如何提高初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性

山東省鄒城市大束中學(xué) 董秀鋒

在新課改背景下，初中物理教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)不斷提升，在課堂教學(xué)中務(wù)必實(shí)現(xiàn)教學(xué)方式的創(chuàng)新，促進(jìn)學(xué)生在學(xué)習(xí)之后提升應(yīng)用能力。這需要初中物理教師關(guān)注實(shí)驗(yàn)教學(xué)，真正轉(zhuǎn)變之前以知識為主導(dǎo)的教學(xué)理念，積極挖掘物理實(shí)驗(yàn)的育人因素，堅(jiān)持教育規(guī)律，主動研究和開發(fā)各種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，以使學(xué)生在分析和解決問題的過程中具備充足的生本互動、師生互動、生生互動的空間以及時間，且在進(jìn)一步理解中能遷移應(yīng)用，最終建構(gòu)完整的知識架構(gòu)體系和正確的物理學(xué)習(xí)觀念。只有如此，才能不斷提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，切實(shí)提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率和質(zhì)量。

一、通過小組合作學(xué)習(xí)提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

并非全部的物理知識都適合開展小組合作學(xué)習(xí)，適宜開展小組合作學(xué)習(xí)的知識需要具備的特點(diǎn)是任務(wù)繁重、方法多樣、問題模糊等。小組合作學(xué)習(xí)的知識不可太過復(fù)雜，不然學(xué)生難以探究分析重點(diǎn)，也不適于在課堂教學(xué)中開展；也不可太過簡單，不然會導(dǎo)致小組合作的形式化，最終消耗不必要的時間。教師在設(shè)計小組合作學(xué)習(xí)知識點(diǎn)時需要確保跟學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”相符合，讓學(xué)生結(jié)合小組合作形式提升認(rèn)識層次。當(dāng)然，在小組合作學(xué)習(xí)開展過程中，教師的主導(dǎo)性也需要引起重視，務(wù)必有效設(shè)計課堂教學(xué)提問、把控課堂教學(xué)節(jié)奏，以使課堂教學(xué)具備良好的氣氛。此外，教師應(yīng)主動探究小組合作學(xué)習(xí)過程中存在的問題，然后積極優(yōu)化教學(xué)策略。例如，《電流與電壓的關(guān)系》這一部分內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)要求學(xué)生在設(shè)計電路時維持電阻恒定，改變電壓，觀察電流的改變情況。一些學(xué)生會借助一個燈泡設(shè)計電路，一些學(xué)生會試圖改變電源電壓以使定值電阻電壓發(fā)生改變。上述方案是否都能操作呢？倘若都能操作，那么哪一種方案具備更高的操作性呢？結(jié)合小組互動探討，各個小組的學(xué)生紛紛發(fā)表自己的看法。歷經(jīng)彼此的思維火花碰撞之后，學(xué)生最終選用一種可操作性更好的電路設(shè)計方法。然后通過最終的實(shí)驗(yàn)判斷是否實(shí)現(xiàn)了理想的效果，如果沒有達(dá)到目的，小組成員需要再次探討重新設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，大大提升了課堂教學(xué)的有效性。

二、通過教學(xué)情境提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性

所謂“教學(xué)即情境”，在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師通過營造相應(yīng)的教學(xué)情境，能激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，從而激起學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望和探究心理，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)興趣，以奠定學(xué)生深度學(xué)習(xí)、提升思維水平或培養(yǎng)高階思維的良好基礎(chǔ)。例如，在《靜電現(xiàn)象》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師拿出一根魔棒，然后將魔棒一端跟鐵色和小磁針（以細(xì)繩懸掛的）相靠近時，它們都出現(xiàn)了偏轉(zhuǎn)，學(xué)生誤以為魔棒即磁鐵。緊接著，教師拿著魔棒跟一只茄子相靠近，學(xué)生頓時熱情高漲，發(fā)現(xiàn)茄子也出現(xiàn)了偏轉(zhuǎn)。學(xué)生非常期待教師深入推進(jìn)教學(xué)情境，教師將魔棒靠近一堆小紙屑，紙屑瞬間出現(xiàn)了跳動現(xiàn)象。然后教師為學(xué)生揭秘：這一根魔棒屬于靜電棒，從而奠定了后續(xù)教學(xué)的良好基礎(chǔ)。在上述教學(xué)情境中，教師通過持續(xù)營造情境和提問，激發(fā)學(xué)生不斷思索，從而調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極主動性，學(xué)生瞬間融入良好的學(xué)習(xí)狀態(tài)中，結(jié)合自主發(fā)現(xiàn)和建構(gòu)知識將之前的經(jīng)驗(yàn)、概念知識轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)的概念體系。

