周 飛

(江蘇省丹陽(yáng)市實(shí)驗(yàn)學(xué)校 212300)

在傳統(tǒng)物理課堂教學(xué)模式之下，為了完成教學(xué)目標(biāo)，教師使用講述法在課堂上講解物理實(shí)驗(yàn)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作相對(duì)較少，單純根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象聆聽(tīng)教師的描述，對(duì)于物理實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)學(xué)習(xí)不夠深入.利用物理實(shí)驗(yàn)作為載體，組織實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使其產(chǎn)生認(rèn)知沖突，提出合理猜想，輔助教師完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，相互交流實(shí)驗(yàn)原理，達(dá)到深刻學(xué)習(xí)的目的，提高學(xué)生的探究能力.

1 學(xué)生提出問(wèn)題能力培養(yǎng)

1.1 利用故事激發(fā)學(xué)生提問(wèn)熱情

物理學(xué)家對(duì)于知識(shí)的探索精神值得敬仰，在物理課堂上，教師可以適當(dāng)引入故事，激發(fā)學(xué)生提問(wèn)熱情.比如“磁生電”內(nèi)容講解階段，為了幫助學(xué)生對(duì)于磁生電現(xiàn)象有深入了解，可以將科拉頓趣味實(shí)驗(yàn)故事引入課堂：他在螺旋線圈內(nèi)部插入磁鐵，對(duì)于電流計(jì)進(jìn)行觀察，判斷線圈內(nèi)部是否產(chǎn)生電流，為了控制磁鐵的進(jìn)出環(huán)節(jié)對(duì)于電流計(jì)產(chǎn)生影響，他在螺旋線圈上連接靈敏電流計(jì)，并放置在其他房間，實(shí)驗(yàn)過(guò)程他跑來(lái)跑去，但是始終沒(méi)有觀察到靈敏電流計(jì)的示數(shù).科拉頓實(shí)驗(yàn)是眾所周知的，此時(shí)學(xué)生腦海當(dāng)中可能產(chǎn)生疑問(wèn)“是不是科拉頓發(fā)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象？”筆者及時(shí)給出解釋，因?yàn)樗艿锰挥须娏饔?jì)向磁鐵插入瞬間才會(huì)產(chǎn)生示數(shù)，所以他在跑的過(guò)程當(dāng)中失去了觀察的機(jī)會(huì).這一故事的引入，學(xué)生對(duì)于科學(xué)家探索知識(shí)的過(guò)程更加深刻了解，還能產(chǎn)生提問(wèn)的欲望，達(dá)到理解物理知識(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo).

1.2 創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境輔助學(xué)生提問(wèn)

初中生的好奇心強(qiáng)，教師可借此創(chuàng)設(shè)情境，鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn).比如“杠桿平衡條件”研究過(guò)程當(dāng)中，筆者為學(xué)生播放微課，將質(zhì)量不同的石塊在木板兩側(cè)固定，學(xué)生可以看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：質(zhì)量大的一側(cè)下沉，質(zhì)量小的一側(cè)翹起.之后移動(dòng)石塊位置，直到讓大小石塊保持平衡狀態(tài).不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象本質(zhì)區(qū)別為將蹺蹺板的中心改變，讓質(zhì)量不同的石塊能夠在木板上保持平衡.因?yàn)橐曨l畫面直觀，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，有助于學(xué)生提出問(wèn)題.

再如物理課堂上，為了幫助學(xué)生掌握聲音響度的影響因素為振幅，筆者創(chuàng)設(shè)如下情境：演示用手敲擊桌面，學(xué)生雖然能夠聽(tīng)到聲音，但是肉眼難以判斷桌面振動(dòng)發(fā)生與否，此時(shí)，告知學(xué)生桌面未振動(dòng)，代表該物體無(wú)振幅.在此情境之下，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生疑問(wèn).隨后筆者在桌面上放置紙屑，重新敲擊桌面，學(xué)生可觀察紙屑跳動(dòng)，兩次矛盾情境的創(chuàng)設(shè)，學(xué)生可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，在課堂學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生疑問(wèn).

