優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)構(gòu)建高效課堂的方法探究

丁慎兵 (山東省淄博市周村區(qū)第一中學(xué) 255300)

高效的物理課堂不僅要求學(xué)生掌握物理知識和概念,還需要培養(yǎng)學(xué)生較高的物理素養(yǎng),物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有助于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。教師可根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)情,創(chuàng)新和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式,充分利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備輔助教學(xué),以確保學(xué)生在課堂中能夠獲得更大的學(xué)習(xí)提升。

一、物理實(shí)驗(yàn)對構(gòu)建高效課堂的意義

1.提高學(xué)生綜合素養(yǎng)

初中物理教學(xué)的目標(biāo)不僅僅是為了幫助學(xué)生升學(xué),更重要的是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng),使其具備全面發(fā)展的綜合素質(zhì)。相比其他科目,初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對學(xué)生的實(shí)際動手能力有較高的要求。通過有意識的引導(dǎo)和培養(yǎng),學(xué)生對物理知識的學(xué)習(xí)會更具興趣,從而更積極地參與實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。此外,物理學(xué)習(xí)不僅有助于提高學(xué)生的邏輯思維能力,還能提高他們的科學(xué)素養(yǎng)。初中階段的物理實(shí)驗(yàn)并不復(fù)雜,多是以團(tuán)隊(duì)的形式來開展,這種開展方式有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和科學(xué)素養(yǎng)。在團(tuán)隊(duì)中,學(xué)生需要相互合作、分享觀點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,從而促使他們培養(yǎng)批判性思維和解決問題的能力。這樣的團(tuán)隊(duì)協(xié)作經(jīng)驗(yàn)對于學(xué)生未來的學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展都具有積極的影響。

2.為科學(xué)人才儲備奠定基礎(chǔ)

優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,構(gòu)建高效的物理課堂,不僅有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,還能提升初中階段物理教學(xué)水平,為培養(yǎng)未來社會優(yōu)秀人才做出貢獻(xiàn)。在我國科技發(fā)展日新月異的背景下,培養(yǎng)年輕學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識顯得尤為重要。只有通過充實(shí)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),學(xué)生才能在動手操作和實(shí)踐時更加熟練。在初中物理教學(xué)中,教師應(yīng)當(dāng)高度重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展,并深入分析當(dāng)下教學(xué)中存在的問題,積極改善和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。通過這一過程,不僅能夠增強(qiáng)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果,更能真正提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)高效物理課堂的構(gòu)建。

二、優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)提高課堂教學(xué)效率的具體探索

1.改進(jìn)方法,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

在初中物理教學(xué)中,一些實(shí)驗(yàn)的原理可能相對簡單,學(xué)生可以根據(jù)已有知識進(jìn)行分析。然而,即使學(xué)生理解了實(shí)驗(yàn)原理,實(shí)際進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時仍可能面臨操作難度和失敗的問題。這不僅可能影響實(shí)驗(yàn)的可信度,還有可能降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此,教師可以通過適當(dāng)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法,降低實(shí)驗(yàn)的難度,提高成功的概率,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

以“汽化和液化”一課教學(xué)為例。教師通過多媒體展示“用酒精燈加熱盛水燒瓶頸部,小金魚會怎樣”的動畫實(shí)驗(yàn),本意是借助現(xiàn)代化教學(xué)手段來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,但要想引導(dǎo)學(xué)生親自操作這一實(shí)驗(yàn),則要對實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行改進(jìn)。原因是該實(shí)驗(yàn)中用到了不易控制的活體動物“小金魚”,如果操作不當(dāng)非常容易出現(xiàn)金魚游到瓶頸處被燙傷的情況。教師要從實(shí)驗(yàn)探究目的入手,查找改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案的切入點(diǎn),通過引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察演示實(shí)驗(yàn)流程,使學(xué)生明白:上部水在經(jīng)過加熱沸騰時,底部的水還是處于低溫狀態(tài),原因是水的導(dǎo)熱性較差。因此,在操作實(shí)驗(yàn)時,教師可以將小金魚這一元素剔除,引導(dǎo)學(xué)生用鐵架臺將燒瓶支起,等到瓶頸處的水沸騰后,讓學(xué)生猜測底部的水是什么狀態(tài),熄滅酒精燈之后,可以讓學(xué)生在安全的情況下用手指觸碰,感受瓶底的水溫,從而得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。這種教學(xué)方式有助于優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案,提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成功率,同時激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣,從而更好地達(dá)到教學(xué)的效果。

2.完善器材,提高實(shí)驗(yàn)精準(zhǔn)程度

為提高實(shí)驗(yàn)的信服力和清晰地展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,教師在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)時應(yīng)重視完善實(shí)驗(yàn)器材,以減少誤差,提高實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)度。這種教學(xué)方式不僅能夠高質(zhì)量地呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,還有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和嚴(yán)謹(jǐn)精神,對核心素養(yǎng)與綜合能力的提升具有積極影響。

