王明珠 袁海泉

摘 要：初中物理教學(xué)實驗的選擇和安排中，教師往往關(guān)注單個實驗的選擇和改進的原則和措施，從課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)整體性考慮物理實驗安排的并不多，本文將從整體性角度來考慮初中物理課堂實驗的組織與編排.

關(guān)鍵詞：實驗；整體性教學(xué)；科學(xué)探究；學(xué)習(xí)興趣

作者簡介：王明珠（1994-），女，江蘇連云港人，研究生在讀，研究方向：中學(xué)物理教學(xué).

初中物理實驗種類繁多，每個知識點對應(yīng)的優(yōu)質(zhì)實驗多種多樣，容易造成教師在物理課堂實驗選擇過程中的偶然性和零散性，將整節(jié)課變成實驗的簡單拼接，這在一定程度上降低了優(yōu)質(zhì)實驗的效果，尤其是降低了課堂教學(xué)的結(jié)構(gòu)性.所以我們在選擇實驗的時候，第一個要義就要考慮從整體性的原則選擇課堂實驗.本文將從教學(xué)內(nèi)容、科學(xué)探究方法、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)三個角度提出建議.

一、以教學(xué)內(nèi)容為依據(jù)整體性選擇實驗

初中物理內(nèi)容具有一定的整體結(jié)構(gòu)，如果按照內(nèi)容展開的過程來安排實驗，就體現(xiàn)了整體性原理，實驗之間就具有了一定的聯(lián)系.下面以蘇科版八年級下冊物理第十章第三節(jié)“流體壓強與流速的關(guān)系”的教學(xué)為例，從教學(xué)內(nèi)容的編排角度，按照引入課題，講解原理和遷移運用三個環(huán)節(jié)將實驗合理排布在課堂結(jié)構(gòu)之中.

1.引入課題環(huán)節(jié)的實驗安排

教師常選擇一些生動、有趣、新奇并使學(xué)生感到意外的實驗來引入課題，這些實驗?zāi)軌蛴行У丶ぐl(fā)學(xué)生的求知欲望.

在本節(jié)課開始時，分別讓兩位學(xué)生做用漏斗吹乒乓球的實驗，把乒乓球放置于漏斗內(nèi)，一位朝上用力吹，一位朝下用力吹.實驗前先讓其他同學(xué)猜測實驗現(xiàn)象.

實驗現(xiàn)象與學(xué)生猜想會有很大差距，鼓勵不相信的同學(xué)可以再親自做一下，此時激起了學(xué)生強烈的好奇心和求知欲，從而引入新課“流體壓強與流速的關(guān)系”.引入階段的實驗不建議選取打開的電吹風(fēng)使乒乓球在空中懸浮實驗，原因在于該實驗涉及到乒乓球的旋轉(zhuǎn)解釋，增加了教學(xué)難度.本環(huán)節(jié)主要目的是引入，選取原理簡單，現(xiàn)象明顯的實驗即可.用與學(xué)生日常生活中的經(jīng)驗不同的實驗來引發(fā)認(rèn)知沖突，從而激發(fā)學(xué)生思考，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強他們對科學(xué)的熱愛.

2.講解原理環(huán)節(jié)的實驗安排

教師需要提供一定的素材，讓學(xué)生帶著問題去觀察實驗現(xiàn)象，分析思考其中的道理，進而幫助學(xué)生建立物理的相關(guān)概念，認(rèn)識物理規(guī)律.

本節(jié)課在原理講解部分選用了三個實驗，一是向兩張紙中吹氣，會發(fā)現(xiàn)兩張紙片相互靠近；二是兩只蠟燭點燃，間隔一定的距離，從中間用筆管吹，會觀察到兩支蠟燭的燭焰相互靠近；三是讓穿有大頭針的兩個泡沫塊漂浮在臉盆的水面上，用注射器向兩個泡沫塊中間噴水，會發(fā)現(xiàn)兩個泡沫塊相互靠近.由此可以得出結(jié)論：流體流速越大產(chǎn)生的壓強越小.

實驗一和實驗二證明了氣體流速與壓強的關(guān)系，實驗三說明了液體流速與壓強的關(guān)系，數(shù)量合理，且知識覆蓋較為全面.這三個實驗解釋了引入階段中學(xué)生對于吹乒乓球?qū)嶒炈a(chǎn)生現(xiàn)象的疑惑，讓學(xué)生對于流體流速與壓強的關(guān)系形成深刻又生動的印象.

3.遷移運用環(huán)節(jié)的實驗安排

由于教學(xué)設(shè)計的實驗部分是經(jīng)過教師提前選擇與設(shè)計，其不但可以促進學(xué)生對知識的有效學(xué)習(xí)，也能提升學(xué)生對物理知識的遷移與應(yīng)用能力.

