初中物理實驗教學的實踐與思考

文/袁國平

引 言

物理以萬物的運動規(guī)律和物質的微觀結構為主要研究對象，包括以觀察總結為主的抽象理論探索和以實驗為主的理論真實性驗證。可以說，缺乏實驗參與的物理探索，無異于閉門造車。在初中物理教學中適當穿插實驗教學，既符合物理學科的基本特點，又是提升物理教學效果的必要手段。要想遵循從理念到行動的認知軌跡，教師就要充分發(fā)揮實驗教學的優(yōu)勢，對實驗教學的意義建立正確的認識。

一、實驗教學在初中物理教學中的意義

（一）有助于提升初中生對物理學科的興趣

在我國，大多數(shù)學生對物理學科的接觸和學習，是從初中物理開始的。因此，初中物理教學工作不僅要幫助學生認識、掌握以及運用基礎的物理知識，還承載著初中生物理啟蒙的重要使命。針對初中生群體的物理教學活動，需準確把握知識性和趣味性的平衡點，在保護學生學習積極性的同時，完成對初中物理知識，以及物理學整體框架的教育普及工作。在物理教學中，教師應將抽象的物理知識具體化、形象化，在充分激發(fā)學生求知欲的基礎上，提升物理教學的效率。初中物理實驗教學所采用的方法較生動、直觀。通過物理實驗教學，學生對學習物理的興趣和熱情能夠得到充分激發(fā)，并對概念性的物理知識產生直觀的認識，從而更好地理解聲、光、電等物理現(xiàn)象。物理實驗教學的趣味性能夠使學生對物理實驗的興趣上升為對物理學科的喜愛，幫助學生更好地發(fā)現(xiàn)、感受物理的魅力。

（二）有助于培養(yǎng)初中生的物理綜合素養(yǎng)

初中物理實驗教學能夠通過對物理現(xiàn)象、知識的具象化，提升學生的動手能力及發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。特別是在物理實驗教學過程中，學生借由知識接受者向實驗操作者的身份轉變，一舉實現(xiàn)了對學習主動權的把握。在實驗過程中，初中生與生俱來的探索、鉆研精神被充分調動，大大提高了學習效率和物理綜合素養(yǎng)。例如，在教學人教版物理八年級（上冊）第五章“透鏡及其應用”的“眼睛和眼鏡”時，教師可以通過引導，讓學生對生活中戴眼鏡的人進行觀察，并得出觀察結果：同樣是配戴眼鏡的人，有些人看近處時不需要眼鏡，看遠處時需要戴上眼鏡；有些人看遠處時不需要眼鏡，看近處時則需要戴上眼鏡。由此引導學生對造成遠視、近視的原因以及各自的矯正方式等問題產生探索的興趣，并通過實驗教學和實踐引導，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、運用物理知識發(fā)現(xiàn)和解決生活中問題的能力。

（三）有助于提升初中生的創(chuàng)新意識

物理實驗教學的益處不僅在于激發(fā)學生的物理學習興趣，提升物理教學的成效，還在于對學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。初中物理實驗教學通常以小組為單位進行，在這一過程中，學生的組織能力、團隊合作能力能夠得到充分鍛煉。而通過獨立的實驗操作，學生的思考能力和創(chuàng)新思維也可以得到系統(tǒng)的提升[1]。例如，在講解人教版物理八年級（下冊）第十章“浮力”的“阿基米德原理”時，教師可以引導學生思考：“為什么潛水艇能在水下行駛，輪船能在海面航行，魚兒能在水里游來游去？”帶著這些問題，請學生親自動手實驗：用彈簧秤稱出同一物體處于水中不同深度時的重量，并引出相應的物理現(xiàn)象和物理公式。在完成實驗教學的同時，教師可以引導學生將物理課堂上所學的知識延伸到實際生活中，請學生用物理知識講一講，在生活中人們是如何利用浮力的，在未來浮力有可能被應用于哪些領域，通過這樣的方式培養(yǎng)學生的發(fā)散思維和創(chuàng)新意識。

