基于促進(jìn)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索

王新華

(江蘇省灌南縣初級(jí)中學(xué),江蘇 灌南 222500)

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有趣味性、科學(xué)性以及實(shí)用性等特點(diǎn),能夠激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)學(xué)生參與物理知識(shí)的思考、物理現(xiàn)象的探索.新課改倡導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)參與、樂于探究,培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力.物理教學(xué)的改革重視學(xué)生經(jīng)歷物理認(rèn)知過程,倡導(dǎo)多樣化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,促進(jìn)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,促使學(xué)生全面發(fā)展,教師需對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)給予充分關(guān)注,提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平.

1 初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

1.1 實(shí)驗(yàn)條件問題

實(shí)驗(yàn)條件問題,主要是指實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)儀器的數(shù)量、質(zhì)量問題.為了適應(yīng)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求,中學(xué)普遍設(shè)置了專門的實(shí)驗(yàn)教室,大多數(shù)的物理實(shí)驗(yàn),需要在實(shí)驗(yàn)教室中應(yīng)用實(shí)驗(yàn)器材完成.因此,教師會(huì)安排學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)教室參與實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí).然而,受到經(jīng)費(fèi)、管理等因素的影響,部分實(shí)驗(yàn)室中存在著器材質(zhì)量不佳、數(shù)量不足等問題,如物理實(shí)驗(yàn)中的消耗性實(shí)驗(yàn)材料未能得到及時(shí)補(bǔ)充,后續(xù)的實(shí)驗(yàn)課程就會(huì)受到影響.

1.2 學(xué)生問題

學(xué)生的問題主要包括兩個(gè)方面.其一,部分學(xué)生對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)課程缺乏興趣.這類學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課堂中表現(xiàn)出態(tài)度不積極、不能嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)要求完成物理實(shí)驗(yàn)等問題,如果這類學(xué)生的數(shù)量較多,物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的氛圍就會(huì)受到影響.其二,實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)地點(diǎn)、學(xué)習(xí)模式等與日常的物理課堂有著顯著差異,學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后容易出現(xiàn)注意力不集中、不能遵循課堂秩序要求等問題.

1.3 教師問題

教師的問題主要存在于教學(xué)觀念與教學(xué)行為兩個(gè)方面.目前,仍舊有部分物理教師存在“重理論輕實(shí)驗(yàn)”的觀念,對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)投入不足,實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教研水平有待提升.例如,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師并未對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)參與過程進(jìn)行詳細(xì)記錄,也未能定期進(jìn)行教學(xué)總結(jié)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn),而是長(zhǎng)期采取同一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,這就會(huì)影響到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)行為中,某些教師存在著過度引導(dǎo)的問題,這會(huì)影響學(xué)生的自主思考與自主實(shí)踐參與.

2 初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的意義

在物理學(xué)科的發(fā)展過程中,物理實(shí)驗(yàn)與物理學(xué)理論的發(fā)展具有同步性,物理實(shí)驗(yàn)為物理學(xué)理論提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ),是物理研究的基本方法,也是推動(dòng)物理學(xué)理論發(fā)展的重要?jiǎng)恿?受到傳統(tǒng)教學(xué)觀念、應(yīng)試、物質(zhì)條件等因素的影響,長(zhǎng)期以來初中物理教學(xué)中存在重視理論教學(xué),對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)關(guān)注不足的問題[1].物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革,能夠促進(jìn)教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)觀念、行為的轉(zhuǎn)變,推動(dòng)初中物理教學(xué)綜合水平的提升.另外,當(dāng)前的物理學(xué)科核心素養(yǎng)中,關(guān)注物理觀念、科學(xué)探究、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)維度,物理實(shí)驗(yàn)課程更新與改革符合各素養(yǎng)的要求,能夠促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的提升.

3 促進(jìn)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的策略

3.1 充分融合現(xiàn)代教育技術(shù)

實(shí)現(xiàn)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和信息技術(shù)有效整合,不僅是新課改的要求,更是物理教師一直在思考和探究的課題.初中物理教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不但可以通過信息技術(shù)誘導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)問題,還可以利用信息技術(shù)直接模擬物理實(shí)驗(yàn),增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的可操作性.因此,現(xiàn)代信息教育技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)的融合,既能夠適應(yīng)教師講解實(shí)驗(yàn)的需求,也可以適應(yīng)學(xué)生的實(shí)踐需求[2].

