(新疆生產(chǎn)建設兵團第一師阿拉爾中學,新疆 阿拉爾 843300)
物理作為一門實驗性基礎學科,物理實驗教學是必不可少的教學部分,通過設計物理實驗,引導學生探究物理知識,深化對物理知識的理解,培養(yǎng)學生物理實驗探究精神,故此筆者構建初中物理實驗探究教學模式。筆者結合物理教學實踐,構建初中物理實驗探究教學模式,旨在強調(diào)物理科學探究,強調(diào)物理知識學習的探究過程,促使學生從“被動學”轉(zhuǎn)向“主動究”,培養(yǎng)學生科學精神、創(chuàng)新意識及科學探究能力。初中物理實驗探究教學從激發(fā)質(zhì)疑、猜想假設、實驗事實、結論反思四方面入手,輔以人教版初中物理“杠桿平衡條件”探究實驗,真正踐行初中物理實驗探究教學模式。
物理實驗探究核心和載體就是問題,一切活動均以問題為中心,這就需要在物理實驗探究教學中,教師要以問題為出發(fā)點,為學生設置實驗探究起點。激勵理論認為,每個人在一定條件下,都具有釋放發(fā)現(xiàn)、學習知識的愿望和潛能的欲望。所以,在初中物理實驗探究教學中,教師要基于學生興趣和需求,創(chuàng)設實驗探究教學情境,激發(fā)學生探尋問題和質(zhì)疑學習意識,喚醒學生實驗探究學習興趣。
如,我在《杠桿的平衡條件》實驗教學中,首先引導學生復習杠桿五要素(支點、阻力、動力、阻力臂、動力臂),作為實驗教學的復習引入,進而引出物體平衡狀態(tài)、杠桿平衡狀態(tài),復習物體平衡條件。然后,我應用PPT 創(chuàng)設小孩玩蹺蹺板的杠桿情境,如圖1 所示,給學生提出問題:杠桿平衡條件為什么?和哪些因素有關?我以簡單的問題,啟發(fā)學生進行積極思考,讓學生能夠帶著質(zhì)疑、問題學習知識,開始新實驗。
猜想假設是物理學習有效方法,在實驗探究教學中,教師要引導學生將質(zhì)疑問題和已學知識聯(lián)系思考,對已知物理現(xiàn)象展開大膽猜想和假設,進而制定物理實驗探究計劃。在物理實驗探究教學中,教師應倡導學生勇于猜想和假設,是科學探究學習的要求和內(nèi)容,教師還需要引導學生思考猜想和假設的理由支撐,做到物理學習有理有據(jù)。
如,我在《杠桿的平衡條件》實驗教學中,引導學生進行大膽猜想,注重學生的探究敘述,從學生的整體敘述看,學生猜想大體較為模糊,我引導學生多次敘述后,和學生一起整理猜想思路,經(jīng)過歸納后,得知學生猜想大體有三個:第一,杠桿平衡和受力大小有關;第二,杠桿平衡和力臂大小有關。最后,我通過動態(tài)演示實驗,形成實驗假說。即,杠桿平衡和力的大小、力的方向、力臂大小有關。
為了以物理實驗得出和驗證杠桿平衡條件,教師需要向?qū)W生提供必要的物理實驗條件,并鼓勵學生查閱資料,結合實驗猜想和假設,自己設計物理實驗計劃和方案,并自己動手進行實驗探究。教師還要求學生在實驗探究過程中,將實驗數(shù)據(jù)、實驗現(xiàn)象、實驗過程認真記錄,在總結梳理后得出自己的實驗結論。
如,我在《杠桿的平衡條件》實驗教學中,課前為學生準備了鐵架臺、鉤碼、帶有刻度的杠桿、彈簧測力計等實驗器材,引導學生結合猜想假設,結合實驗測量的物理量設計實驗表格,并結合實驗器材設計實驗方案。第一,杠桿動力、阻力分別在異側(cè)且同向時,杠桿平衡條件實驗,具體方案為:將杠桿中點放置鐵架臺之上,分別作用于杠桿兩側(cè)螺母確保杠桿水平平衡;杠桿兩側(cè)掛上鉤碼,改變鉤碼在杠桿的位置及個數(shù),保持杠桿水平平衡,并記錄力臂、力的數(shù)值;改變不同的實驗操作后,將數(shù)值結果填入實驗表格;第二,杠桿動力、阻力分別在同側(cè)且反向時,杠桿平衡條件實驗,具體方案為:杠桿掛上鉤碼,并用彈簧測力計在同側(cè)垂直上拉杠桿;改變杠桿測力計的位置或鉤碼個數(shù),保持杠桿水平平衡;改變力臂和力的數(shù)值,將數(shù)值記錄填入實驗表格。
學生在物理實驗探究學習后,教師可以結合學生實驗所得結論,進一步啟發(fā)學生,引導學生進行反思討論,實驗數(shù)據(jù)有什么關系,實驗數(shù)據(jù)能說明什么,實驗結論是什么?教師鼓勵學生結合實驗結論,敘述不同的實驗解釋,并在實驗探究基礎上,及時總結歸納實驗結果,教師相機對實驗結論進行精講評價,鞏固實驗所學,檢驗實驗探究教學效果。物理實驗探究結論反思的過程,是一個“實踐+認識”不斷循環(huán)的過程,隨著物理實驗探究的不斷深入,學生逐步習得物理知識,且為學生終身學習提供理論和實踐基礎。
如,我在《杠桿的平衡條件》實驗教學中,讓學生收集實驗數(shù)據(jù)后,記錄填入實驗表格內(nèi),得出初步實驗結論。
杠桿動力、阻力分別在異側(cè)且同向時,杠桿平衡條件:
動力臂*動力=阻力臂*阻力。
杠桿動力、阻力分別在同側(cè)且反向時,杠桿平衡條件:
動力臂*動力=阻力臂*阻力。
綜合杠桿平衡條件的實驗探究結論,得出杠桿平衡條件:
動力臂*動力=阻力臂*阻力。
通過杠桿平衡條件實驗探究教學,學生掌握杠桿平衡知識,我還為學生設計了新的問題,讓學生聯(lián)系生活經(jīng)歷,思考生活中還有哪些杠桿?并思考杠桿有什么類型,杠桿使用過程中哪些辦法可以省力?讓學生思考這些問題,結合對實驗結論的深化理解,進一步掌握杠桿平衡條件知識,也為新知識習得奠定基礎。
筆者結合杠桿平衡條件實驗探究教學案例,驗證物理實驗探究“激發(fā)質(zhì)疑+猜想假設+實驗事實+結論反思”教學模式,為初中物理實驗教學提供經(jīng)驗和范本,培養(yǎng)學生科學探究精神和能力,提高初中物理實驗教學效果。