摘 要:理論探索和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是物理學(xué)習(xí)和研究中的兩大課題。初中是學(xué)生物理學(xué)習(xí)的初始階段,這一階段的物理課程理論難度相對(duì)較低,多數(shù)知識(shí)點(diǎn)都可通過實(shí)驗(yàn)的方式直觀、形象地呈現(xiàn)在學(xué)生面前。所以,實(shí)驗(yàn)教學(xué)能否有效展開,往往影響著初中物理教學(xué)的實(shí)際效果。文章首先明確了實(shí)驗(yàn)教學(xué)在初中物理教學(xué)中的重要意義,進(jìn)而對(duì)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中現(xiàn)存的典型問題進(jìn)行介紹和分析,最后提出一些有針對(duì)性的改進(jìn)策略。
關(guān)鍵詞:初中物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué);實(shí)踐與思考
中圖分類號(hào):G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào):2097-1737(2023)15-0045-03
引? 言
物理以萬物的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)為主要研究對(duì)象,包括以觀察總結(jié)為主的抽象理論探索和以實(shí)驗(yàn)為主的理論真實(shí)性驗(yàn)證。可以說,缺乏實(shí)驗(yàn)參與的物理探索,無異于閉門造車。在初中物理教學(xué)中適當(dāng)穿插實(shí)驗(yàn)教學(xué),既符合物理學(xué)科的基本特點(diǎn),又是提升物理教學(xué)效果的必要手段。要想遵循從理念到行動(dòng)的認(rèn)知軌跡,教師就要充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì),對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義建立正確的認(rèn)識(shí)。
一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)在初中物理教學(xué)中的意義
(一)有助于提升初中生對(duì)物理學(xué)科的興趣
在我國(guó),大多數(shù)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的接觸和學(xué)習(xí),是從初中物理開始的。因此,初中物理教學(xué)工作不僅要幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)、掌握以及運(yùn)用基礎(chǔ)的物理知識(shí),還承載著初中生物理啟蒙的重要使命。針對(duì)初中生群體的物理教學(xué)活動(dòng),需準(zhǔn)確把握知識(shí)性和趣味性的平衡點(diǎn),在保護(hù)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的同時(shí),完成對(duì)初中物理知識(shí),以及物理學(xué)整體框架的教育普及工作。在物理教學(xué)中,教師應(yīng)將抽象的物理知識(shí)具體化、形象化,在充分激發(fā)學(xué)生求知欲的基礎(chǔ)上,提升物理教學(xué)的效率。初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)所采用的方法較生動(dòng)、直觀。通過物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)物理的興趣和熱情能夠得到充分激發(fā),并對(duì)概念性的物理知識(shí)產(chǎn)生直觀的認(rèn)識(shí),從而更好地理解聲、光、電等物理現(xiàn)象。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的趣味性能夠使學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣上升為對(duì)物理學(xué)科的喜愛,幫助學(xué)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(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠通過對(duì)物理現(xiàn)象、知識(shí)的具象化,提升學(xué)生的動(dòng)手能力及發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。特別是在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,學(xué)生借由知識(shí)接受者向?qū)嶒?yàn)操作者的身份轉(zhuǎn)變,一舉實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)習(xí)主動(dòng)權(quán)的把握。在實(shí)驗(yàn)過程中,初中生與生俱來的探索、鉆研精神被充分調(diào)動(dòng),大大提高了學(xué)習(xí)效率和物理綜合素養(yǎng)。例如,在教學(xué)人教版物理八年級(jí)(上冊(cè))第五章“透鏡及其應(yīng)用”的“眼睛和眼鏡”時(shí),教師可以通過引導(dǎo),讓學(xué)生對(duì)生活中戴眼鏡的人進(jìn)行觀察,并得出觀察結(jié)果:同樣是配戴眼鏡的人,有些人看近處時(shí)不需要眼鏡,看遠(yuǎn)處時(shí)需要戴上眼鏡;有些人看遠(yuǎn)處時(shí)不需要眼鏡,看近處時(shí)則需要戴上眼鏡。由此引導(dǎo)學(xué)生對(duì)造成遠(yuǎn)視、近視的原因以及各自的矯正方式等問題產(chǎn)生探索的興趣,并通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)踐引導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、運(yùn)用物理知識(shí)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(shí)