以“聲音的產(chǎn)生與傳播”一課教學(xué)為例。教師為了讓學(xué)生更直觀地感受到聲現(xiàn)象,可以用蠟燭來展開實(shí)驗(yàn),如果實(shí)驗(yàn)中燭焰搖晃得非常明顯,就從側(cè)面驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)論。但這一實(shí)驗(yàn)在操作中非常容易受到外界因素的影響,如人動時產(chǎn)生的氣流、空氣流動等,都會降低實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)程度。因此,教師要對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化,可以找其他物品將燭焰替代,如在收音機(jī)前掛一個薄薄的寬紙條。在收音機(jī)不工作時,紙條就處于靜止的狀態(tài),而當(dāng)收音機(jī)開始工作后,紙條就會隨著揚(yáng)聲器的聲音而開始顫動。這一實(shí)驗(yàn)過程受到其他因素干擾的程度較低,實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也會更具說服力。通過這樣的實(shí)驗(yàn),學(xué)生能夠更直觀地感受到聲音現(xiàn)象,而且教師在選擇合適的器材時也能夠引導(dǎo)學(xué)生更好地理解實(shí)驗(yàn)的科學(xué)原理。

3.直觀教學(xué),降低實(shí)驗(yàn)分析難度

演示實(shí)驗(yàn)的主要目的是突顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,還原實(shí)驗(yàn)步驟,強(qiáng)調(diào)直觀性是其最基本的要求。在優(yōu)化演示實(shí)驗(yàn)步驟時,教師應(yīng)增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的直觀性,使學(xué)生能夠更直觀地理解其中的原理和邏輯,降低實(shí)驗(yàn)的分析難度,提高教學(xué)實(shí)際效率。

以“升華和凝華”一課教學(xué)為例。教師在課堂中可以先利用熱水壺?zé)默F(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生了解“沸騰”這一概念,并通過對水汽的分析,讓學(xué)生掌握水在加熱的過程中會產(chǎn)生“升華”的現(xiàn)象。接著,可鼓勵學(xué)生運(yùn)用酒精燈、溫度計(jì)和試管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生意識到水沸騰后再對水持續(xù)加熱,溫度計(jì)的溫度也不會再繼續(xù)上升。結(jié)合直觀化的現(xiàn)象,搭配教師的講解,學(xué)生可以更清晰地認(rèn)識到背后蘊(yùn)涵的知識點(diǎn)。之后,學(xué)生在仔細(xì)觀察后發(fā)現(xiàn),溫度計(jì)顯示的計(jì)數(shù)與認(rèn)知存在差異。在學(xué)生的印象中,水的沸點(diǎn)是在100 攝氏度,而溫度計(jì)的實(shí)數(shù)卻不足100攝氏度。教師要引導(dǎo)學(xué)生提出這一問題,并開展另一個新的實(shí)驗(yàn),通過直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象使其認(rèn)識沸點(diǎn)與壓強(qiáng)的關(guān)系。如教師要引導(dǎo)學(xué)生在燒瓶中裝入低于100攝氏度的熱水,用塞子塞緊,并用注射器將瓶中的空氣抽干,使燒瓶內(nèi)的氣壓降低,這時就會看到燒瓶內(nèi)的水沸騰起來,從而讓學(xué)生認(rèn)識到,當(dāng)壓強(qiáng)減少后,液體的沸點(diǎn)就會降低。

4.重復(fù)實(shí)驗(yàn),減少實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差

初中物理實(shí)驗(yàn)涉及的“定量”和“定性”問題,對學(xué)生來說可能是一個學(xué)習(xí)難點(diǎn)。為優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)果,教師在進(jìn)行這類實(shí)驗(yàn)時應(yīng)鼓勵學(xué)生多次重復(fù)實(shí)驗(yàn),并在實(shí)驗(yàn)中注重對藥品計(jì)量、時間控制、物體重量等因素的控制。這樣既能夠鍛煉學(xué)生對實(shí)驗(yàn)步驟的熟悉度,又能夠減少實(shí)驗(yàn)誤差,使最終的測量結(jié)果與預(yù)期結(jié)果接近。

以“測量平均速度”一課為例。教師引導(dǎo)學(xué)生利用斜面和小車進(jìn)行測量平均速度的實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生找出其中的規(guī)律。這一實(shí)驗(yàn)涉及多個變量,如時間、路程等,為了確保實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)性,教師在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前應(yīng)清晰地講解刻度尺和停表的使用方法,并強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)。這樣一來,學(xué)生在操作實(shí)驗(yàn)時就能避免因操作不當(dāng)而產(chǎn)生失誤,從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。隨后,教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn),準(zhǔn)確記錄小車運(yùn)動的路程和所耗費(fèi)的時間,得出數(shù)據(jù)后,借助來推測小車的運(yùn)動速度。同時,教師要給予學(xué)生足夠的實(shí)驗(yàn)操作時間,讓其對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多次重復(fù),進(jìn)而使實(shí)驗(yàn)中讀數(shù)更加準(zhǔn)確、誤差更小,最終得出小車運(yùn)動的平均速度。這樣的實(shí)踐不僅有助于學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)步驟,還提高了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