三、通過質(zhì)疑精神提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性

在傳統(tǒng)的初中物理教學(xué)中，教師以板書方式為學(xué)生灌輸理論內(nèi)容，學(xué)生的任務(wù)即記憶理論內(nèi)容且在做題中應(yīng)用，如此的灌輸式教學(xué)方式造成學(xué)生對理論內(nèi)容的理解較為膚淺，即使存在疑問，也難以獲得論證。而物理實(shí)驗(yàn)正好可以完善這種不足之處。學(xué)生在學(xué)習(xí)時會質(zhì)疑理論內(nèi)容，教師就能結(jié)合學(xué)生的質(zhì)疑啟發(fā)其進(jìn)一步思考和探究科學(xué)理論，轉(zhuǎn)變之前被動學(xué)習(xí)的模式，推動學(xué)生自主學(xué)習(xí)和思考。例如，在《焦耳定律》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生常常會存在一個疑問：“電流通過導(dǎo)體形成的熱量是否受到電壓大小的影響？”在這種情況下，教師需要關(guān)注學(xué)生的疑問，借助生活常識和實(shí)驗(yàn)裝置加以檢驗(yàn)。教師以家用電器為例提問學(xué)生：“家用電閘空氣開關(guān)在什么情況下會出現(xiàn)自動跳閘現(xiàn)象？”學(xué)生在分析和探討之后獲得了“并聯(lián)電器增加而提升了傳導(dǎo)溫度，從而形成跳閘現(xiàn)象”的結(jié)論，教師再提示學(xué)生：“使用過程中的家用并聯(lián)電器的電壓一直保持為220V，電壓值未曾出現(xiàn)改變”，從而引導(dǎo)學(xué)生獲得最終的結(jié)論“電流通過導(dǎo)體形成的熱量不受電壓大小的影響”?？傊?，教師通過引導(dǎo)學(xué)生不斷質(zhì)疑和思考，進(jìn)一步把握了有關(guān)理論內(nèi)容，同時提升了學(xué)生的思維能力。

四、通過生活化教學(xué)提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)不斷創(chuàng)新教學(xué)思想，注重生活化教學(xué)模式的應(yīng)用，以使學(xué)生明確物理知識跟實(shí)際生活間的緊密關(guān)系。例如，在《溫度與物態(tài)變化》的教學(xué)中，教師應(yīng)有效統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)教學(xué)法和生活教學(xué)法，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)際生活中觀察物理現(xiàn)象，以有效整合教材知識，實(shí)現(xiàn)理想的教學(xué)效果。教師可以結(jié)合生活中“冰棒的故事”引導(dǎo)學(xué)生探究此部分的物理實(shí)驗(yàn)過程，即要求學(xué)生回家動手制作冰棒。具體來講有以下五方面內(nèi)容。一是教師提問學(xué)生：“需要使用什么水做冰棒？”，顯然學(xué)生不難想到要用涼開水。二是引導(dǎo)學(xué)生回家觀察燒開水的整個過程，在此過程中體會溫度單位、溫度概念、溫度檢測、溫度計的使用方法以及體溫計等基本內(nèi)容，當(dāng)學(xué)生觀察生成的“白氣”時，要求其分析這種“白氣”屬于“水蒸氣”嗎？從而引導(dǎo)學(xué)生明確“白氣”并非水蒸氣，只是因?yàn)樗鼰岫瑥乃D(zhuǎn)變?yōu)樗魵?，水蒸氣的特點(diǎn)是無色無味，因此我們看不到水蒸氣，空氣中的水蒸氣釋放熱能而形成液化，浮在空氣中的小水珠即所謂的“白氣”。然后教師要求學(xué)生分析“液體沸騰”的情況，體會獨(dú)特的汽化過程，明確沸騰的液體不斷吸收熱能，然而溫度不發(fā)生改變。三是在冰箱冷藏室放置調(diào)節(jié)好的配料和涼開水，要求學(xué)生過一段時間之后再進(jìn)行觀察，看一看是否形成了冰棒，從而導(dǎo)入相關(guān)的凝固知識。四是要求學(xué)生觀察由冰箱拿出冰棒時形成的“白粉”這種情況，學(xué)生分析之后不難得出結(jié)論。五是學(xué)生一起分享吃冰棒的樂趣，然后導(dǎo)入融化等知識，讓學(xué)生真正體會實(shí)際生活中的物理知識和物理現(xiàn)象?？傊?，教師根據(jù)教學(xué)需求和新課程標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)與合理地營造生活化教學(xué)情境，可以提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)和觀察技能，讓學(xué)生結(jié)合實(shí)踐掌握物理知識，這有助于學(xué)生物理素養(yǎng)的提升。

