探索初中物理高效開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究

摘要：實(shí)驗(yàn)在初中物理教學(xué)中的地位非常高，目前初中物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)已經(jīng)成為初中物理教學(xué)的主體，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以通過(guò)展示實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐操作實(shí)驗(yàn)或者戶外觀察實(shí)驗(yàn)等形式的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中聯(lián)系其操作步驟發(fā)揮想象力和探究能力.但是目前部分教師在開(kāi)展初中物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，總是固步自封，采用灌輸式講解，或者通過(guò)演示和模仿的形式來(lái)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)僅僅停留在觀察和模仿上，沒(méi)有體驗(yàn)出實(shí)驗(yàn)的探究?jī)r(jià)值.本次研究筆者圍繞開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)來(lái)展開(kāi)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究.

關(guān)鍵詞：初中;物理教學(xué);開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G632文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1008-0333（2022）14-0104-03

收稿日期：2022-02-15

作者簡(jiǎn)介：周燕（1975.6-），女，江蘇省如皋人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，從事初中物理教學(xué)研究.

開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是指在教學(xué)的過(guò)程中，教師以興趣激發(fā)、啟發(fā)誘導(dǎo)、活動(dòng)組織等形式來(lái)激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的動(dòng)力，調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)探究.發(fā)揮學(xué)生的聰明才智讓學(xué)生積極主動(dòng)地投入到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，尊重學(xué)生的主體特征，讓學(xué)生能夠自己設(shè)計(jì)和操作實(shí)驗(yàn)，最后教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對(duì)學(xué)生的進(jìn)行指導(dǎo)和總結(jié).總而言之開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是包容性更強(qiáng)，學(xué)生主體性更強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)課堂，在這種實(shí)驗(yàn)課堂上學(xué)生可以充分展示自己的想法.物理實(shí)驗(yàn)是研究大自然研究生活現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)吸引力非常強(qiáng)，因此設(shè)置開(kāi)放性的物理實(shí)驗(yàn)是非常有價(jià)值的.

1 開(kāi)放性初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)意義

1.1 激發(fā)學(xué)生思維

在初中設(shè)置開(kāi)放性的物理實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生的思維能力，思維是學(xué)習(xí)物理必備的素養(yǎng)，在研究物理現(xiàn)象分析物理問(wèn)題的過(guò)程中，教師不能夠僅僅從書(shū)本上來(lái)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，書(shū)本上只有文字概念，更重要的是讓學(xué)生去思考對(duì)問(wèn)題進(jìn)行探究.在開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師給予學(xué)生更多的思考空間，甚至教師還可以利用信息技術(shù)等教學(xué)工具來(lái)啟發(fā)學(xué)生的思維，讓學(xué)生動(dòng)腦分析現(xiàn)象.

1.2 提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率

在傳統(tǒng)的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師基本上都是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)課之前，展示出該實(shí)驗(yàn)的操作步驟，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟來(lái)操作實(shí)驗(yàn).甚至有的教師還將探究性實(shí)驗(yàn)的步驟全部展示出來(lái)，導(dǎo)致探究性實(shí)驗(yàn) 轉(zhuǎn)變?yōu)轵?yàn)證性實(shí)驗(yàn)，這樣一來(lái)探究性實(shí)驗(yàn)的價(jià)值就會(huì)發(fā)揮出來(lái).但是在開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以讓學(xué)生自主搜集資料，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，教師鼓勵(lì)學(xué)生讓學(xué)生不怕失敗，讓學(xué)生積極主動(dòng)地投入到實(shí)驗(yàn)操作中來(lái).雖然有的學(xué)生所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案并不是非常的理想，但是畢竟學(xué)生自己進(jìn)行了思考和分析，最后再經(jīng)過(guò)教師的指導(dǎo)，學(xué)生很快可以掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的要領(lǐng)，與傳統(tǒng)的演示模仿式實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比效率要高很多.

