初中物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)方法的有效應(yīng)用

陳錦威

實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為物理學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提升起著至關(guān)重要的作用，它不僅能加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解，還能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和實(shí)驗(yàn)操作技能。如何開展富有創(chuàng)新性的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，成為當(dāng)下物理教育工作者亟須探討的問題?；诖耍疚囊浴疤骄扛軛U的平衡條件”為例，介紹四種創(chuàng)新教學(xué)方法：小組合作式教學(xué)能夠促進(jìn)學(xué)生之間的交流和合作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和實(shí)踐能力；問題引導(dǎo)式教學(xué)能夠激發(fā)學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和解決問題的能力；多媒體輔助教學(xué)能夠生動(dòng)直觀地展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果；情景式教學(xué)能夠讓學(xué)生在具體的情景中體驗(yàn)和應(yīng)用物理知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和參與度。

一、小組合作式教學(xué)，在互助協(xié)作中提高學(xué)生解決問題的能力

小組合作式教學(xué)是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)方法，通過(guò)小組內(nèi)成員的合作學(xué)習(xí)，達(dá)到掌握知識(shí)、提高實(shí)踐能力和培養(yǎng)創(chuàng)新思維的目的。在“探究杠桿的平衡條件”的教學(xué)中，教師應(yīng)在開始實(shí)驗(yàn)之前明確實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)和內(nèi)容，即“探究杠桿的平衡條件”。學(xué)生需要了解杠桿平衡條件的基本概念和原理，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得出杠桿平衡條件的結(jié)論。

步驟如下：第一步：實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備。①教師需要對(duì)杠桿平衡條件的基本概念和原理進(jìn)行講解，讓學(xué)生了解杠桿平衡條件的概念和意義。②介紹實(shí)驗(yàn)的目的和意義，讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的目的，并設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)的方案和操作步驟，向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)的操作方法和注意事項(xiàng)。同時(shí)，教師還需要強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的安全問題，確保學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的安全。③準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)所需要的器材，包括杠桿、砝碼、支架、尺子等。不僅如此，教師還需要準(zhǔn)備好表格和記錄本，以便學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果。

第二步：小組分工。①將學(xué)生分成若干小組，每個(gè)小組4～6人。每個(gè)小組需要有1個(gè)負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)小組內(nèi)成員的工作和分工。同時(shí)，每個(gè)小組需要有1個(gè)記錄員，負(fù)責(zé)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。每個(gè)小組的成員需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟分工合作，共同完成實(shí)驗(yàn)操作。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生需要仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并記錄好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。記錄的數(shù)據(jù)包括杠桿的長(zhǎng)度、砝碼的質(zhì)量、杠桿的平衡狀態(tài)等。②任務(wù)分配，為每組學(xué)生分配實(shí)驗(yàn)任務(wù)，明確各自的職責(zé)和分工。確保每個(gè)小組都能夠參與到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中。

第三步：實(shí)驗(yàn)操作。①杠桿安裝：首先，按照實(shí)驗(yàn)步驟和方法正確安裝杠桿和支架。這包括將杠桿正確放置在支架上，確保杠桿的穩(wěn)定性和平衡性。②砝碼懸掛：選擇適當(dāng)?shù)捻来a進(jìn)行懸掛是實(shí)驗(yàn)操作的重要步驟。首先，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇合適的砝碼，確保砝碼的質(zhì)量和數(shù)量符合實(shí)驗(yàn)要求。其次，將砝碼掛在杠桿的一端，注意保持平衡，避免砝碼傾斜或滑動(dòng)。③數(shù)據(jù)記錄：在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中記錄相關(guān)數(shù)據(jù)是至關(guān)重要的。這包括記錄杠桿的長(zhǎng)度、砝碼的質(zhì)量、力臂等。這些數(shù)據(jù)將用于后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和結(jié)論總結(jié)。為了確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，可以使用測(cè)量工具進(jìn)行測(cè)量，并記錄在實(shí)驗(yàn)記錄本上。需要注意的是，實(shí)驗(yàn)操作需要嚴(yán)格遵守安全規(guī)范，確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程的安全性和可靠性。同時(shí)，教師需要巡視指導(dǎo)，及時(shí)解決學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問題，確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。

