季利鋒

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和物理理論的建立都必須以嚴(yán)格的物理實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，并接受實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn).因此，實(shí)驗(yàn)對于完成物理課程的教學(xué)任務(wù)，具有重要的作用.實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的，不是單純驗(yàn)證知識，獲得結(jié)論，而主要是通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力；在實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)探索，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng).那么，如何在初中物理實(shí)驗(yàn)過程中喚起學(xué)生探索欲望，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與動(dòng)機(jī)，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手能力、實(shí)踐能力、觀察能力和思維能力的科學(xué)素養(yǎng)呢？為此，筆者在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中認(rèn)真實(shí)踐，大膽嘗試，并收到了良好的教學(xué)效果.

1激發(fā)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)的興趣

皮亞杰說過“所有智力方面的工作都依賴興趣”.初中物理教學(xué)有著豐富多彩的內(nèi)容，不僅有關(guān)于各種理論、原理、概念的教學(xué)，還有發(fā)明家的成功事跡以及物理原理在生活中的實(shí)際應(yīng)用情況，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是指導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)的理論知識進(jìn)行驗(yàn)證、應(yīng)用.通過做實(shí)驗(yàn)，可以使學(xué)生對這些豐富多彩的物理知識加深印象，使其深受這些物理知識的影響，愛上物理實(shí)驗(yàn)，激發(fā)他們?yōu)榭茖W(xué)獻(xiàn)身的志向.例如，在講大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，筆者首先拿了一個(gè)吸盤壓緊在玻璃上，然后讓一個(gè)學(xué)生來拉，結(jié)果可想而知——不容易拉開.而筆者乘他們不注意時(shí)，用指甲在邊上撬了一個(gè)小縫，結(jié)果用兩只手指輕輕地就拉開了.這時(shí)學(xué)生的情緒達(dá)到了高潮.筆者接著趁熱打鐵，讓學(xué)生猜想形成的原因.此時(shí)學(xué)生的興趣和積極性被充分地調(diào)動(dòng)起來了.這時(shí)，筆者提出用身邊的器材來設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來證明大氣壓的存在：有的學(xué)生在一個(gè)礦泉水瓶里放點(diǎn)熱水，搖幾下后，蓋上瓶蓋后，瓶子變癟；有些學(xué)生在杯中裝滿水，并用一張硬紙片蓋上倒過來水不流出來等等.可見，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中激發(fā)學(xué)生的求知欲、探索的熱情，并努力使他們在學(xué)習(xí)中保持這種熱情與興趣，是物理教學(xué)中至關(guān)重要的一環(huán).

2引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，指導(dǎo)學(xué)生觀察和思考實(shí)驗(yàn)，有助于學(xué)生直觀形象地理解概念、物理原理及其變化規(guī)律，也有助于促進(jìn)學(xué)生物理素養(yǎng)的提高和創(chuàng)新性潛能的開發(fā)，通過讓學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的討論，可以大大激活學(xué)生的思維.例如，在學(xué)習(xí)測液體的密度時(shí)，筆者從實(shí)驗(yàn)的原理上來引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案.學(xué)生大概能歸納出兩種方案.

方案1先測出燒杯的質(zhì)量，然后將液體倒入燒杯測出總質(zhì)量，再將液體倒入量筒測出液體的體積，從而求出密度.

方案2先將液體倒入量筒中測出體積，然后測出燒杯的質(zhì)量，最后再將液體倒入燒杯測出總質(zhì)量，從而求出密度.

根據(jù)以上兩種方案進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，再比較，發(fā)現(xiàn)方案1比方案2測得的結(jié)果大.此時(shí)，筆者引導(dǎo)學(xué)生分析誤差產(chǎn)生的原因，讓學(xué)生修改設(shè)計(jì)，從而得到更好的方案3.

方案3先將液體倒入燒杯測出總質(zhì)量，然后將液體倒入量筒測出液體的體積，再測出此時(shí)燒杯的質(zhì)量，從而求出密度.

通過對實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)過程的討論，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)方案，既培養(yǎng)了學(xué)生主動(dòng)參與探究，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，又培養(yǎng)了學(xué)生良好的思維品質(zhì)和互相合作的精神和學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力.

3指導(dǎo)學(xué)生探索實(shí)驗(yàn)過程

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，其知識的闡述和理論的建立是通過學(xué)科探究得出的.傳統(tǒng)的物理教學(xué)忽略了學(xué)生科學(xué)探究，只注重知識的接受和掌握，甚至發(fā)展成在黑板上畫實(shí)驗(yàn)，學(xué)生背實(shí)驗(yàn)，這嚴(yán)重影響學(xué)生綜合素質(zhì)的形成.科學(xué)探究作為一種重要的學(xué)習(xí)方式，能使學(xué)生在獲得知識和技能的同時(shí)，又受到學(xué)科思維方法的訓(xùn)練，體驗(yàn)探究的樂趣，形成和發(fā)展探究能力，它對培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)具有不可替代的作用.

3.1培養(yǎng)學(xué)生識別實(shí)驗(yàn)器材的能力，是培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的首要條件

學(xué)生識別實(shí)驗(yàn)器材的能力不僅是學(xué)生正確完成物理實(shí)驗(yàn)的保證，也是以后學(xué)習(xí)中必備的基本能力.這就要求教師指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)，著重指導(dǎo)學(xué)生識別儀器的規(guī)格和性能，注意銘牌或說明書.如彈簧秤、天平、電壓表等，要讓他們弄清量程、分度值、零點(diǎn)及其調(diào)節(jié)方法和具體的使用方法.只有掌握以上四點(diǎn)，才能保證實(shí)驗(yàn)精確的完成和儀器、人身的安全.