1.3 調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

興趣是學(xué)習(xí)最好的老師，在教學(xué)的過(guò)程中如果學(xué)生能夠?qū)?shí)驗(yàn)產(chǎn)生濃厚的興趣，那么學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性將會(huì)很高，學(xué)習(xí)的動(dòng)力也會(huì)提高很多.在傳統(tǒng)的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師按照演示和模仿的形式進(jìn)行，學(xué)生將實(shí)驗(yàn)操作作為一項(xiàng)學(xué)習(xí)任務(wù)，以完成學(xué)習(xí)任務(wù)為目標(biāo)開(kāi)展學(xué)習(xí)，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)僅僅只是完成教師布置的作業(yè).在開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師將這種學(xué)習(xí)任務(wù)，轉(zhuǎn)變?yōu)檠芯啃哉n題，課題開(kāi)展的形式不受約束，課題選擇的工具除了教師給出的實(shí)驗(yàn)器材之外，學(xué)生還可以選擇其他生活材料，課題展示的成果可以包括：實(shí)驗(yàn)報(bào)告、視頻、模型等等.可以看出無(wú)論是在實(shí)驗(yàn)操作還是在實(shí)驗(yàn)展示的過(guò)程中，都可以體現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)，對(duì)激發(fā)學(xué)生的興趣非常有幫助.

2 初中物理開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐研究

結(jié)合對(duì)開(kāi)放性初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義，筆者在本階段研究中針對(duì)初中物理開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)策略展開(kāi)實(shí)踐研究.

2.1 信息化技術(shù)情境激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探知欲

信息技術(shù)在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以利用信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)相關(guān)情境，引導(dǎo)學(xué)生投入到情境中展開(kāi)思考和分析，思考為什么會(huì)出現(xiàn)這種物理現(xiàn)象，這些物理現(xiàn)象的出現(xiàn)會(huì)有什么規(guī)律呢？我們是否能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)器材來(lái)展示物理現(xiàn)象呢？信息技術(shù)具有直觀性的特點(diǎn)，教師直接展示生活中的物理現(xiàn)象，很容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲.例如在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)：《探究串并聯(lián)電路規(guī)律》這節(jié)課中，教師要指導(dǎo)學(xué)生分析串聯(lián)和并聯(lián)電路中電流和電壓的規(guī)律，通過(guò)分析電流表和電壓表的讀數(shù)，從而找出其中的規(guī)律，并且構(gòu)建函數(shù)圖像和函數(shù)關(guān)系式，對(duì)學(xué)生的數(shù)理分析能力要求較高，所以學(xué)生首先必須要對(duì)串聯(lián)和并聯(lián)電路的電流和電壓變化特征感興趣.課堂上教師展示了一段視頻，視頻中為學(xué)生呈現(xiàn)的是一個(gè)串聯(lián)電路和一個(gè)并聯(lián)電路，教師告訴學(xué)生現(xiàn)在將要通過(guò)控制滑動(dòng)變阻器，來(lái)改變這兩個(gè)電路中的小燈泡亮度.隨后視頻中的滑動(dòng)變阻器開(kāi)始分別向左或者向右移動(dòng)，沿著不同的方向移動(dòng)，電路中的燈泡的亮度也開(kāi)始在不斷的改變.教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣漸漸的被激發(fā)起來(lái)后，開(kāi)始詢問(wèn)學(xué)生：大家是否思考過(guò)在燈泡亮度變化的過(guò)程中，電路中的電流和電壓的數(shù)值是否也會(huì)發(fā)生變化呢？教師的提問(wèn)立刻激起了學(xué)生的好奇心，學(xué)生開(kāi)始將注意力集中在電流表和電壓表的讀數(shù)上，有觀察仔細(xì)的學(xué)生發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表之間讀數(shù)存在一定的規(guī)律.這個(gè)規(guī)律是怎樣的呢？可否通過(guò)大家學(xué)習(xí)過(guò)的函數(shù)知識(shí)來(lái)構(gòu)建電流和電壓之間的關(guān)系式.在信息技術(shù)的引導(dǎo)下，學(xué)生開(kāi)始利用教師準(zhǔn)備的各種電路實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)出串聯(lián)和并聯(lián)電路，開(kāi)始投入到實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)分析串并聯(lián)電路中電流和電壓之間的規(guī)律.本次教學(xué)教師并沒(méi)有像往常那樣直接將教學(xué)的主題告訴學(xué)生，也沒(méi)有直接將實(shí)驗(yàn)的操作步驟告訴學(xué)生.而是在實(shí)驗(yàn)課正式開(kāi)始之前，通過(guò)設(shè)計(jì)一段視頻，讓學(xué)生跟著視頻的內(nèi)容，一步步激發(fā)起對(duì)物理現(xiàn)象的好奇心和求知欲，從而深入的全身心的投入到物理實(shí)驗(yàn)中，探索物理現(xiàn)象和規(guī)律，從而來(lái)滿足自己的求知欲，同時(shí)本次教學(xué)也體現(xiàn)了開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn).