二、當前初中物理實驗教學中的問題

（一）學生主體地位有待提升

從整體角度分析，初中物理實驗教學在提升初中生物理學習興趣、提高初中生物理學習效率方面具有深遠意義。然而，初中物理實驗教學在實踐過程中仍然存在諸多問題。其中，學生的課堂主體地位沒有得到充分重視的情況，已經成為初中物理教學效率較低的重要原因。在物理實驗過程中，教師應發(fā)揮積極的引導和輔助作用，使學生作為實驗教學活動的主體，踴躍參與物理實驗的整個實踐過程，幫助學生充分發(fā)揮主觀能動性和創(chuàng)造力[2]。但是，目前大部分初中物理實驗教學活動的開展并未達到上述要求，一些初中物理教師在實驗教學過程中，往往習慣性沿用以往的教學模式，忽視了提升學生主體地位的重要性。例如，在講解人教版物理八年級（上冊）第三章“物態(tài)變化”的“升華和凝華”時，教師多以口頭講述的形式講解升華和凝華以及相關的原理、現(xiàn)象。在實驗中，教師負責演示，學生則只能從旁觀看或盲目進行模仿。在這樣的實驗教學活動中，學生并沒有成為參與實驗的主體，只是作為旁觀者，對教師的實驗步驟進行機械地重復，很難真正掌握升華與凝華的定義和物態(tài)變化的條件。

（二）缺少獨立思考與交流環(huán)節(jié)

初中物理實驗教學的宗旨是通過具體、生動、可視的實驗步驟，將物理現(xiàn)象及其原理展現(xiàn)在初中生面前，提升初中生對物理知識的理解能力及實際應用能力。然而，現(xiàn)階段的初中物理實驗教學普遍缺乏學生的獨立思考與交流環(huán)節(jié)，一些初中物理教師沒有注重培養(yǎng)學生的獨立思考能力，在實驗教學過程中也沒有為學生預留提問和交流的時間，導致學生對一些重點、難點問題的理解不透徹，不利于學生獨立思維培養(yǎng)和創(chuàng)新意識的提升。例如，在講解人教版物理九年級（全一冊）第十八章“電功率”的“測量小燈泡的電功率”時，一些物理教師能夠通過實驗向學生展示如何利用滑動變阻器測量小燈泡的實際功率，也安排了學生動手操作的實驗環(huán)節(jié)，卻沒有設置學生獨立思考、提出問題的環(huán)節(jié)，導致學生無法真正掌握數(shù)據(jù)采集器、電流傳感器及滑動變阻器等實驗器材的使用方法，無法滿足教學目標的要求。此外，教師沒有對師生之間、學生之間的交流給予重視，導致一些學生對物理現(xiàn)象和實驗過程的疑問沒有得到實質性的解決。更有甚者，部分教師壓縮實驗教學環(huán)節(jié)，通過要求學生背誦實驗步驟的方式，達到提升學生“實驗能力”的目的。類似的實驗教學方式放大了初中物理的抽象程度和學習難度，使學生難以掌握具體的實驗步驟與實驗數(shù)據(jù)之間的因果聯(lián)系，長此以往，不利于學生學習效率和思考能力的提升。

（三）實驗教學手段單一

物理是一門兼具理論性和實踐性的學科，教學手段的多樣化及教輔工具的使用，可以幫助學生更直觀地理解理論知識、掌握實驗過程[3]。此外，物理實驗教學手段的升級，能夠幫助教師以更有效的方式解決實驗教學中的各類問題，達到節(jié)約教學時間、提升教學效率的目的。近年來，越來越多的教輔工具開始出現(xiàn)在初中物理教學活動中。然而，部分初中物理教師在開展實驗教學的過程中仍舊采取傳統(tǒng)的教學手段，對新型教學輔助工具的應用并不積極。例如，在人教版物理八年級（下冊）第九章“壓強”的“大氣壓強”實驗教學中，教師雖然能夠通過演示托里拆利實驗，向學生講解大氣壓產生的原因，并引導學生計算大氣壓的數(shù)值。但在對影響大氣壓的因素進行分析時，往往由于教學手段的單一和固化，無法使學生對天氣、高度等因素給大氣壓帶來的影響產生直觀的理解，降低了實驗教學的效果。

三、提升實驗教學效率的策略

（一）在教學中強化學生的主體地位

按照新課程改革的精神，中小學教育教學活動應通過教學方式的多樣化創(chuàng)新，進一步凸顯學生的主體地位。物理作為一門以解釋宇宙運動現(xiàn)象為主旨的抽象型學科，更應當以彰顯學生主體性作為提升教學效率的核心思路[4]。在初中物理實驗教學中強化學生的主體地位，教師應做到如下幾點。