在遷移運用的階段，先播放飛機起飛的視頻，引導(dǎo)學(xué)生猜想其中的原因；再觀察飛機機翼的截面形狀，用自制的機翼模型來做一個小實驗.兩位同學(xué)從兩邊拉平機翼模型前后端的細(xì)線，固定機翼模型，另一同學(xué)用嘴對著機翼前端細(xì)線位置用力水平吹氣，觀察到機翼向上翹起.最后用鼓風(fēng)機模擬飛機起飛實驗，讓學(xué)生近距離感受物理對生活和社會的巨大作用.

此階段所使用的實驗與生活密切相連，讓學(xué)生感覺學(xué)有所用，提升學(xué)生對于物理功能的認(rèn)知，將本節(jié)課的知識升華，在一定程度上也對學(xué)生的物理常識進行了補充.

三個階段的實驗各具特點，第一個階段實驗現(xiàn)象新奇，操作簡便；第二階段實驗理論性相對于第一階段有所增強，需要概括歸納；第三階段實驗與生活現(xiàn)象聯(lián)系緊密，起到了遷移運用的效果.

二、依據(jù)科學(xué)探究過程整體安排實驗

科學(xué)探究包含發(fā)現(xiàn)問題、猜想與假設(shè)、設(shè)計實驗、實驗操作、分析現(xiàn)象與實驗數(shù)據(jù)、得出結(jié)論、分享與討論等要素，我們按照探究的過程來安排實驗也構(gòu)成了一個很好的邏輯線索，這樣的實驗編排可以幫助教師營造出科學(xué)探究的情境，也有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力，增進學(xué)生對科學(xué)探究的過程和方法的理解.

下面以蘇科版八年級下冊物理第八章中“力的作用是相互的”教學(xué)為例，將課堂實驗活動用實驗探究的基本要素串聯(lián)起來，對應(yīng)在教學(xué)設(shè)計中則是提出問題，創(chuàng)設(shè)讓學(xué)生自由思考的教學(xué)情境，設(shè)計操作演示實驗，最后與學(xué)生共同分析，得出結(jié)論.通常一節(jié)課的實驗操作不止一個，如果是多個實驗，需要做好實驗之間的銜接，知識點的框架體系也需要給出.

1.情景聯(lián)想環(huán)節(jié)的實驗安排

創(chuàng)設(shè)問題情境，吸引學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)生質(zhì)疑，使其產(chǎn)生“發(fā)現(xiàn)”的愿望，是這一階段實驗教學(xué)的目標(biāo).情境的創(chuàng)設(shè)重在對學(xué)生疑問的激發(fā)，應(yīng)根據(jù)教材、結(jié)合學(xué)生實際情況以及生活中的相關(guān)物理現(xiàn)象，有目的地啟發(fā)、誘導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力，在觀察過程中提出問題的能力.

在本節(jié)課開始時，先播放拳擊運動員的視頻，讓學(xué)生對于課本上小明的觀點：“拳擊運動員主動出擊，對手被打倒，這說明只有對手才受到力的作用.”進行分析，并讓學(xué)生觀看溜冰者面對墻，用手推墻，人會向后滑行的視頻.找學(xué)生上臺演示拍籃球的場景，并分享感受.通過以上情景的創(chuàng)設(shè)，讓學(xué)生對于力的作用是相互的有一定的感知.

這一環(huán)節(jié)主要采用非常規(guī)實驗，讓學(xué)生對于課堂的內(nèi)容產(chǎn)生初步的認(rèn)知，進而培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力.

2.提出問題環(huán)節(jié)的實驗安排

對于問題的設(shè)計是實驗教學(xué)中的關(guān)鍵一環(huán)，教師應(yīng)正確把握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，然后提出對應(yīng)的可供思考的問題.問題的拋出，對學(xué)生的思路具有導(dǎo)向作用，使得實驗設(shè)計、現(xiàn)象觀察記錄的目的性更強.

本節(jié)課經(jīng)過上述的情境創(chuàng)設(shè)之后，可以提出以下問題：“兩個物體間力的作用有什么關(guān)系？”

3.實驗驗證環(huán)節(jié)的實驗安排

物理作為一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，在初中物理課堂教學(xué)中需重視學(xué)生基于事實證據(jù)的科學(xué)推理能力的培養(yǎng).讓學(xué)生通過設(shè)計并實施實驗或觀察教師演示實驗的過程，能夠抓住探究問題的關(guān)鍵.