物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的益處不僅在于激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣,提升物理教學(xué)的成效,還在于對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)通常以小組為單位進(jìn)行,在這一過程中,學(xué)生的組織能力、團(tuán)隊(duì)合作能力能夠得到充分鍛煉。而通過獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)操作,學(xué)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(jí)(下冊(cè))第十章“浮力”的“阿基米德原理”時(shí),教師可以引導(dǎo)學(xué)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(qǐng)學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn):用彈簧秤稱出同一物體處于水中不同深度時(shí)的重量,并引出相應(yīng)的物理現(xiàn)象和物理公式。在完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)的同時(shí),教師可以引導(dǎo)學(xué)生將物理課堂上所學(xué)的知識(shí)延伸到實(shí)際生活中,請(qǐng)學(xué)生用物理知識(shí)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(yīng)用于哪些領(lǐng)域,通過這樣的方式培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)新意識(shí)。
二、當(dāng)前初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問題
(一)學(xué)生主體地位有待提升
從整體角度分析,初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在提升初中生物理學(xué)習(xí)興趣、提高初中生物理學(xué)習(xí)效率方面具有深遠(yuǎn)意義。然而,初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在實(shí)踐過程中仍然存在諸多問題。其中,學(xué)生的課堂主體地位沒有得到充分重視的情況,已經(jīng)成為初中物理教學(xué)效率較低的重要原因。在物理實(shí)驗(yàn)過程中,教師應(yīng)發(fā)揮積極的引導(dǎo)和輔助作用,使學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的主體,踴躍參與物理實(shí)驗(yàn)的整個(gè)實(shí)踐過程,幫助學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造力[2]。但是,目前大部分初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的開展并未達(dá)到上述要求,一些初中物理教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,往往習(xí)慣性沿用以往的教學(xué)模式,忽視了提升學(xué)生主體地位的重要性。例如,在講解人教版物理八年級(jí)(上冊(cè))第三章“物態(tài)變化”的
“升華和凝華”時(shí),教師多以口頭講述的形式講解升華和凝華以及相關(guān)的原理、現(xiàn)象。在實(shí)驗(yàn)中,教師負(fù)責(zé)演示,學(xué)生則只能從旁觀看或盲目進(jìn)行模仿。在這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中,學(xué)生并沒有成為參與實(shí)驗(yàn)的主體,只是作為旁觀者,對(duì)教師的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行機(jī)械地重復(fù),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(dú)立思考與交流環(huán)節(jié)
初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的宗旨是通過具體、生動(dòng)、可視的實(shí)驗(yàn)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(duì)物理知識(shí)的理解能力及實(shí)際應(yīng)用能力。然而,現(xiàn)階段的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)普遍缺乏學(xué)生的獨(dú)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(xué)生的獨(dú)立思考能力,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中也沒有為學(xué)生預(yù)留提問和交流的時(shí)間,導(dǎo)致學(xué)生對(duì)一些重點(diǎn)、難點(diǎn)問題的理解不透徹,不利于學(xué)生獨(dú)立思維培養(yǎng)和創(chuàng)新意識(shí)的提升。例如,在講解人教版物理九年級(jí)(全一冊(cè))第十八章“電功率”的“測(cè)量小燈泡的電功率”時(shí),一些物理教師能夠通過實(shí)驗(yàn)向?qū)W生展示如何利用滑動(dòng)變阻器測(cè)量小燈泡的實(shí)際功率,也安排了學(xué)生動(dòng)手操作的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),卻沒有設(shè)置學(xué)生獨(dú)立思考、提出問題的環(huán)節(jié),導(dǎo)致學(xué)生無法真正掌握數(shù)據(jù)采集器、電流傳感器及滑動(dòng)變阻器等實(shí)驗(yàn)器材的使用方法,無法滿足教學(xué)目標(biāo)的要求。