5.小組合作,增強(qiáng)學(xué)生探究能力

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論的探究是知識學(xué)習(xí)的關(guān)鍵過程。采用小組合作教學(xué)的方式,可以鼓勵學(xué)生主動參與,通過與同學(xué)交流和探討,培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。在組建小組時,要考慮學(xué)生的個人情況,將不同層次的學(xué)生分配到同一個小組,這樣能夠?qū)崿F(xiàn)基礎(chǔ)好的學(xué)生帶動基礎(chǔ)較差的學(xué)生一起學(xué)習(xí),基礎(chǔ)好的學(xué)生也能夠在幫助其他學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中鞏固知識點(diǎn),從而優(yōu)化課堂教學(xué)質(zhì)量。

以“凸透鏡成像的規(guī)律”一課教學(xué)為例。為了讓學(xué)生理解凸透鏡成像的規(guī)律,并掌握凸透鏡、蠟燭、光屏這三者之間的位置關(guān)系,教師可以進(jìn)行分組,并以提問的形式呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的重難點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生展開探究。在實(shí)驗(yàn)中,教師需要鼓勵學(xué)生相互配合完成實(shí)驗(yàn)器材擺放、數(shù)據(jù)記錄等工作,以明確學(xué)生之間的分工,通過直觀的現(xiàn)象來掌握其中的物理知識,加強(qiáng)對知識點(diǎn)的認(rèn)知和理解。由于這一實(shí)驗(yàn)存在一定難度,許多學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中可能會出現(xiàn)錯誤,這可能影響到他們繼續(xù)探究知識的信心。而小組合作學(xué)習(xí)能夠加強(qiáng)學(xué)生之間的聯(lián)系,集合多人的智慧可減少實(shí)驗(yàn)中的錯誤,從而提高實(shí)驗(yàn)的成功率。

6.總結(jié)評價,引導(dǎo)學(xué)生反思創(chuàng)新

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師過去更注重對知識的講解,卻忽視了對實(shí)驗(yàn)的總結(jié)和反思。為優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,教師可以重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),增加總結(jié)評價環(huán)節(jié),引導(dǎo)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)中的零碎知識點(diǎn)綜合歸納,加強(qiáng)對理論知識的理解,掌握物理現(xiàn)象背后的原因,提升對物理知識的探究興趣。此外,教師還可以對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作過程進(jìn)行評價,讓學(xué)生認(rèn)識到自身優(yōu)勢和不足,進(jìn)而在課后完成反思,達(dá)到提升實(shí)驗(yàn)操作能力的目的。

以“物體的浮沉條件及應(yīng)用”一課教學(xué)為例。物體處于上浮、漂浮、懸浮、下沉等不同狀態(tài)時,對浮力、重力、密度的比較是教學(xué)中的一大難點(diǎn)。為此,教師可以開展實(shí)驗(yàn)教學(xué),加強(qiáng)學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握和理解。在課堂中,教師要準(zhǔn)備兩塊體積相等的鐵塊和蠟塊,并將其同時浸沒在水中后松手,讓學(xué)生觀察這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。學(xué)生會發(fā)現(xiàn)鐵塊沉到了杯底,而蠟塊卻浮在水面上。實(shí)驗(yàn)后,教師要引導(dǎo)學(xué)生對蠟塊和鐵塊展開分析,并歸納出物體的浮沉條件,讓學(xué)生了解F浮與G蠟、G鐵之間的關(guān)系,從而了解到浮力與重力之間的關(guān)系與規(guī)律。此外,教師還要對學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的一些表現(xiàn)展開綜合性的評價,將過程性評價與實(shí)驗(yàn)結(jié)果聯(lián)系在一起,從而實(shí)現(xiàn)對物理教學(xué)的優(yōu)化。

三、結(jié)語

在初中物理教學(xué)中,重視對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和形式的優(yōu)化可以有效加強(qiáng)學(xué)生對知識點(diǎn)的認(rèn)識和理解,同時提高課堂教學(xué)效率。然而,在優(yōu)化過程中,教師需要講究方式方法,盡量在實(shí)驗(yàn)過程中減少對學(xué)生思想和行為的干預(yù),讓他們獨(dú)立思考和完成實(shí)驗(yàn),以獲得最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過這種教學(xué)形式,學(xué)生能夠真正感受到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的價值和意義,從而逐步完善物理學(xué)科思維。