例如，在驗證“力的作用是相互的”階段，選擇兩個小實驗，一是體驗手指壓鉛筆的感覺，這個實驗可以由教師指導(dǎo)學(xué)生完成，學(xué)生通過實驗得出正確的結(jié)論，增添了學(xué)生積極進行實驗的信心；二是站立在滑板車上的同學(xué)甲從背后推站立在滑板車上的同學(xué)乙，這個實驗同樣由學(xué)生完成.針對研究的問題，教師合理設(shè)計實驗，在操作環(huán)節(jié)讓學(xué)生親自進行，增加學(xué)生參與課堂活動的機會，體現(xiàn)學(xué)生的主體性.

4.得出結(jié)論環(huán)節(jié)的實驗安排

學(xué)生對于實驗現(xiàn)象的觀察以及對于探究問題的思考，加以自己的總結(jié)得出相關(guān)結(jié)論，鍛煉了學(xué)生歸納總結(jié)和反思的能力.

在本實驗環(huán)節(jié)，得出的實驗結(jié)論為：一個物體對另一物體施加力的作用，受力物體也一定會對施力物體施加力的作用，即發(fā)生在兩個物體間的作用是相互的.

一節(jié)課往往需要學(xué)習(xí)多個概念或規(guī)律，所以對于知識的串聯(lián)和銜接也是需要注意的，例如，本節(jié)課不僅僅需要找出“兩個物體間力的作用關(guān)系”，還需要解答“相互作用力是否也適用于彈力以外的其它力”的問題.因而需要創(chuàng)設(shè)情景，引出另外一個問題：以上的證據(jù)是僅發(fā)生在兩個物體間的彈力作用，其它性質(zhì)的力是否也符合同一規(guī)律.

在依據(jù)科學(xué)探究過程來整體安排實驗時，實驗主要集中在情景聯(lián)想環(huán)節(jié)和實驗驗證環(huán)節(jié)，前一環(huán)節(jié)的實驗與生活聯(lián)系密切，多為生活中常見卻少有反思的活動，如打籃球，用這一階段的小實驗引出問題，接著進行猜想與假設(shè)，從而順利進行后面的設(shè)計實驗與驗證環(huán)節(jié).實驗驗證環(huán)節(jié)應(yīng)選擇可以定量測量或觀測分析的實驗，這樣才能得出結(jié)論.兩個階段的實驗，前者為后者進行鋪墊，后者則對前者的現(xiàn)象進行證實和推廣，構(gòu)成了一個整體性的效果.

三、以學(xué)生興趣發(fā)展為依據(jù)整體安排實驗

學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)是學(xué)生對學(xué)科知識學(xué)習(xí)的源動力，這就使得教師需要從學(xué)習(xí)興趣培養(yǎng)的角度編排實驗.興趣由淺入深的發(fā)展規(guī)律包含有趣、樂趣和志趣三個階段.遵循興趣的發(fā)展規(guī)律可以讓學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不斷向?qū)W習(xí)動機發(fā)展.實驗安排從引起興趣、增強興趣和保持興趣的過程中形成一個實驗的有機整體，通過一系列的實驗使得學(xué)生達(dá)到所需要的興趣培養(yǎng)教學(xué)目標(biāo).

初中物理實驗具有形象真實、生動有趣的特點，能為學(xué)生在形成物理概念、得出物理規(guī)律前營造出生動的物理情景，從而激發(fā)學(xué)生的好奇心，提高他們的學(xué)習(xí)興趣.在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)以關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)為核心進行教學(xué)設(shè)計.下面將以蘇科版八年級下冊物理教材第九章中“氣體的壓強”一節(jié)為例，將教學(xué)設(shè)計分為引起興趣、增強興趣和保持興趣三個階段.

1.引起興趣環(huán)節(jié)的實驗安排

將物理實驗作為一節(jié)課的開頭，需要選擇現(xiàn)象新奇、明顯的實驗，以引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)求知的欲望，所以這一階段的實驗用魔術(shù)的形式來呈現(xiàn)，是一個很好的選擇.

在本節(jié)課開頭，通過塑料瓶中裝有氣球的實驗道具，先找班上力氣較大的一名學(xué)生上臺嘗試把瓶中的氣球吹大，會發(fā)現(xiàn)學(xué)生可以輕而易舉地把空氣中的氣球吹大，但用盡力氣都沒辦法把瓶中一樣的氣球吹大.接著，教師進行演示，輕而易舉地把塑料瓶中的氣球吹大；停止吹氣時，在沒有給進氣口密封的情況下，被吹大的氣球不向外放氣并保持體積不變；當(dāng)教師下令放氣時，被吹大的氣球立即向外放氣，體積變小.

這一階段的學(xué)生興趣主要為有趣，重在感知物理事實，觀察實驗現(xiàn)象.實驗以“小魔術(shù)”的形式呈現(xiàn)，現(xiàn)象驚奇，讓學(xué)生對于本節(jié)課的研究課題“大氣壓強”產(chǎn)生探究學(xué)習(xí)的欲望，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)課知識的興趣，同時也增加了學(xué)生參與課堂活動的機會.