首先，在實驗教學的前期規(guī)劃環(huán)節(jié)，教師需要對各章節(jié)實驗內容的難易程度進行較清晰的整體把握。對于其中步驟較少，思考難度不高的實驗，教師可交由學生自主完成實驗設計、實驗執(zhí)行以及實驗結果的記錄等。這可以在鍛煉學生實驗能力、實驗技巧的同時，使學生充分認識到物理學習中自主探索的重要性。對于存在一定難度的物理實驗，教師可通過組建實驗小組的方式，按照不同層次的學生對物理知識的掌握情況合理分配物理實驗小組，通過以一帶多的形式，盡量讓每個學生都參與物理實驗的操作。而對于存在相當難度的物理實驗，教師可通過與學生共同完成實驗或邊演示邊講解的方式，引導學生更直觀地理解物理實驗在物理學習中的獨特作用。值得注意的是，無論交由學生完全自主實驗，還是教師與學生共同參與的實驗學習活動，教師都要對其中包含的知識點，特別是特定實驗細節(jié)的設計緣由，講清講透。

以人教版物理八年級（上冊）第一章“機械運動”的“測量平均速度”為例，該章節(jié)知識點與日常生活聯(lián)系較緊密，所涉及的公式也比較簡單，對此，教師就可以將實驗設計、實驗操作和記錄交由學生小組自主完成。但關于斜面坡度的設計，實驗數(shù)據(jù)采集與物體運動的同步性，教師應從一開始就為學生講明，避免錯誤的實驗方法和理念誤導學生對物理知識的理解。

（二）注重實驗過程的交互與反饋

在實驗過程中，不可避免地會產生許多課本講解中難以發(fā)覺的問題，針對這些問題的探討和講解，對學生深入理解物理知識有重要作用。能在物理實驗中發(fā)現(xiàn)新問題、新狀況，恰恰說明學生在進行實驗操作的同時保持了思考，對相關知識點的認識上升到了一定的新高度。初中物理教師要善于發(fā)現(xiàn)學生在實驗過程中及時捕捉的有價值、有典型性的問題，并有針對性地講解，加深學生對核心物理知識的掌握。例如，在進行人教版物理八年級（上冊）第四章“光現(xiàn)象”中“光的色散”相關實驗時，白色亮光穿透三棱鏡，呈現(xiàn)出多種色彩，學生往往會產生兩種疑問：“不同的色彩為何能疊加存在于同一束亮光中？多重色彩是以怎樣的形式構成光的？”這兩個問題都涉及光的本質。此時，教師可以結合章節(jié)中的知識點進行引申式講解：常態(tài)下的陽光以波的形式存在，不同波長的光因三棱鏡折射率的不同，才會被分離為不同視覺色彩的光芒。

（三）善于運用多媒體教學工具

一些內容高度抽象的初中物理章節(jié)，難以通過簡單的物理實驗達到直觀的教學效果。此時，教師可以借助多媒體演示實驗的方式，進一步強化實驗的呈現(xiàn)方式，幫助學生加深對所學知識的了解。例如，在講解人教版物理九年級（全一冊）第二十二章“能源與可持續(xù)發(fā)展”的“核能”時，教師首先可通過多媒體播放關于20 世紀初期西方國家攻關核裂變技術難題時進行種種嘗試的紀錄片片段，引起學生對核能的濃厚興趣。在深入講解核能的能源價值時，教師還可通過多媒體的微觀粒子影像，演示核聚變、核裂變的不同變化，使學生進一步了解核能取之不盡用之不竭的深層次原因。由此可見，教師要想充分挖掘多媒體工具的教學價值，需做到三點：首先，熟練掌握甚至創(chuàng)新物理教學技巧，以淺顯易懂的方法將復雜抽象的物理知識及相關定律呈現(xiàn)在學生面前；其次，透徹了解多媒體教學工具的特點優(yōu)勢和使用方法，認識到多媒體工具不應成為教材知識的“影像復現(xiàn)”，而應對教材知識進行由整到零的呈現(xiàn)與分析；最后，充分運用多媒體，提升對教學節(jié)奏的把控能力。多媒體教學的主要優(yōu)勢在于顯著提升物理教學的趣味性，但過度的趣味性會分散學生對專業(yè)知識的注意力。無論知識背景的多媒體導入，還是對物理難點的多媒體演示，教師都要實時把控課堂秩序，引導學生思維活動的方向，始終圍繞教材知識體系展開教學。

結 語

綜上所述，實驗驗證是物理研究的必要環(huán)節(jié)，而在初中物理教學中，實驗教學也是關乎教學實效的重要組成部分。新形勢下，初中物理教師需要及時擺脫應試教育的僵化教學模式，正視實驗教學在初中物理學習中的地位，以多樣的教學方式引導學生建立實驗思維、掌握實驗方法，進而實現(xiàn)物理學科核心素養(yǎng)的全面提升。