2 學(xué)生猜想假設(shè)能力培養(yǎng)

2.1 操作器材，學(xué)會(huì)猜想

物理實(shí)驗(yàn)課堂上，教師應(yīng)該充分利用實(shí)驗(yàn)資源，為學(xué)生創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)，操作實(shí)驗(yàn)器材，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，拉近學(xué)生和實(shí)驗(yàn)之間的距離，調(diào)動(dòng)其參與實(shí)驗(yàn)的興趣，在操作實(shí)驗(yàn)器材過(guò)程當(dāng)中，展開(kāi)猜想，加深學(xué)習(xí)印象.

例如“彈性勢(shì)能影響因素”討論過(guò)程當(dāng)中，筆者要求學(xué)生在生活當(dāng)中收集不同類型的彈簧，在其彈性范圍的允許空間之內(nèi)，通過(guò)用手拉的方式，近距離接觸和觀察實(shí)驗(yàn)器材，對(duì)于其彈性勢(shì)能影響因素展開(kāi)猜想.

對(duì)于“凸透鏡成像規(guī)律”進(jìn)行研究，筆者將照相機(jī)帶入課堂，講解照相機(jī)、投影儀成像原理以后，讓學(xué)生指出照相機(jī)、投影儀凸透鏡位置，通過(guò)實(shí)物觀察，學(xué)習(xí)物理知識(shí)：利用生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生可以了解照相機(jī)在膠片上成像，投影儀在屏幕上呈現(xiàn)，進(jìn)而猜想凸透鏡成像規(guī)律.

2.2 科學(xué)思維，合理猜想

實(shí)驗(yàn)課堂學(xué)生猜想的提出離不開(kāi)教師的引導(dǎo)，需要教師鼓勵(lì)學(xué)生利用原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)觀察和對(duì)比，運(yùn)用科學(xué)的推理方式，讓猜想能夠更加合理.具體而言，方法如下：

第一，歸納法.對(duì)于物理對(duì)象進(jìn)行研究，可以根據(jù)對(duì)象特殊性對(duì)于一類對(duì)象相同屬性進(jìn)行研究.指導(dǎo)學(xué)生利用該方法展開(kāi)猜想，重點(diǎn)在于尋找待分析對(duì)象的共性.比如敲擊鼓面其可通過(guò)振動(dòng)發(fā)聲，手拉皮筋也可振動(dòng)發(fā)聲，如此猜想所有物體都可以通過(guò)振動(dòng)方式發(fā)聲.

第二，對(duì)比法.選擇兩個(gè)或兩個(gè)以上研究對(duì)象，保持其他條件不變，將兩個(gè)事物相互對(duì)比提出猜想.如條件相同環(huán)境之下，對(duì)于一滴酒精、一滴平鋪酒精的蒸發(fā)速度進(jìn)行觀察，判斷液體形狀變化對(duì)于其蒸發(fā)速度的影響.

第三，推理法.該方法的運(yùn)用需要學(xué)生具備知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)已有研究成果，對(duì)于這內(nèi)容進(jìn)行判斷，總結(jié)結(jié)論.比如通電導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生熱量，學(xué)生結(jié)合已經(jīng)掌握的電流知識(shí)，能夠知道由于電流做功導(dǎo)致導(dǎo)體發(fā)熱.利用W=UIt和U=IR等公式，可以推導(dǎo)W=I2Rt.按照最終公式當(dāng)中出現(xiàn)的物理量作為猜想切入點(diǎn)，帶領(lǐng)學(xué)生展開(kāi)合理猜想.

3 學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有兩個(gè)環(huán)節(jié)，先確定實(shí)驗(yàn)步驟，后選擇實(shí)驗(yàn)器材.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以后，教師還需要對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程遇到的困難進(jìn)行預(yù)想，充分考慮突發(fā)情況，對(duì)于實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行合理選擇，確認(rèn)實(shí)驗(yàn)方法.