2.2 研究性學(xué)習(xí)為主導(dǎo)的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)

開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該要摒棄傳統(tǒng)的封閉式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，演示和模仿的教學(xué)模式，應(yīng)該要讓學(xué)生行動(dòng)起來(lái)，讓學(xué)生投入到實(shí)驗(yàn)操作中，不能夠?qū)?shí)驗(yàn)作為一種負(fù)擔(dān)和壓力，要將實(shí)驗(yàn)作為自己的一項(xiàng)探究課題，將自己比作為一個(gè)有著淵博學(xué)識(shí)的科學(xué)家，積極主動(dòng)的開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究，這也是開(kāi)放性初中物理實(shí)驗(yàn)一個(gè)明顯的特點(diǎn).本階段研究教師圍繞研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)為目標(biāo)，探索開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方式.

例如在講授：《摩檫力》這節(jié)課時(shí)，教師設(shè)計(jì)了一個(gè)研究性學(xué)習(xí)課題：《探究滑動(dòng)摩檫力影響因素》表面上該實(shí)驗(yàn)是教材中的一個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，但是教師并沒(méi)有完全照搬教材中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了深度的改進(jìn).該課題需要探究的內(nèi)容包括：生活中靜摩檫力和滑動(dòng)摩檫力現(xiàn)象、通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作來(lái)演示滑動(dòng)摩檫力和靜摩檫力、制作直播視頻展示對(duì)滑動(dòng)摩檫力和靜摩檫力知識(shí)的講解.課題的研究過(guò)程有兩周的時(shí)間，教師將學(xué)生分為四人一個(gè)小組，學(xué)生可以通過(guò)拍照、錄視頻、小組合作操作等形式來(lái)完成研究性學(xué)習(xí)過(guò)程.總而言之學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)形式多樣化，體現(xiàn)了開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)特點(diǎn).教師對(duì)學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)密切指導(dǎo)，并記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度.其中一組的學(xué)生通過(guò)拍照的形式，將汽車(chē)在馬路上行駛的過(guò)程記錄為生活中的滑動(dòng)摩檫力，將箱子在斜面上靜止不動(dòng)的現(xiàn)象記錄為生活中靜摩擦力.有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作教師給了學(xué)生一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，三個(gè)同等質(zhì)量的小車(chē)和一些砝碼，其余的材料要求學(xué)生自己在生活中尋找，這樣做的目的也是為了培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，貫徹落實(shí)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求.其中一組的學(xué)生選擇了一塊光滑的木板、一塊放有少量細(xì)沙的木板、一塊鋪有毛巾的木板，還有細(xì)線等等.通過(guò)讓沒(méi)有裝砝碼的小車(chē)在三塊不同的木板上均速行駛，測(cè)量其摩擦力來(lái)比較接觸面粗糙程度與摩擦力的關(guān)系.通過(guò)確定接觸面，通過(guò)砝碼改變小車(chē)質(zhì)量來(lái)探究摩擦力和質(zhì)量的關(guān)系.第三步是學(xué)生借助各種自媒體軟件錄制一段視頻，視頻的內(nèi)容可以是學(xué)生的收獲，也可以圍繞與摩擦力相關(guān)的問(wèn)題展開(kāi)探究.