第一,教師可以借助于信息技術(shù),呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的問題與問題的情境,引導(dǎo)學(xué)生參與到問題的思考中.例如,在聲音相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)中,教師需要引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究聲音產(chǎn)生、傳播的具體條件.在正式實(shí)驗(yàn)開始前,可借助于多媒體設(shè)備展示不同類型的聲音,要求學(xué)生結(jié)合聲音的情境,推測(cè)聲音是如何發(fā)出與傳播的.具體的情境設(shè)置如下,在展示自然界聲音時(shí),教師可以借助于多媒體播放自然紀(jì)錄片中蟋蟀鳴叫的聲音與畫面,要求學(xué)生觀察蟋蟀在鳴叫時(shí)的身體狀態(tài).通過多媒體展示,學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)蟋蟀在鳴叫時(shí)翅膀振動(dòng)與聲音的發(fā)出具有同步性,一旦蟋蟀停止振動(dòng)翅膀,鳴叫聲音也會(huì)停止.據(jù)此,某學(xué)生推測(cè),蟋蟀聲音的發(fā)出與其翅膀的振動(dòng)有關(guān).在案例的觀察中教師需向?qū)W生說明孤證不立的原則,并繼續(xù)展示青蛙鳴叫的畫面,引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)進(jìn)行猜想、探討.

第二,在現(xiàn)有的技術(shù)水平下,部分物理實(shí)驗(yàn)可以通過虛擬實(shí)驗(yàn)的模式完成.例如,在實(shí)驗(yàn)器材不易得、實(shí)驗(yàn)具有危險(xiǎn)性、實(shí)驗(yàn)難度較高等情況下,教師可以引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用信息學(xué)習(xí)設(shè)備完成虛擬的物理實(shí)驗(yàn).與現(xiàn)實(shí)中的實(shí)驗(yàn)相比,虛擬實(shí)驗(yàn)的操作較為便利,應(yīng)用時(shí)間短且安全性具有保障.例如,在電學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)中,觸電實(shí)驗(yàn)就具有較高的危險(xiǎn)性,教師可選擇物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件展示觸電實(shí)驗(yàn),并引導(dǎo)學(xué)生在教師的指導(dǎo)下完成虛擬實(shí)驗(yàn),教師需說明真實(shí)實(shí)驗(yàn)狀態(tài)下的危險(xiǎn)性,嚴(yán)禁學(xué)生根據(jù)虛擬實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)自行參與真實(shí)實(shí)驗(yàn).

3.2 調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)的引導(dǎo)模式

在傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)演示會(huì)限制學(xué)生的實(shí)驗(yàn)參與主動(dòng)性,演示過程是由教師完成的,學(xué)生不能實(shí)際動(dòng)手參與其中,僅僅通過觀看獲得的信息比較有限.為此,教師可將實(shí)驗(yàn)演示轉(zhuǎn)化為分組實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生在小組中參與實(shí)驗(yàn)觀察的過程,并進(jìn)行動(dòng)手實(shí)驗(yàn)[3].首先,教師需結(jié)合學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、物理學(xué)習(xí)水平等,對(duì)學(xué)生進(jìn)行適度的分層,并將不同層次的學(xué)生劃分入物理小組中,每個(gè)小組需由一名實(shí)驗(yàn)?zāi)芰^為出色的學(xué)生擔(dān)任小組長(zhǎng),由組長(zhǎng)負(fù)責(zé)分配實(shí)驗(yàn)任務(wù),引導(dǎo)組員完成實(shí)驗(yàn),并記錄實(shí)驗(yàn)的過程與結(jié)果.其次,小組成員需要自行完成實(shí)驗(yàn)的過程.學(xué)生可通過不斷模擬操作,了解實(shí)驗(yàn)操作的各類規(guī)范要求,提升實(shí)驗(yàn)的能力,并逐一完成實(shí)踐.事實(shí)上,這種方式是對(duì)課堂實(shí)驗(yàn)演示模式的一種合理變形,學(xué)習(xí)小組的規(guī)模相對(duì)較小,且小組中學(xué)生之間的身份更為平等,組員之間可以自由探討,共同確定實(shí)驗(yàn)的具體操作方案,并由實(shí)驗(yàn)?zāi)芰^為出色的組長(zhǎng)進(jìn)行初步的操作.組長(zhǎng)的初步操作,就是學(xué)生間的自主演示過程,學(xué)生可以更為清晰地觀摩到實(shí)驗(yàn)演示的過程,也能夠充分參與實(shí)驗(yàn)的前期思考.最后,各小組的實(shí)驗(yàn)過程與實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能存在一定差異,教師可以要求不同小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示,通過對(duì)比的方式向?qū)W生展示實(shí)驗(yàn)中可能存在的問題.

3.3 鼓勵(lì)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新

研究實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新,能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與動(dòng)手能力.考慮到初中學(xué)生的物理知識(shí)水平較為有限,教師可通過師生共創(chuàng)的方式,鼓勵(lì)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新.