此外,教師沒有對(duì)師生之間、學(xué)生之間的交流給予重視,導(dǎo)致一些學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)過程的疑問沒有得到實(shí)質(zhì)性的解決。更有甚者,部分教師壓縮實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),通過要求學(xué)生背誦實(shí)驗(yàn)步驟的方式,達(dá)到提升學(xué)生“實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α钡哪康摹n愃频膶?shí)驗(yàn)教學(xué)方式放大了初中物理的抽象程度和學(xué)習(xí)難度,使學(xué)生難以掌握具體的實(shí)驗(yàn)步驟與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的因果聯(lián)系,長(zhǎng)此以往,不利于學(xué)生學(xué)習(xí)效率和思考能力的提升。
(三)實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段單一
物理是一門兼具理論性和實(shí)踐性的學(xué)科,教學(xué)手段的多樣化及教輔工具的使用,可以幫助學(xué)生更直觀地理解理論知識(shí)、掌握實(shí)驗(yàn)過程[3]。此外,物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段的升級(jí),能夠幫助教師以更有效的方式解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的各類問題,達(dá)到節(jié)約教學(xué)時(shí)間、提升教學(xué)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(xué)活動(dòng)中。然而,部分初中物理教師在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中仍舊采取傳統(tǒng)的教學(xué)手段,對(duì)新型教學(xué)輔助工具的應(yīng)用并不積極。例如,在人教版物理八年級(jí)(下冊(cè))第九章“壓強(qiáng)”的“大氣壓強(qiáng)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師雖然能夠通過演示托里拆利實(shí)驗(yàn),向?qū)W生講解大氣壓產(chǎn)生的原因,并引導(dǎo)學(xué)生計(jì)算大氣壓的數(shù)值。但在對(duì)影響大氣壓的因素進(jìn)行分析時(shí),往往由于教學(xué)手段的單一和固化,無法使學(xué)生對(duì)天氣、高度等因素給大氣壓帶來的影響產(chǎn)生直觀的理解,降低了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。
三、提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率的策略
(一)在教學(xué)中強(qiáng)化學(xué)生的主體地位
按照新課程改革的精神,中小學(xué)教育教學(xué)活動(dòng)應(yīng)通過教學(xué)方式的多樣化創(chuàng)新,進(jìn)一步凸顯學(xué)生的主體地位。物理作為一門以解釋宇宙運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象為主旨的抽象型學(xué)科,更應(yīng)當(dāng)以彰顯學(xué)生主體性作為提升教學(xué)效率的核心思路[4]。在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中強(qiáng)化學(xué)生的主體地位,教師應(yīng)做到如下幾點(diǎn)。
首先,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的前期規(guī)劃環(huán)節(jié),教師需要對(duì)各章節(jié)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的難易程度進(jìn)行較清晰的整體把握。對(duì)于其中步驟較少,思考難度不高的實(shí)驗(yàn),教師可交由學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)執(zhí)行以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的記錄等。這可以在鍛煉學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?shí)驗(yàn)技巧的同時(shí),使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到物理學(xué)習(xí)中自主探索的重要性。對(duì)于存在一定難度的物理實(shí)驗(yàn),教師可通過組建實(shí)驗(yàn)小組的方式,按照不同層次的學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的掌握情況合理分配物理實(shí)驗(yàn)小組,通過以一帶多的形式,盡量讓每個(gè)學(xué)生都參與物理實(shí)驗(yàn)的操作。而對(duì)于存在相當(dāng)難度的物理實(shí)驗(yàn),教師可通過與學(xué)生共同完成實(shí)驗(yàn)或邊演示邊講解的方式,引導(dǎo)學(xué)生更直觀地理解物理實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)習(xí)中的獨(dú)特作用。值得注意的是,無論交由學(xué)生完全自主實(shí)驗(yàn),還是教師與學(xué)生共同參與的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)活動(dòng),教師都要對(duì)其中包含的知識(shí)點(diǎn),特別是特定實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)緣由,講清講透。
以人教版物理八年級(jí)(上冊(cè))第一章“機(jī)械運(yùn)動(dòng)”