將物理實(shí)驗(yàn)與研究性學(xué)習(xí)相結(jié)合，給予學(xué)生充分的時(shí)間在研究性學(xué)習(xí)過(guò)程中展開(kāi)實(shí)驗(yàn)探究，完成各種研究性學(xué)習(xí)任務(wù)，體會(huì)實(shí)驗(yàn)的趣味性，并且在選擇實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)操作方案的過(guò)程中，發(fā)揮學(xué)生的探究能力，從而落實(shí)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)要求.

2.3 以生成性教學(xué)為主導(dǎo)的初中物理開(kāi)放實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在初中物理開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)放性，其實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和方式必須要結(jié)合學(xué)生，同時(shí)也要結(jié)合教學(xué)，要結(jié)合學(xué)生的興趣讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，既能夠?qū)W習(xí)到物理知識(shí)同時(shí)還能夠感受到物理學(xué)習(xí)的快樂(lè).在實(shí)際教學(xué)中，教師可以結(jié)合生成性教學(xué)設(shè)計(jì)的原則，將開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)融入到生成性課堂之中，讓實(shí)驗(yàn)在課堂中生成，讓實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛲昝罒o(wú)瑕的契合教學(xué)的發(fā)展，不再和教學(xué)格格不入.例如在講授：《光的反射》這部分知識(shí)的過(guò)程中，教師在課堂上提出一個(gè)問(wèn)題如果有連續(xù)的兩塊平面鏡，要進(jìn)行兩次光的反射，那光路圖應(yīng)該如何畫(huà)呢？如何正確有效的分析光的反射呢？為了讓學(xué)生能夠高效的將這個(gè)問(wèn)題弄清楚教師將制作：“潛望鏡”的小實(shí)驗(yàn)滲透在課堂上，以此作為生成性課堂中，結(jié)合教學(xué)要求而生成的一個(gè)小實(shí)驗(yàn).雖然本實(shí)驗(yàn)不是非常繁瑣也不是非常大的實(shí)驗(yàn)，但是對(duì)幫助學(xué)生鞏固光的反射這部分知識(shí)非常有幫助，對(duì)提高學(xué)生的思維能力和分析能力有積極意義.在課堂上學(xué)生對(duì)制作“潛望鏡”的實(shí)驗(yàn)也非常感興趣，而且制作的過(guò)程中，教師也沒(méi)有過(guò)多的干預(yù)學(xué)生，僅僅只是給了學(xué)生一些好的實(shí)驗(yàn)器材，將實(shí)驗(yàn)操作的步驟，通過(guò)流程圖的形式展示給學(xué)生，同時(shí)給學(xué)生展示了潛水艇中真實(shí)的潛望鏡的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，這些情境對(duì)激發(fā)學(xué)生興趣和思維非常有幫助，突出開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn).在學(xué)習(xí)：《光沿直線傳播》這節(jié)課過(guò)程中，教師可以在課堂上滲透制作小孔成像實(shí)驗(yàn)裝置的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)和生活中的照相機(jī)非常類似，其原理相同.所以教師可以將其作為開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)來(lái)開(kāi)展，根據(jù)教師所展示的照相機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，要求學(xué)生在圖紙上設(shè)計(jì)小孔成像實(shí)驗(yàn)裝置，這是學(xué)生結(jié)合生活中的實(shí)物展開(kāi)遷移式的學(xué)習(xí).當(dāng)學(xué)生設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)裝置后，就可以開(kāi)始投入到小孔成像的實(shí)驗(yàn)中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從而深入的理解光沿直線傳播的概念.結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)生成性的方式將實(shí)驗(yàn)滲透在其中，并且將開(kāi)始開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)融入其中，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和探究能力.

開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)在初中物理教學(xué)中的作用非常大，也是初中物理教學(xué)的一個(gè)重要的方式，在教學(xué)的過(guò)程中教師要引導(dǎo)學(xué)生激發(fā)實(shí)驗(yàn)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的思維能力和探究能力，讓實(shí)驗(yàn)更好更高效的開(kāi)展起來(lái).

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[責(zé)任編輯：李璟]