第四步：實(shí)驗(yàn)總結(jié)。①結(jié)論歸納：根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，歸納出杠桿平衡條件的結(jié)論。引導(dǎo)學(xué)生理解杠桿平衡條件的物理意義和應(yīng)用。②小組展示：各小組選派代表，將本組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論進(jìn)行展示和交流。通過(guò)小組間的展示和交流，讓學(xué)生了解不同小組的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果，促進(jìn)互相學(xué)習(xí)和進(jìn)步。③互動(dòng)交流：鼓勵(lì)學(xué)生在展示過(guò)程中提出問題和建議，進(jìn)行互動(dòng)交流，以進(jìn)一步鞏固和拓展所學(xué)知識(shí)，提高解決問題的能力。

二、問題引導(dǎo)式教學(xué)，在誘思啟發(fā)中激發(fā)學(xué)生的探究欲望

問題引導(dǎo)式教學(xué)是一種以問題為核心，以引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究、思考和解決問題為目標(biāo)的教學(xué)方法。它強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性，通過(guò)問題引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)過(guò)程，培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維。

在“探究杠桿的平衡條件”的教學(xué)中，教師首先可通過(guò)引入問題的方式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和好奇心，如“杠桿為什么能夠保持平衡？”“什么樣的杠桿才能夠保持平衡？”等，引導(dǎo)學(xué)生思考并產(chǎn)生探究的欲望。在提出問題之后，教師引導(dǎo)學(xué)生回顧杠桿的基本概念和平衡條件的相關(guān)知識(shí)，通過(guò)講解、討論和互動(dòng)的方式，讓學(xué)生理解杠桿平衡的基本原理和影響因素。同時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生思考如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究杠桿的平衡條件，為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)探究打下基礎(chǔ)。隨后，為了更好地探究杠桿的平衡條件，教師應(yīng)事先準(zhǔn)備一些實(shí)驗(yàn)器材，如杠桿、砝碼、尺子等，并了解一些基本的實(shí)驗(yàn)操作規(guī)則和安全注意事項(xiàng)。之后，為學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示：首先，我將通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)觀察杠桿在不同狀態(tài)下的表現(xiàn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我將不斷改變杠桿兩端的重量和距離，觀察杠桿的平衡狀態(tài)。同時(shí)，還要注意記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以便后續(xù)分析。在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，教師可以引導(dǎo)學(xué)生提出關(guān)于杠桿平衡條件的假設(shè)，如杠桿平衡與杠桿長(zhǎng)度和重物位置有關(guān)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，驗(yàn)證假設(shè)的正確性，并探討杠桿平衡條件的規(guī)律性。例如，當(dāng)杠桿兩端的重量一定時(shí)，距離越遠(yuǎn)，力臂越大，杠桿越容易平衡；反之亦然。這些規(guī)律將為我們揭示杠桿平衡條件提供重要線索。最后，教師帶領(lǐng)學(xué)生歸納出杠桿平衡條件的一般規(guī)律：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂。最后，教師需引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行應(yīng)用拓展，引導(dǎo)他們將結(jié)論與實(shí)際生活聯(lián)系起來(lái)，如在建筑工地使用杠桿可以省力，從而減輕工人的負(fù)擔(dān)；在體育比賽中使用杠桿可以提高器械的穩(wěn)定性等。

三、多媒體輔助教學(xué)，借助直觀可感的平臺(tái)幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)原理

多媒體輔助教學(xué)可以通過(guò)圖片、動(dòng)畫、視頻等多種形式向?qū)W生展示實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，使學(xué)生更直觀地理解實(shí)驗(yàn)原理。同時(shí)，多媒體還能提供更豐富的教學(xué)資源，幫助學(xué)生深入了解相關(guān)知識(shí)，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。

在“探究杠桿的平衡條件”的教學(xué)中，在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師可采用故事導(dǎo)入的方式，利用多媒體播放一段關(guān)于杠桿原理在生活中應(yīng)用的短視頻，如平衡秤、蹺蹺板等，激發(fā)學(xué)生的興趣。之后，可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，邀請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)操作，利用杠桿尺進(jìn)行簡(jiǎn)單的撬重實(shí)驗(yàn)，并引導(dǎo)學(xué)生觀察杠桿平衡的現(xiàn)象。

