的實際問題。教師應避免將教學局限于教室內及課堂時間中，應設計豐富的綜合實踐活動促進學生動手能力的發(fā)展，為學生帶來更加豐富的學習體驗。

以人教版初中物理《電功率》一課教學為例，授課結束后，教師可以“校園設計師”為主題設計綜合實踐活動?；顒拥闹饕獌热轂閷W生需合作制作可調節(jié)亮度的小臺燈或可調節(jié)轉速的小風扇，且臺燈或風扇由兩個開關控制。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用，是檢驗學生學習成果與動手能力的有效方法。學生通過實踐能夠進一步了解滑動變阻的原理及應用，深度掌握電流與電壓、電阻之間的關系。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“產品”設計外觀、形狀和內部結構等內容。這些較為開放性的內容可進一步促進學生創(chuàng)新能力、思維能力和動手能力的發(fā)展，使學生初步感受將知識轉化為技術和“產品”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、注意事項和關鍵提示，如各小組可通過合作設計和分工設計的形式進行實踐、設計電路圖是各小組的首要任務等指引。根據綜合實踐活動的內容及難度，教師可設定一個星期為活動時間，時間結束后各小組需在課堂中提交實踐報告并展示“產品”。實踐報告應包含各個組員的分工、完成實踐的過程、過程中遇到的困難、最終結果及組內人員心得。隨后教師和其余小組應對該小組的綜合實踐表現進行評價及打分，評選出“最佳設計團隊”。

（五）鼓勵學生自制實驗器具

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

以人教版初中物理《壓強》一課教學為例，教師可鼓勵學生根據壓力和受力面積之間的關系制作實驗器具，在生活中驗證壓強與壓力和受力面積的關系。如一部分學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；另一部分學生則利用沙堆進行實驗。某學生直接踩在沙堆上時腳很快就陷入沙堆中，而另一學生用紙箱做了一雙“大號鞋”，穿著大號鞋踏入沙堆后下墜現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。教師應對學生在生活中制作的器具及實驗方法進行全面評價，對實驗不嚴謹的學生及時給以指正，表揚學生在過程中的優(yōu)點，由此為學生提供源源不斷的學習動力。

四、結語

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校和教師廣泛認同。初中物理要確保自身教學的科學性、有效性，要在知識傳授外關注學生其他素質的發(fā)展。動手能力是學生學好物理的重要能力。教師應在物理教學中全面滲透對學生動手能力的培養(yǎng)，使其成為具有良好實踐能力的創(chuàng)新型人才。