基于學(xué)生思維發(fā)展的初中物理實驗教學(xué)策略

徐新建

【關(guān)鍵詞】初中物理;思維能力;物理實驗

物理學(xué)科知識具有較強的邏輯性及系統(tǒng)性，教師開展教學(xué)的過程中不僅要將物理學(xué)科知識傳遞給學(xué)生，還需要重視培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中由“學(xué)會”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皶W(xué)”，并從中獲得對客觀世界進行探索的方法.在傳統(tǒng)的初中物理教學(xué)課堂上，教師只是一味地讓學(xué)生完成對教材中知識點的記憶，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中沒有形成對知識靈活運用的能力，因此在面對新問題時往往不知道該如何結(jié)合所學(xué)知識.針對這一現(xiàn)象，現(xiàn)階段的初中物理課程教學(xué)需要教師重視培養(yǎng)學(xué)生的探索精神，在發(fā)展學(xué)生思維的教學(xué)中使學(xué)生獲得獨立解決問題的能力.

1 構(gòu)建限時作答模式，培養(yǎng)學(xué)生敏捷性思維

思維的敏捷性，指的是在規(guī)定的時間內(nèi)，積極地利用已有的知識進行思考，通過大膽假設(shè)的方式全面思考問題，進而快速且準(zhǔn)確地獲得解決問題的方法及手段.思維敏捷性能夠反映一個人智力的敏銳程度.在初中物理實驗教學(xué)中，學(xué)生思維的敏捷性主要表現(xiàn)為能夠在大腦中完成對知識的構(gòu)建，能夠掌握物理實驗的技能及手段，以及能夠?qū)π枰鉀Q的問題快速且準(zhǔn)確地制定解決方法或得出結(jié)論.因此，教師可以在初中物理課程教學(xué)中采用限時作答的模式培養(yǎng)學(xué)生思維的敏捷性.

例如 教師可以引導(dǎo)學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成對“礦泉水瓶系列”的設(shè)計實驗.學(xué)生在教師的指引中進行思考，能夠設(shè)計出許多與礦泉水瓶相關(guān)的實驗：在礦泉水瓶中加入小藥瓶能夠完成浮力實驗;在礦泉水瓶中加入酒精及傳感器，能夠完成外界對氣體做功及氣體對外界做功的實驗;在礦泉水瓶中加入有顏色的墨水及冷、熱水，能夠完成擴散速度與溫度之間的探究實驗，等等.學(xué)生在教師所構(gòu)建的限時實驗的教學(xué)模式下能夠顯著提升自己思維的敏捷性.在對學(xué)生敏捷性思維進行訓(xùn)練時，教師可以限時或定向地為學(xué)生提供一些必要的物理實驗儀器，為學(xué)生構(gòu)建一個具有一定競爭性及趣味性的物理實驗氛圍，使學(xué)生不僅得到好勝心及好動心方面的滿足，還能夠?qū)⒁酝闹R經(jīng)驗激發(fā)出來，通過一題多解的方式使學(xué)生思維的敏捷性得到多維度的發(fā)展.

2 引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計物理實驗方案，培養(yǎng)學(xué)生靈活性思維

靈活性思維就是指思維需要具有多變性及發(fā)散性，它主要表現(xiàn)能夠運用所學(xué)知識，從不同角度出發(fā)，采用多種方式去解決出現(xiàn)的問題.它與敏捷性思維相比不需要受到時間的約束，并且思維在空間上表現(xiàn)得更加發(fā)散與廣闊.在初中物理實驗教學(xué)中，教師可以在學(xué)生面前直接呈現(xiàn)出生活化的情景，將情景中的復(fù)雜性特點利用起來，使學(xué)生能夠結(jié)合所學(xué)知識，在對知識遷移應(yīng)用的過程中從多個角度出發(fā)完成對問題發(fā)散式的思考，使學(xué)生能夠使用多種方法完成對物理問題的解決，在舉一反三中獲得靈活性思維.

例如 在對“電磁繼電器”這部分內(nèi)容教學(xué)時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生完成自主物理實驗設(shè)計，要求學(xué)生能夠設(shè)計出一個抽干水池中水的裝置.學(xué)生在經(jīng)過思考后，能夠運用已學(xué)知識設(shè)計出多種多樣的抽水裝置電路圖.在開展物理實驗課程教學(xué)時，教師需要為學(xué)生預(yù)留充足的時間讓學(xué)生先思考如何設(shè)計物理實驗方案，使學(xué)生在思考的過程中獲得發(fā)散性思維.在設(shè)計抽水裝置的物理實驗中，學(xué)生設(shè)計抽水裝置的電路圖時能夠從電路的組成、用電安全等多個角度出發(fā)，不僅完成了對已學(xué)知識的梳理，還加深了對電路設(shè)計原理有關(guān)的知識理解，最終達到發(fā)展學(xué)生靈活性思維的教學(xué)目的.