第一,課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新.物理課程的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)受到課程教學(xué)內(nèi)容的限制,實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)的形式多年來變化較為有限.就蘇教版的物理實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置來看,當(dāng)前探究性實(shí)驗(yàn)的數(shù)量有所增加.然而,實(shí)驗(yàn)的具體模式仍舊較為固定,學(xué)生很少參與到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)調(diào)整等方面的創(chuàng)新探究.為此,教師可以引導(dǎo)學(xué)生就較為簡(jiǎn)單的物理問題,借助于可用的各類器材,設(shè)計(jì)物理小實(shí)驗(yàn).在這類小實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生可以自由地選擇實(shí)驗(yàn)器材,也可以根據(jù)自己的疑問設(shè)置具體的實(shí)驗(yàn)問題,這均屬于實(shí)驗(yàn)中的創(chuàng)新行為.例如,在浮力相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)中,某些學(xué)生堅(jiān)持認(rèn)為處于漂浮狀態(tài)的木塊與處于沉底狀態(tài)的鐵塊,其所受的浮力不同,木塊受到的浮力更大.為此,教師可以為學(xué)生提供彈簧測(cè)力計(jì),要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn).

第二,課外實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新.物理課內(nèi)的實(shí)驗(yàn)受到課程知識(shí)內(nèi)容限制,可應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)器材較為有限.在課外實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生可以根據(jù)發(fā)散性思維提出物理問題,并應(yīng)用生活物品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn).教師需要向?qū)W生強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)安全、科學(xué)的原則,為保證實(shí)驗(yàn)的安全學(xué)生不得應(yīng)用危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)器材,為保障實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性,需通過重復(fù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)過程的可復(fù)制性[4].例如,在力學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)中,“筷子提米”的生活化實(shí)驗(yàn),就可以作為課外實(shí)驗(yàn).在玻璃杯內(nèi)裝入半杯大米,用筷子豎直插入米中將米壓緊,并加入少量水,靜待數(shù)分鐘后提起筷子,玻璃杯會(huì)同時(shí)被提起.可將該實(shí)驗(yàn)作為樣本,要求學(xué)生設(shè)計(jì)類似的實(shí)驗(yàn),繼續(xù)驗(yàn)證力學(xué)的理論知識(shí).

3.4 拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能

首先,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中需重視實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡脑O(shè)置,實(shí)驗(yàn)可用于驗(yàn)證、探究或者提供問題.教師需要結(jié)合實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的目的,在此之前,需通過舉例說明的方式,講述不同類型實(shí)驗(yàn)的目的.在明確的實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊龑?dǎo)下,學(xué)生能夠更為集中地關(guān)注實(shí)驗(yàn)中與實(shí)驗(yàn)?zāi)康年P(guān)系更為密切的部分.例如,在以驗(yàn)證為目的的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是最為關(guān)鍵的,學(xué)生會(huì)注意把握實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,以確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性.其次,為了適應(yīng)學(xué)生思考認(rèn)知的過程,教師可以將實(shí)驗(yàn)的目的進(jìn)行更改,如可將驗(yàn)證目的的實(shí)驗(yàn)更改為探究實(shí)驗(yàn),這就可以幫助學(xué)生更多地關(guān)注實(shí)驗(yàn)過程,做好過程的記錄.再次,教師還需引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主性的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)總結(jié).以往的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)總結(jié)以填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告與教師評(píng)價(jià)為主,學(xué)生按照規(guī)定的實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容完成填寫,并提交給教師由教師進(jìn)行評(píng)價(jià).學(xué)生實(shí)驗(yàn)參與的感受,在實(shí)驗(yàn)中的發(fā)散性思考并不能體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告當(dāng)中,這意味著部分學(xué)習(xí)的成果未能得到關(guān)注.為此,可通過附加信息等方式,在實(shí)驗(yàn)報(bào)告周圍增加自己的實(shí)驗(yàn)參與感受、提出與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的各類問題,教師評(píng)價(jià)時(shí),需將這類信息納入評(píng)價(jià)考核范圍[5].

總之,在初中階段的物理教學(xué)中,教師需結(jié)合現(xiàn)狀對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革.首先,需借助技術(shù)手段促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革,通過融合現(xiàn)代教育技術(shù)可以豐富實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐方式,為學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)問題提供情境與空間;其次,需重視學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位,調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)的引導(dǎo)模式,由教師演示轉(zhuǎn)化為學(xué)生的小組合作實(shí)驗(yàn);再次,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師還需結(jié)合不同的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景,鼓勵(lì)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新,可分別參與課內(nèi)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新與課外實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新;最后,需拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能,關(guān)注實(shí)驗(yàn)參與對(duì)學(xué)生思考的促進(jìn)作用.