■徐州市第三十一中學 朱興國

問題提出：當前實驗教學已經(jīng)成為物理教學的主要教學形式。學生在參與實驗時經(jīng)常會出現(xiàn)如下問題：學生對實驗設計不明確、實驗器材使用不當、實驗現(xiàn)象收集困難等。這其實就是學生實驗技能不足的表現(xiàn)。所以在物理實驗教學過程中教師不僅要通過實驗完成學科知識的教學，還要兼顧實驗技能的培養(yǎng)。現(xiàn)行的教材并沒有在實驗技能的培養(yǎng)與訓練方面做出明確、系統(tǒng)的劃分和設計，這就需要教師在實際的課堂教學中根據(jù)學生的實驗技能水平，合理設計實驗教學的環(huán)節(jié)，適當突出實驗技能方面的內(nèi)容，以期更充分地發(fā)揮出實驗教學的作用。

解決方案：在物理實驗教學的設計中，具體的實驗操作要求應是基于學習進階的實驗技能培養(yǎng)。對于學生實驗技能的培養(yǎng)，也需要一個依次進階、逐級深化的教學設計。筆者將初中物理教學中一些相似相關(guān)的實驗進行整合，利用學習進階的思想進行統(tǒng)一的規(guī)劃和實施。主要解決學生在實驗設計、器材操作和觀察與測量等三方面出現(xiàn)的問題。下面結(jié)合具體案例加以介紹：（本文所涉及教材內(nèi)容均選自蘇科版初中物理教材）

一、實驗設計能力

實驗的設計能力在諸多實驗技能中無疑是處在核心的位置，是一種較為綜合的能力，當然對于初中生而言也是較難的一項。對實驗設計能力的培養(yǎng)大致分為三步：

1.經(jīng)歷一定數(shù)量操作簡單、觀察方便的實驗；

2.完成包含多項實驗觀察和器材操作的實驗；

3.根據(jù)實驗要求結(jié)合以往的實驗經(jīng)驗設計實驗過程，選擇恰當器材。以初中教材中“熱學”實驗為例，介紹實驗設計的進階過程（見表1）。

按照教材的編寫順序，從第2 個實驗開始就可以在前一個實驗的基礎上進行設計創(chuàng)新，以滿足新的實驗需要。教學中教師可以通過問題引導學生思考實驗的改進設計。如實驗2：我們既要給水加熱又要測量水的溫度，只有三腳架還行不行？需要什么樣的裝置來幫忙呢？實驗3：酒精燈的火焰的加熱范圍有限，直接加熱試管中的固體時，經(jīng)常出現(xiàn)一部分已經(jīng)熔化完畢，其余部分還未開始熔化的情況，怎樣才能使試管中的固體均勻受熱呢？實驗4：觀察物體升溫時，如何控制物體吸收相同的熱量？實驗5：怎樣才能觀察到燃料燃燒放出的熱量多少？在學生思考問題、討論解決方案的過程中會自然地與之前的實驗進行對比，既是對新情況的深入思考又是對已有實驗經(jīng)驗的回顧，學生能夠?qū)嶒灥睦斫庵鸺壖由睢?/p>

二、器材操作能力

學生的物理實驗技能是通過一個一個的實驗、一件一件的儀器、一項一項的要求逐步訓練出來的。教師如果不能夠從教學的全局出發(fā)把許多看似孤立的實驗聯(lián)系起來，也就很難確立一個整體的技能要求和有效實施技能培養(yǎng)的方案。初中階段，電學部分實驗占有很大比例，對電學元件的操作是學生在生活中沒有接觸過，從基本電路連接到電表使用，需要逐步依次練習。

表1

表2

以“電學”實驗為例：

在成人看來再簡單不過的擰螺絲動作，對于每天只拿筆寫字的學生而言也是需要專門練習的。每節(jié)課都可以從連接電路開始，根據(jù)需要對原電路進行改裝，既明確了實驗的設計目標，也達到了反復練習、熟練器材操作的目的。

三、觀察記錄能力

初中物理學習注重學生對自然現(xiàn)象的觀察和分析，而觀察是分析的基礎。生活中的光學現(xiàn)象學生看著很熟悉，但現(xiàn)象的成因是學生無法直接觀察到的。教學中教師指導學生借助光線這一模型，通過作圖的方式記錄下觀察到的光學現(xiàn)象對后期分析現(xiàn)象有很好的輔助作用。在實際作圖的過程中，學生動手畫圖的能力也是需要由易到難逐步培養(yǎng)的。

表2 為教材中所涉及光學現(xiàn)象節(jié)選：從上表中可以看出，對光學現(xiàn)象的觀察和記錄都建立在光線的模型基礎之上。通過實驗1認識光線，實驗2初步使用光線解釋現(xiàn)象，實驗3~6 能夠使用光線模型直接觀察現(xiàn)象并記錄。學生在多次作圖中不斷使用光線模型，增強了對實驗現(xiàn)象細節(jié)的把握也養(yǎng)成了利用光線分析現(xiàn)象的習慣。

綜上所述，學習知識需要循序漸進，實驗技能的提升也同樣需要持續(xù)訓練和反復思考。在整個課程大的學習進階的過程中，實驗技能部分的微進階教學可以有效幫助學生跨過一個個實驗中的難點，增強學科學習興趣，提高學科素養(yǎng)。