的“測(cè)量平均速度”為例,該章節(jié)知識(shí)點(diǎn)與日常生活聯(lián)系較緊密,所涉及的公式也比較簡(jiǎn)單,對(duì)此,教師就可以將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作和記錄交由學(xué)生小組自主完成。但關(guān)于斜面坡度的設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與物體運(yùn)動(dòng)的同步性,教師應(yīng)從一開始就為學(xué)生講明,避免錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)方法和理念誤導(dǎo)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解。
(二)注重實(shí)驗(yàn)過程的交互與反饋
在實(shí)驗(yàn)過程中,不可避免地會(huì)產(chǎn)生許多課本講解中難以發(fā)覺的問題,針對(duì)這些問題的探討和講解,對(duì)學(xué)生深入理解物理知識(shí)有重要作用。能在物理實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)新問題、新狀況,恰恰說明學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的同時(shí)保持了思考,對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)上升到了一定的新高度。初中物理教師要善于發(fā)現(xiàn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中及時(shí)捕捉的有價(jià)值、有典型性的問題,并有針對(duì)性地講解,加深學(xué)生對(duì)核心物理知識(shí)的掌握。例如,在進(jìn)行人教版物理八年級(jí)(上冊(cè))第四章“光現(xiàn)象”中“光的色散”相關(guān)實(shí)驗(yàn)時(shí),白色亮光穿透三棱鏡,呈現(xiàn)出多種色彩,學(xué)生往往會(huì)產(chǎn)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(gòu)成光的?”這兩個(gè)問題都涉及光的本質(zhì)。此時(shí),教師可以結(jié)合章節(jié)中的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行引申式講解:常態(tài)下的陽光以波的形式存在,不同波長(zhǎng)的光因三棱鏡折射率的不同,才會(huì)被分離為不同視覺色彩的光芒。
(三)善于運(yùn)用多媒體教學(xué)工具
一些內(nèi)容高度抽象的初中物理章節(jié),難以通過簡(jiǎn)單的物理實(shí)驗(yàn)達(dá)到直觀的教學(xué)效果。此時(shí),教師可以借助多媒體演示實(shí)驗(yàn)的方式,進(jìn)一步強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)的呈現(xiàn)方式,幫助學(xué)生加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的了解。例如,在講解人教版物理九年級(jí)(全一冊(cè))第二十二章“能源與可持續(xù)發(fā)展”的“核能”時(shí),教師首先可通過多媒體播放關(guān)于20世紀(jì)初期西方國(guó)家攻關(guān)核裂變技術(shù)難題時(shí)進(jìn)行種種嘗試的紀(jì)錄片片段,引起學(xué)生對(duì)核能的濃厚興趣。在深入講解核能的能源價(jià)值時(shí),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(xué)生進(jìn)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(xué)價(jià)值,需做到三點(diǎn):首先,熟練掌握甚至創(chuàng)新物理教學(xué)技巧,以淺顯易懂的方法將復(fù)雜抽象的物理知識(shí)及相關(guān)定律呈現(xiàn)在學(xué)生面前;其次,透徹了解多媒體教學(xué)工具的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)和使用方法,認(rèn)識(shí)到多媒體工具不應(yīng)成為教材知識(shí)的“影像復(fù)現(xiàn)”,而應(yīng)對(duì)教材知識(shí)進(jìn)行由整到零的呈現(xiàn)與分析;最后,充分運(yùn)用多媒體,提升對(duì)教學(xué)節(jié)奏的把控能力。多媒體教學(xué)的主要優(yōu)勢(shì)在于顯著提升物理教學(xué)的趣味性,但過度的趣味性會(huì)分散學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的注意力。無論知識(shí)背景的多媒體導(dǎo)入,還是對(duì)物理難點(diǎn)的多媒體演示,教師都要實(shí)時(shí)把控課堂秩序,引導(dǎo)學(xué)生思維活動(dòng)的方向,始終圍繞教材知識(shí)體系展開教學(xué)。
結(jié)? 語
綜上所述,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是物理研究的必要環(huán)節(jié),而在初中物理教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是關(guān)乎教學(xué)實(shí)效的重要組成部分。新形勢(shì)下,初中物理教師需要及時(shí)擺脫應(yīng)試教育的僵化教學(xué)模式,正視實(shí)驗(yàn)教學(xué)在初中物理學(xué)習(xí)中的地位,以多樣的教學(xué)方式引導(dǎo)學(xué)生建立實(shí)驗(yàn)思維、掌握實(shí)驗(yàn)方法,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的全面提升。
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作者簡(jiǎn)介:袁國(guó)平(1979.7-),男,福建柘榮人,
任教于柘榮縣第一中學(xué)附屬初級(jí)中學(xué),一級(jí)教師,本科學(xué)歷,曾榮獲“寧德市優(yōu)秀教師”“寧德市中小學(xué)優(yōu)秀班主任”等稱號(hào)。