3 引導(dǎo)學(xué)生進行交流，發(fā)展學(xué)生批判性思維

批判性思維指的是個體在自己獨立思考的過程中，能夠?qū)φ麄€思維過程進行全面檢查，在分析及處理所捕捉到的反饋信息后，能夠?qū)ζ渲谐霈F(xiàn)的問題及矛盾點進行及時發(fā)現(xiàn)，同時能夠?qū)Τ霈F(xiàn)的錯誤進行自覺修正.物理實驗本身就具有較強的邏輯性及嚴(yán)謹(jǐn)性，因此它也為培養(yǎng)學(xué)生批判性思維創(chuàng)造了條件.在開展物理實驗教學(xué)時，需要教師能夠引導(dǎo)學(xué)生在對物理現(xiàn)象進行獨立思考后，能夠提出具有批判質(zhì)疑性質(zhì)的問題，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中能夠勇于表達自己的想法及觀點.

例如 在探究物體浮沉條件時，可以在為學(xué)生演示浮沉子的上浮下沉實驗后，讓學(xué)生通過交流的方式去探究為何浮沉子會出現(xiàn)上浮下沉的現(xiàn)象.有的學(xué)生認(rèn)為浮沉子下沉是由于改變了重力大小所導(dǎo)致的，即整體看待瓶子及進入的水，當(dāng)用手?jǐn)D壓瓶子時，瓶子中的水會進入到小藥瓶內(nèi)，導(dǎo)致小藥瓶在進入水之后增加了重量，在重力大于浮力的情況下就會出現(xiàn)小藥瓶下沉的情況.而也有部分學(xué)生對這種說法質(zhì)疑，他們認(rèn)為之所以小藥瓶下沉，是由于改變了浮力所導(dǎo)致的，即整體看待小藥瓶及小藥瓶上端封閉的空氣柱，當(dāng)用手對礦泉水瓶進行擠壓時，小藥瓶中會進入礦泉水瓶中的水，因此小藥瓶上部的空氣柱就會變小，進而減少了排開水的體積，在浮力小于重力的情況下小藥瓶便出現(xiàn)了下沉的情況.批判性思維為學(xué)生其他思維的發(fā)展提供了基礎(chǔ)并創(chuàng)造了前提，因此在初中物理實驗課程教學(xué)中，需要教師鼓勵學(xué)生先完成對問題的獨立思考，并在獨立思考的過程中對呈現(xiàn)出的實驗現(xiàn)象進行質(zhì)疑，接著引導(dǎo)學(xué)生與同伴進行交流及討論，使學(xué)生在表達自己對問題獨特看法的過程操作獲得批判性思維.

4 引導(dǎo)學(xué)生觀表探質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生深刻性思維

深刻性思維需要建立在對知識的深度理解之上，它是在觀察、分析、歸納事物的表象后，能夠?qū)⒈硐蟮母蓴_排除掉，在抽象思維的引導(dǎo)下透過現(xiàn)象來把握事物的本質(zhì)，完成對事物發(fā)展規(guī)律及趨勢的預(yù)測.在開展初中物理實驗教學(xué)時，需要教師將創(chuàng)新實驗利用起來，引導(dǎo)學(xué)生在仔細(xì)及深入的觀察中，運用對比法、正反論證法、控制變量法等科學(xué)的方法，自己完成對事物本質(zhì)及核心的揭露，使得學(xué)生在深入理解物理概念及規(guī)律的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)對知識“知其然并知其所以然”.

例如 在學(xué)習(xí)“小孔成像”相關(guān)內(nèi)容時，大部分學(xué)生只是對小孔的大小停留在很小的孔這樣的概念上，但是學(xué)生并不理解所謂的小孔到底有多小.因此，教師可以采用物理實驗的方式引導(dǎo)學(xué)生理解.教師可以借助于LED燈為學(xué)生做出一個“上”字形的光源以及三角形的小孔，通過點亮LED 燈的燈源，通過小孔在光屏中呈現(xiàn)出小像.在演示完實驗后，教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考該實驗是否為小孔成像.學(xué)生在思考后提出，由于整個“上”字上的光源能夠呈現(xiàn)出上下左右均顛倒的像，因此實驗為小孔成像，而在光屏上呈現(xiàn)出的LED燈的像為三角形形狀，因此這個不是小孔成像.接著，教師再讓學(xué)生對比“上”字所成的像以及LED燈所成的像，使學(xué)生在對比中完成對小孔的定義.通過實驗教學(xué)的方式，能夠加深學(xué)生對小孔定義的理解，學(xué)生能夠理解小孔是相對而言的.教師要想使學(xué)生對小孔大小是相對而言這句話進行深入的理解，那么可以繼續(xù)向?qū)W生提問：“如果想要使所有的光源通過這個小孔后均能夠完成小孔成像的實驗，那么應(yīng)該如何進行改進？ ”學(xué)生在思考后能夠提出兩個解決方案，一是將小孔的大小減小，二是加大光源.學(xué)生在深度思考教師提問的過程中能夠再次在自己的頭腦中強化對小孔的定義.