選擇控制變量法，因?yàn)槲锢韺?shí)驗(yàn)過(guò)程探究對(duì)象可能和不同的物理因素相關(guān)，所以為了準(zhǔn)確判斷實(shí)驗(yàn)對(duì)象、物理因素現(xiàn)在的關(guān)聯(lián)，要將其中一個(gè)因素改變，保持其他對(duì)象不變，對(duì)于研究對(duì)象發(fā)生變化進(jìn)行分析.比如對(duì)于壓力作用效果進(jìn)行探究，可以保持壓力大小不變，分析受力面積；還可以保持受力面積不變，分析壓力大??；探究滑動(dòng)摩擦力大小影響因素，可以保持壓力大小不變，分析接觸面的粗糙程度，或者保持粗糙程度相同，判斷壓力大小.

選擇替代法完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，需要突出替代等效性.利用等效物體對(duì)于研究對(duì)象進(jìn)行替代，常規(guī)情況之下，難以直接測(cè)量物理量都可在不影響實(shí)驗(yàn)效果前提下選擇等效物進(jìn)行替代.比如電路知識(shí)的學(xué)習(xí)，可以選擇合適電阻進(jìn)行等效替換，不影響電路研究結(jié)果.

選擇轉(zhuǎn)換法也是物理實(shí)驗(yàn)的重要方法之一，通常而言，物理量測(cè)量可能受到測(cè)量物體本身因素的影響，難以直接測(cè)量.比如音叉振動(dòng)實(shí)驗(yàn)可以轉(zhuǎn)換為乒乓球彈跳；電磁鐵磁性的強(qiáng)弱實(shí)驗(yàn)可以轉(zhuǎn)化為用電磁鐵吸引大頭針，根據(jù)對(duì)大頭針吸引數(shù)量判斷；加強(qiáng)大小實(shí)驗(yàn)的探究，可以利用人手擊細(xì)沙，根據(jù)人產(chǎn)生的疼痛感和細(xì)沙凹陷程度進(jìn)行判斷；分子運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的探究，可以根據(jù)轉(zhuǎn)化為墨水?dāng)U散實(shí)驗(yàn).

4 學(xué)生觀察操作能力培養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)，需要教師注重學(xué)生觀察能力、動(dòng)手能力的培養(yǎng)，使其在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能夠精準(zhǔn)選擇實(shí)驗(yàn)器材，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，培養(yǎng)其觀察和操作能力.

4.1 多次觀察

實(shí)驗(yàn)演示過(guò)程，教師需要逐漸將實(shí)驗(yàn)步驟增加，或者將觀察次數(shù)增加，為學(xué)生預(yù)留思考空間，使其能夠?qū)?shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析，得到結(jié)論.比如凸透鏡成像規(guī)律的研究階段，學(xué)生掌握凸透鏡具備匯聚作用之后，需要教師提前準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，讓儀器中心所處相同水平面，先將蠟燭遠(yuǎn)離凸透鏡，后將蠟燭靠近凸透鏡，讓兩次成像有明顯區(qū)別，之后縮短蠟燭、透鏡距離.注意指導(dǎo)學(xué)生觀察物體透鏡距離變化，并提出相關(guān)問(wèn)題，提示學(xué)生仔細(xì)觀察，培養(yǎng)其觀察能力.

4.2 細(xì)節(jié)觀察

學(xué)生觀察習(xí)慣的形成也十分重要.教師可為學(xué)生預(yù)留課后觀察問(wèn)題，在生活中的現(xiàn)象，要求學(xué)生觀察學(xué)習(xí)，達(dá)到鞏固知識(shí)目的.比如“物態(tài)變化”內(nèi)容學(xué)習(xí)，可以為學(xué)生留觀察作業(yè)，使其能夠?qū)ι町?dāng)中物態(tài)變化有更深刻地認(rèn)識(shí).可以觀察河面冰融化成水；冬季水面結(jié)冰；夏季洗的衣服曬干；燈泡鎢絲發(fā)黑等，用生活中的物理現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察的習(xí)慣.