2.增強興趣環(huán)節(jié)的實驗安排

學(xué)生對自己實驗和演示實驗比聽教師講課更感興趣，教師應(yīng)充分利用這一點，給學(xué)生創(chuàng)造更多動手實踐的機會，使他們在操作過程中體驗快樂，在實踐過程中自主學(xué)習(xí).

本節(jié)課在主體部分用兩個實驗來進一步感受和測量大氣壓.一是通過體驗拉吸盤，用兩個有塑料掛鉤的吸盤模擬馬德堡半球?qū)嶒?，排除兩個吸盤中的空氣，讓兩個學(xué)生向兩端拉開吸盤，體驗大氣壓強的存在和大?。欢侵笇?dǎo)學(xué)生利用“帶有塑料掛鉤的吸盤”“玻璃板”“彈簧秤”等工具，設(shè)計實驗估測大氣壓強的大小.給學(xué)生創(chuàng)設(shè)手腦并用的學(xué)習(xí)環(huán)境，促使學(xué)生深入理解大氣壓強.

這一階段的實驗對引起興趣環(huán)節(jié)的實驗進行了解釋和補充，可以增強學(xué)生的興趣，使興趣從隨生隨滅的有趣向基本定向的樂趣轉(zhuǎn)化.其對學(xué)生的動手能力、分析現(xiàn)象以及總結(jié)與反思的能力都有一定的要求，與之前部分實驗也存在遞進關(guān)系.

3.保持興趣環(huán)節(jié)的實驗安排

物理學(xué)中的實驗不僅僅局限于教材中的學(xué)生實驗、演示實驗、探究實驗，還有若干課外實驗等待挖掘.教師可以根據(jù)教材的需要和學(xué)生的具體情況，讓學(xué)生自己動手做實驗，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和解決實際問題的能力.

本節(jié)課最后指導(dǎo)學(xué)生用礦泉水瓶、透明膠帶等材料自制抽水機并完成抽水操作.在礦泉水瓶瓶蓋上開一個小洞，內(nèi)粘一塊透明膠，當(dāng)作下閥門；在瓶身部分開一個小洞，外粘一塊透明膠，當(dāng)作上閥門.捏扁瓶子后松手，在瓶子的彈力作用下，瓶子要恢復(fù)原狀，這樣瓶子里面壓強小，外面大氣壓強大，使瓶蓋處進水的下閥門打開，水進入瓶子，同時關(guān)閉瓶身的上閥門.而捏扁瓶子時，瓶內(nèi)壓強大于外界的大氣壓強，使瓶蓋處的下閥門關(guān)閉，瓶身處的上閥門打開.這樣水就從上閥門流出，達(dá)到抽水的效果.

利用這些有趣的小實驗引導(dǎo)學(xué)生探究并應(yīng)用物理知識，使學(xué)生在動手做的過程中體驗物理學(xué)習(xí)的快樂.通過這一系列的實驗，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，一定程度上使學(xué)生的志趣得到增強.

引起興趣階段，對于實驗的操作要求較低，但在現(xiàn)象上要直觀明顯，從聲、光等方面引起學(xué)生的注意和興趣，激發(fā)認(rèn)知沖突，引發(fā)學(xué)生的猜想；保持興趣階段，以問題為導(dǎo)向，讓學(xué)生在現(xiàn)有的器材條件下設(shè)計相關(guān)實驗進行探究，進而解決心中疑惑，所以這一階段實驗的理論性要高于前一階段；保持興趣階段，實驗多以知識為理論基礎(chǔ)，選用生活中的材料作為實驗器材，學(xué)生可以盡可能發(fā)揮自己的創(chuàng)新能力，成果的展示過程還可以增強學(xué)生在學(xué)習(xí)方面的自我效能感.三個階段的實驗從課內(nèi)到課外，對學(xué)生的動手能力要求也在不斷上升，對于學(xué)生的自主性發(fā)揮也逐層遞進，體現(xiàn)著物理教學(xué)實驗編排的整體性.

初中物理課堂實驗的整體性選擇對于整合課堂實驗教學(xué)具有重要的意義，也讓學(xué)生對知識探究的過程形成整體性的框架.本文從教學(xué)內(nèi)容、科學(xué)探究方法和學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣培養(yǎng)三個角度對實驗整體性選擇進行討論，讓初中物理教師在進行教學(xué)設(shè)計時，對于實驗選擇的考慮，不僅僅局限于個體實驗設(shè)計，更著眼于整體統(tǒng)籌，給廣大的一線物理教師提供了方法上的指導(dǎo).

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