在實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)，首先，教師利用PPT展示本次實(shí)驗(yàn)的探究目的——探究杠桿的平衡條件，并在多媒體課件中設(shè)置互動(dòng)問答環(huán)節(jié)，學(xué)生可以通過(guò)點(diǎn)擊或選擇答案來(lái)參與課堂互動(dòng)，這可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的課堂參與度。其次，教師需講解實(shí)驗(yàn)原理，通過(guò)圖片、動(dòng)畫等形式展示杠桿平衡的原理，并引導(dǎo)學(xué)生理解力臂、阻力、動(dòng)力等概念。隨后，教師讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，當(dāng)學(xué)生開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可以利用多媒體設(shè)備展示一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄表格。這個(gè)表格包括杠桿的長(zhǎng)度、力臂、阻力、動(dòng)力等關(guān)鍵數(shù)據(jù)以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中杠桿平衡的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中可以通過(guò)這個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄表格快速、準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。同時(shí)，教師也可以通過(guò)這個(gè)表格實(shí)時(shí)監(jiān)控學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展，并及時(shí)解答學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問題。最后，教師引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

在數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)，教師可以利用多媒體設(shè)備展示一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)分析工具，這個(gè)工具可以幫助學(xué)生快速分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，找出杠桿的平衡條件。如學(xué)生可以通過(guò)這個(gè)工具繪制力臂與阻力、動(dòng)力之間的關(guān)系圖，從而更直觀地理解杠桿的平衡條件。在鞏固拓展環(huán)節(jié)中，教師可通過(guò)PPT展示杠桿平衡條件的公式及應(yīng)用案例，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，進(jìn)行知識(shí)鞏固；可利用多媒體播放一些生活中應(yīng)用杠桿平衡原理的案例，如汽車方向盤就是一個(gè)典型的杠桿工具，學(xué)生可以通過(guò)觀察汽車方向盤的設(shè)計(jì)，了解其在工作過(guò)程中如何實(shí)現(xiàn)杠桿平衡；可使用多媒體軟件進(jìn)行杠桿平衡的模擬實(shí)驗(yàn)。在總結(jié)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，教師可通過(guò)PPT帶領(lǐng)學(xué)生回顧本次實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和重點(diǎn)知識(shí)，幫助學(xué)生形成完整的知識(shí)體系；可引導(dǎo)學(xué)生自我評(píng)價(jià)在實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)和收獲以及需要改進(jìn)的地方。

四、情景式教學(xué)，讓學(xué)生在情景中對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生濃厚的興趣

情景式教學(xué)是一種以情景為背景，通過(guò)模擬實(shí)際情景引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)和探索的教學(xué)方法。它以學(xué)生為主體，通過(guò)情景和角色扮演，讓學(xué)生探索、實(shí)踐和發(fā)現(xiàn)知識(shí)。在“探究杠桿的平衡條件”的教學(xué)中可以采取如下步驟：

首先，可給學(xué)生創(chuàng)設(shè)情境：給學(xué)生準(zhǔn)備桿秤（如下圖），由于很多學(xué)生沒見過(guò)這種秤，所以對(duì)這個(gè)桿秤產(chǎn)生了濃厚的興趣和探究熱情，此時(shí)，教師誘導(dǎo)學(xué)生思考桿秤測(cè)量物體是怎么達(dá)到平衡的，為了一探究竟，學(xué)生決定通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究杠桿平衡的條件。

實(shí)驗(yàn)步驟：首先，學(xué)生觀察桿秤的結(jié)構(gòu)，了解杠桿的基本組成。他們注意到桿秤的一端是支點(diǎn)，另一端是秤砣的重量。學(xué)生將桿秤放在一個(gè)水平面上，并用手輕輕移動(dòng)秤砣的支點(diǎn)位置。他們觀察到，當(dāng)秤砣的支點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，秤砣的平衡狀態(tài)也會(huì)發(fā)生變化。學(xué)生使用尺子測(cè)量不同位置下桿秤的長(zhǎng)度，并記錄數(shù)據(jù)。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)支點(diǎn)位置移動(dòng)時(shí)，桿秤的長(zhǎng)度也會(huì)發(fā)生變化。學(xué)生使用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量秤砣在不同位置下的拉力，并記錄數(shù)據(jù)。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)支點(diǎn)位置移動(dòng)時(shí)，拉力也會(huì)發(fā)生變化。