4.3 器材轉(zhuǎn)化

物理實(shí)驗(yàn)階段，演示實(shí)驗(yàn)十分重要，也是學(xué)生對(duì)于現(xiàn)象觀察的重點(diǎn).演示過(guò)程可以適當(dāng)將實(shí)驗(yàn)器材轉(zhuǎn)變，選擇生活當(dāng)中的文具用品、生活用品，通過(guò)簡(jiǎn)單制作，變?yōu)閷?shí)驗(yàn)裝置，為學(xué)生展示物理實(shí)驗(yàn).在此階段，還可鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)言，思考實(shí)驗(yàn)裝置的組裝方法.比如研究“浮力大小和體積之間關(guān)系”，教師可準(zhǔn)備橡皮泥，為每個(gè)學(xué)生準(zhǔn)備質(zhì)量相同橡皮泥，通過(guò)橡皮泥形狀的改變，對(duì)于物體體積大小和浮力關(guān)系展開(kāi)探究.在研究“二力平衡”條件的時(shí)候，教材當(dāng)中給出的實(shí)驗(yàn)為水平面上放著一輛小車，并在其兩側(cè)放有托盤，將砝碼加入到托盤內(nèi)，對(duì)于二力平衡所需條件進(jìn)行探討.教師可以轉(zhuǎn)變教材當(dāng)中的實(shí)驗(yàn)方式，選擇繩索輔助實(shí)驗(yàn)探究，要求學(xué)生站在繩子兩側(cè)，同時(shí)用力拉，保持繩子位置水平.如果兩名學(xué)生用力方向相反，繩子會(huì)被拉直，用力大小不相等，那么學(xué)生就會(huì)被拉走.將實(shí)驗(yàn)器材轉(zhuǎn)變，通過(guò)學(xué)生操作，其對(duì)于二力平衡條件有更深刻地了解.

5 學(xué)生分析結(jié)論能力培養(yǎng)

如果實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菍?duì)某類現(xiàn)象進(jìn)行驗(yàn)證，通常會(huì)利用歸納、推理以及對(duì)比方法.在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的結(jié)論分析方面，需要教師引領(lǐng)學(xué)生透過(guò)物理現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)問(wèn)題.比如“對(duì)于摩擦力大小影響因素”進(jìn)行分析，通常會(huì)利用歸納方法，總結(jié)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象當(dāng)中存在的問(wèn)題.實(shí)驗(yàn)過(guò)程，選擇控制變量這種方法，利于學(xué)生觀察現(xiàn)象，提出問(wèn)題.在實(shí)驗(yàn)之前，準(zhǔn)備小車、斜面等材料，要求小車從相同高度、初速度為0狀態(tài)下滑，當(dāng)小車行走到水平位置的時(shí)候，可以選擇光滑桌面、細(xì)沙等輔助實(shí)驗(yàn).觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，總結(jié)出結(jié)論“小車、斜面、高度、初速度等均相同，小車水平接觸面不同，在下滑過(guò)程行走的水平距離也各不相同”.由實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以總結(jié)出“接觸面粗糙程度能夠影響滑動(dòng)摩擦力大小”.

綜上分析，初中物理實(shí)驗(yàn)課堂，教學(xué)過(guò)程為了培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，需要從提問(wèn)、猜想、設(shè)計(jì)、觀察、分析、交流等能力的培養(yǎng)入手.在教師的引領(lǐng)下從生活中的問(wèn)題入手，讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，創(chuàng)設(shè)情境，輔助其提出合理猜想，師生共同整理實(shí)驗(yàn)思路，提出合理假設(shè)，制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)階段互動(dòng)交流，對(duì)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象全面分析，通過(guò)合作學(xué)習(xí)解決問(wèn)題，提高其科學(xué)探究能力.