五、通過虛擬實(shí)驗(yàn)提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性

倘若測量型實(shí)驗(yàn)牽涉較多的實(shí)驗(yàn)工具，操作過程也比較煩瑣，那么教師可以實(shí)施虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，提升實(shí)驗(yàn)過程的直觀化程度。例如，在《伏安法測電阻》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師需要借助虛擬平臺開展演示實(shí)驗(yàn)和模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)，給學(xué)生介紹電阻的伏安特性曲線。在此過程中，教師先借助PPT給學(xué)生介紹基本的實(shí)驗(yàn)原理，探究實(shí)驗(yàn)操作的重難點(diǎn)，然后在虛擬實(shí)驗(yàn)平臺中結(jié)合實(shí)驗(yàn)電路圖及其原理連接電路，用鼠標(biāo)拖動滑動變阻器劃片，以使變阻器阻值發(fā)生改變，并對相應(yīng)的電流和電壓數(shù)值進(jìn)行記錄，再繪制燈泡伏安特性曲線，從而進(jìn)一步探究電阻值發(fā)生改變的情況下電流和電壓的變化特點(diǎn)。教師應(yīng)立足于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)啟發(fā)學(xué)生探究倘若更換小燈泡為定值電阻、在滑動變阻器阻值發(fā)生變化時定值電阻端電流與電壓的改變特點(diǎn)。這種情況下，教師應(yīng)結(jié)合虛擬實(shí)驗(yàn)平臺操作實(shí)驗(yàn)，并對定值電阻的電流與電壓數(shù)值進(jìn)行記錄，以及繪制伏安特性曲線。當(dāng)實(shí)驗(yàn)操作完成之后，教師啟發(fā)學(xué)生對上述兩種實(shí)驗(yàn)過程及其結(jié)果進(jìn)行分析、比較，從而使學(xué)生深入理解定值電阻或燈泡的伏安改變特點(diǎn)?？傊ㄟ^虛擬實(shí)驗(yàn)平臺顯著提高了初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率和質(zhì)量。

六、結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)前的新課改教育背景下，初中物理教師應(yīng)從新認(rèn)知教學(xué)跟育人之間的關(guān)系，綜合把握物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的育人目的，以學(xué)生的發(fā)展需求為核心，轉(zhuǎn)變教學(xué)思想，提升課堂教學(xué)效率，激發(fā)學(xué)生的探究意識。此外，在教學(xué)中教師應(yīng)實(shí)現(xiàn)自我發(fā)展和進(jìn)步，主動對一系列教學(xué)資源進(jìn)行開發(fā)，豐富課堂教學(xué)內(nèi)涵，提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的規(guī)范性、科學(xué)性、有效性，保障學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，切實(shí)實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育的教學(xué)目標(biāo)。