其次，學(xué)生分析和整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并嘗試找出杠桿平衡的條件。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)支點(diǎn)位置、長(zhǎng)度和拉力都相等時(shí)，杠桿才能達(dá)到平衡狀態(tài)。

基于此，教師可再次創(chuàng)設(shè)新的情境：在一個(gè)小型超市里，學(xué)生需要設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的手動(dòng)升降貨架，以便超市員工可以輕松地將商品放到貨架上。

實(shí)驗(yàn)步驟：學(xué)生首先需要確定貨架的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)。他們可以使用簡(jiǎn)單的杠桿原理，如蹺蹺板，來(lái)設(shè)計(jì)貨架的升降結(jié)構(gòu)。學(xué)生需要測(cè)量和計(jì)算貨架的重量、長(zhǎng)度、寬度等參數(shù)以及員工放置商品時(shí)的力和距離。學(xué)生使用簡(jiǎn)單的杠桿工具，如杠桿尺，來(lái)模擬貨架的升降過(guò)程，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。學(xué)生需要分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，找出杠桿平衡的條件，并驗(yàn)證這些條件是否滿足貨架升降的要求。

將物理實(shí)驗(yàn)與實(shí)際生活中的應(yīng)用場(chǎng)景相結(jié)合，使學(xué)生更好地理解杠桿平衡原理在生活中的應(yīng)用，同時(shí)，還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，提高他們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。結(jié)合實(shí)際情景進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以幫助學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合，加深他們對(duì)物理知識(shí)的理解和掌握。學(xué)生可以在一個(gè)真實(shí)的場(chǎng)景中學(xué)習(xí)和應(yīng)用杠桿平衡原理，提高他們的實(shí)驗(yàn)技能和解決問題的能力。需要注意的是，在情景式教學(xué)中，教學(xué)效果評(píng)估是必不可少的一環(huán)。教師可以通過(guò)以下方式評(píng)估教學(xué)效果：①學(xué)生表現(xiàn)：觀察學(xué)生在情景中的參與程度、實(shí)驗(yàn)操作的準(zhǔn)確性和問題解決能力等。②學(xué)生反饋：征求學(xué)生對(duì)情景式教學(xué)的評(píng)價(jià)和建議，了解他們的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和收獲。③實(shí)驗(yàn)報(bào)告：要求學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，總結(jié)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果，分析杠桿平衡條件的規(guī)律。

綜上所述，在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，創(chuàng)新教學(xué)方法能夠切實(shí)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，培養(yǎng)他們的思維能力。在今后的教學(xué)實(shí)踐中，教師應(yīng)進(jìn)一步轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，樹立小組合作意識(shí)，讓學(xué)生在小組中相互合作，共同探討問題，形成合作學(xué)習(xí)的氛圍，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。不僅如此，教師還要不斷利用最新的實(shí)驗(yàn)器材創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，使實(shí)驗(yàn)更具吸引力和趣味性，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣。在加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的同時(shí)，教師更應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，讓他們?cè)趯?shí)踐中學(xué)會(huì)觀察、推理、實(shí)驗(yàn)、總結(jié)，從而達(dá)到全面提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ哪康?。此外，教師還需根據(jù)實(shí)際教學(xué)情況不斷創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，針對(duì)不同的學(xué)生群體和學(xué)習(xí)環(huán)境采用不同的教學(xué)方法，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更符合學(xué)生的實(shí)際需求，更加貼近生活，更具實(shí)用性，激發(fā)他們對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新實(shí)踐能力，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)驗(yàn)技能的復(fù)合型人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（作者單位：廣州外國(guó)語(yǔ)學(xué)校附屬學(xué)校）

編輯：李琴芳