總之，初中物理實驗課程教學(xué)中，當(dāng)學(xué)生對所學(xué)知識產(chǎn)生疑惑后，教師可以通過采用實驗探究的方式加強學(xué)生對物理知識的理解，讓學(xué)生結(jié)合物理實驗所呈現(xiàn)出的現(xiàn)象，在對比中透過現(xiàn)象理解事物的本質(zhì)，進而在這個過程中促進學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，使學(xué)生發(fā)展深刻性思維.

5 引導(dǎo)學(xué)生優(yōu)化物理實驗，發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造性思維

創(chuàng)造性思維屬于思維中的最高層次，它是指一個人在遇到新的問題或處于新的情景中時，能夠結(jié)合已有的知識儲備進行快速地思考，并在思考的過程中能夠創(chuàng)造性地獲得具有價值性及新穎性的結(jié)論.創(chuàng)造性思維具有新穎性、發(fā)散性及獨特性的特點，它在物理實驗教學(xué)中主要能夠體現(xiàn)在學(xué)生通過觀察物理實驗現(xiàn)象在大腦中思考物理現(xiàn)象后，能夠提出具有創(chuàng)造性的看法及想法，并且能夠運用一定的手段及方法完成對問題的解決.

5.1 對教材實驗進行改進

教材中的實驗在學(xué)生學(xué)習(xí)中能夠起到重要的作用，它能夠?qū)⒔虒W(xué)中的重難點凸顯出來，有助于學(xué)生掌握與理解所學(xué)知識.但是由于有些物理實驗所呈現(xiàn)出的現(xiàn)象不明顯，因此可能會導(dǎo)致學(xué)生得出不正確的結(jié)論.此時就需要教師能夠引導(dǎo)學(xué)生進行思考，讓學(xué)生在思考后改進實驗.

例如 在“升華和凝華”實驗中，用酒精燈加熱碘錘后，會因為達到碘的熔點而觀看到碘的液態(tài)現(xiàn)象，針對這一實驗，教師可以引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合其中的原理完成對實驗的優(yōu)化改進.如使用低于碘熔點的90℃ 或100℃ 的熱水作為熱源后，再對其進行加熱就不會出現(xiàn)因為達到碘的熔點而出現(xiàn)液態(tài)碘的現(xiàn)象了.

5.2 對教材實驗進行創(chuàng)新

教師可以引導(dǎo)學(xué)生對教材中的實驗進行進一步創(chuàng)新拓展.例如，在開展“升華和凝華”實驗中，教師可以指引學(xué)生從實驗材料、實驗方法、實驗裝置等角度完成對實驗的創(chuàng)新.如學(xué)生提出可以改變實驗材料，用干冰代替碘伏完成實驗;也有學(xué)生提出，可以改變熱源的方式，避免由于熱源達到實驗材料的熔點而導(dǎo)致實驗材料出現(xiàn)熔化的情況.

總之，初中物理實驗教學(xué)中，教師需要將教材中一些現(xiàn)象不明、結(jié)論不清的物理實驗有效利用起來，引導(dǎo)學(xué)生提出自己的想法及觀點，從不同方面、不同角度、不同維度出發(fā)，對教材中的實驗進行積極改進與創(chuàng)新，在教學(xué)過程中為學(xué)生預(yù)留充足的思考問題的時間，讓學(xué)生針對問題提出自己的看法，并結(jié)合自己的猜想完成對實驗方案的優(yōu)化設(shè)計，使學(xué)生在這個過程中能夠獲得創(chuàng)造性思維.并且，在設(shè)計實驗方案的過程中，可以讓學(xué)生先利用量表評價并改進自己的實驗設(shè)計方案，接著引導(dǎo)學(xué)生運用生生互評及師生互評的方式進一步完善與修正自己的實驗方案，使得學(xué)生的創(chuàng)造性思維在評價、交流與改進的過程中得到進一步提升.

6 結(jié)語

總而言之，在開展初中物理實驗教學(xué)時，需要教師能夠?qū)⒒A(chǔ)知識教育與學(xué)生的思維發(fā)展培養(yǎng)相結(jié)合，使學(xué)生的思維得到激活，并借助物理學(xué)科中的實驗教學(xué)調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，引發(fā)學(xué)生完成對物理現(xiàn)象及物理問題的深度思考，進而幫助學(xué)生掌握物理學(xué)科中的一些抽象化概念及思維方式，使學(xué)生在不斷提升創(chuàng)新能力及質(zhì)疑意識的過程中獲得思維方面的發(fā)展.