3.2培養(yǎng)學(xué)生細(xì)致觀察實(shí)驗(yàn)的能力，是培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)的重要途徑

在物理實(shí)驗(yàn)中，有條理、有步驟地進(jìn)行觀察，才能獲得豐富的、正確的、全面的觀察材料.利用這些材料，經(jīng)過分析、抽象、概括，抓住了事物的本質(zhì)，作出正確的判斷和結(jié)論.對實(shí)驗(yàn)過程細(xì)致觀察，往往會(huì)發(fā)現(xiàn)一些異常現(xiàn)象.例如在研究并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)時(shí)，筆者采用了圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路.當(dāng)閉合S1時(shí)，讀出了電流表A1和A的示數(shù)，再閉合S2時(shí)，大部分同學(xué)只觀察了A2和A的示數(shù)，而忽略了A1示數(shù)的變化.因此，要強(qiáng)調(diào)細(xì)致觀察的重要性.歷史上就有科學(xué)家對微小的現(xiàn)象沒有引起足夠的重視，導(dǎo)致與重大發(fā)現(xiàn)擦肩而過.

3.3培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，是培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的必要途徑

物理實(shí)驗(yàn)本身就是一個(gè)操作過程，學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力的高低直接影響到他們今后的工作和學(xué)習(xí).生活中小到照明電路的安裝，各種物體質(zhì)量的測量，大到交通運(yùn)輸和生產(chǎn)勞動(dòng)都需要這方面的能力.因此，我們要最大限度盡可能地給學(xué)生創(chuàng)造動(dòng)手動(dòng)腦的機(jī)會(huì)，這對提高學(xué)生的操作能力是很有幫助的.例如，在導(dǎo)體的電阻與溫度有關(guān)的實(shí)驗(yàn)、電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)等比較復(fù)雜的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)中，教師可通過示范操作來減少實(shí)驗(yàn)的盲目性，巡回指導(dǎo)來提高實(shí)驗(yàn)過程的正確性.又如在剛學(xué)習(xí)電路連接時(shí)，雖然按課本安排有“組成串聯(lián)電路和并聯(lián)電路”的實(shí)驗(yàn)，但畢竟只是一次連接實(shí)驗(yàn)，許多學(xué)生對電路連接還是很生疏.因此，教師可以設(shè)計(jì)一些電路圖讓學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的連接實(shí)驗(yàn)，保證學(xué)生有更多機(jī)會(huì)動(dòng)手操作，這對提高學(xué)生連接電路的能力也是很必要的.

3.4通過開放實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提供時(shí)空

對于一些開放性的實(shí)驗(yàn)，如果在課堂上探究，時(shí)間上有時(shí)會(huì)無法滿足，所以開放實(shí)驗(yàn)室顯得十分必要了.只要沒有安全隱患，教師不妨給學(xué)生留下一點(diǎn)自由探究的空間.

3.4.1在實(shí)驗(yàn)室里完成

例如，學(xué)生在做測定小燈泡功率實(shí)驗(yàn)后，教師可布置：如果只有電壓表或只有電流表，其它儀器自選，測定標(biāo)有3.8 V的小燈泡的額定功率.這個(gè)實(shí)驗(yàn)就是在給定條件下，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來完成實(shí)驗(yàn)操作，這極有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性操作能力.

通過對燈泡的功率的探索，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)了燈泡的功率隨著燈泡兩端電壓的改變而改變，從而進(jìn)一步探究，知道了燈泡的電阻也隨著燈泡兩端電壓的改變而改變，很好的理解了定值電阻與電壓無關(guān)的結(jié)論，學(xué)到了書本上沒有的知識.

3.4.2在家里完成

例如在學(xué)習(xí)天平、彈簧測力計(jì)等知識后，可布置小實(shí)驗(yàn)自制天平、橡皮測力計(jì)等，讓學(xué)生自己動(dòng)手做，這樣不僅培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察能力和思維能力，還能提高學(xué)生積極性，引起學(xué)生濃厚的興趣，增加了學(xué)生的求知欲.

總之，通過開放實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)的主人，為學(xué)生提供更多的思維時(shí)空，激發(fā)學(xué)生求異創(chuàng)新的能力.

3.5加強(qiáng)學(xué)科間聯(lián)系，是培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的輔助條件

生活中的實(shí)際問題，往往沒有明顯的學(xué)科界限，需要綜合運(yùn)用各科知識來分析、解決問題.2011版新課標(biāo)更強(qiáng)調(diào)了要加強(qiáng)物理與其他學(xué)科的聯(lián)系.初三在學(xué)“燃料及其熱值”時(shí)知道內(nèi)能的主要來源是燃料燃燒得到的，因?yàn)槿剂显谌紵龝r(shí)發(fā)生了化學(xué)變化，生成了新物質(zhì)，產(chǎn)生的廢氣與水蒸氣結(jié)合，會(huì)形成酸雨影響農(nóng)作物生長，氣候變化等.這就涉及到了物理和化學(xué)方面的問題.因此，教師在平時(shí)授課時(shí)，要經(jīng)常注意學(xué)科間的整合，才能夠提高學(xué)生的綜合能力，提高學(xué)生的學(xué)科綜合素養(yǎng).

當(dāng)然，在初中物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的方法還有很多.為此，我們教師一定要以實(shí)驗(yàn)為契機(jī)，鼓勵(lì)學(xué)生大膽創(chuàng)新，積極探索，在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、敢于探索的科學(xué)品質(zhì)，讓學(xué)生得到全面的發(fā)展.