劉碧雷

摘? 要：實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)中非常重要的組成部分。在物理教學(xué)中要重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，使學(xué)生形成自主探究的意識(shí)，這是每一個(gè)物理教師研究的重要課題之一。下面，筆者結(jié)合物理教學(xué)實(shí)際就初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中科學(xué)思維培養(yǎng)的策略談幾點(diǎn)做法。

關(guān)鍵詞：初中物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué);思維發(fā)展

實(shí)驗(yàn)作為初中物理整體教學(xué)的有機(jī)組成部分，對(duì)學(xué)生形成深刻的物理認(rèn)知、建立完善的物理框架體系都有極為重要的意義及作用。也正因?yàn)槿绱?，初中物理教師?yīng)當(dāng)想方設(shè)法提升初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率與質(zhì)量，以助力學(xué)生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展。長(zhǎng)期從事初中物理教育教學(xué)工作，我收獲頗深，僅將個(gè)人物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效做法簡(jiǎn)單總結(jié)如下。

一、科學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展

在當(dāng)前初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，大多數(shù)教師會(huì)提前為學(xué)生設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)步驟，并提供相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材，學(xué)生只需要按部就班地完成即為完成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。但物理實(shí)驗(yàn)的根本目的其實(shí)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，這也是學(xué)生在將來(lái)從事科學(xué)研究的重要基礎(chǔ)能力。因此，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)注重對(duì)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)自主設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。教師要讓學(xué)生結(jié)合書(shū)本理論知識(shí)和操作注意事項(xiàng)，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟有效地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。例如在“探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可為學(xué)生提供相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材，引導(dǎo)學(xué)生先在稿紙上畫(huà)出實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)圖，再根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，最終獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，然后再按操作步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在這一過(guò)程中教師發(fā)揮引導(dǎo)者的作用，給予學(xué)生相應(yīng)的技術(shù)指導(dǎo)，指出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題并提出改進(jìn)意見(jiàn)，但主動(dòng)權(quán)還是要掌握在學(xué)生手中，真正實(shí)現(xiàn)以物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展。實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證科學(xué)理論推斷的重要方法，在初中物理教學(xué)過(guò)程中，物理實(shí)驗(yàn)也是學(xué)生驗(yàn)證理論知識(shí)正確與否的有效手段。因此，在物理實(shí)驗(yàn)開(kāi)始之前，教師可以針對(duì)學(xué)生在理論學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生的疑問(wèn)，創(chuàng)設(shè)相應(yīng)情景，引導(dǎo)學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行自主觀察，根據(jù)觀察內(nèi)容，利用類比推理、邏輯推理等科學(xué)方法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)推理，最終將推理結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相對(duì)比，尋找二者之間的差異，進(jìn)一步探討實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和相關(guān)問(wèn)題，加強(qiáng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的科學(xué)思維培養(yǎng)。

二、注重對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集來(lái)推動(dòng)思維發(fā)展

初中物理實(shí)驗(yàn)的初衷是將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與猜想進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證科學(xué)理論的嚴(yán)謹(jǐn)性。因此，在物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論與分析，推動(dòng)學(xué)生科學(xué)論證思維的發(fā)展。例如，在研究“阿基米德原理”時(shí)，教師首先提出設(shè)想：物體所受到的浮力是否是決定物體能否漂浮在液體表面的關(guān)鍵？隨后教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，利用小球在水中浮沉的現(xiàn)象推斷出：當(dāng)浮力小于重力時(shí)物體下沉，當(dāng)浮力大于重力時(shí)物體漂浮于液體表面，最終推導(dǎo)出“物體能否漂浮在液體表面是由浮力與重力共同決定的”結(jié)論。如此通過(guò)實(shí)際操作幫助學(xué)生驗(yàn)證科學(xué)理論，一方面加深學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的印象，幫助學(xué)生深入理解知識(shí)要點(diǎn)，另一方面還可以使學(xué)生養(yǎng)成利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)探究與論證的習(xí)慣，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

三、立足學(xué)生生活，踐行生活化實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念

提到實(shí)驗(yàn)，大部分教師認(rèn)為其必須要在物理實(shí)驗(yàn)室才能完成。實(shí)則不然。初中物理學(xué)科所涉及的知識(shí)與我們?nèi)粘Ｉ钣忻芮械穆?lián)系，所涉及的物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更是可以借助生活中常見(jiàn)的事物進(jìn)行。初中物理教師應(yīng)當(dāng)有意識(shí)地改變學(xué)生關(guān)于物理實(shí)驗(yàn)專業(yè)設(shè)備才能進(jìn)行的固有認(rèn)知，有意識(shí)地從學(xué)生實(shí)際生活出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展生活化的物理實(shí)驗(yàn)。例如在教學(xué)“光的折射”這節(jié)知識(shí)時(shí)，我便帶領(lǐng)學(xué)生利用家庭中常見(jiàn)的透明礦泉水瓶、水、一張畫(huà)有小魚(yú)的紙做了如下的趣味實(shí)驗(yàn)：首先，將畫(huà)有小魚(yú)的紙張放在透明礦泉水的一側(cè)，這時(shí)透過(guò)透明礦泉水瓶可以看到對(duì)面有一條小魚(yú)。接著，持續(xù)往透明礦泉水瓶中加入水，直到位置比小魚(yú)的位置稍高一些，這時(shí)，再觀察畫(huà)有小魚(yú)的紙張，會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn)小魚(yú)游的方向竟然發(fā)生了變化。該物理實(shí)驗(yàn)的器材簡(jiǎn)單，操作步驟也非常容易，但卻蘊(yùn)含著豐富的物理奧秘。如此一來(lái)，借助這一物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及其相關(guān)結(jié)果便使學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)認(rèn)知及其探索熱情都得到了充分的鍛煉與發(fā)展，而這顯然也大大提升了初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整體效益及其質(zhì)量。

日常生活中的很多器具都具有實(shí)驗(yàn)功能，只是需要教師和學(xué)生去發(fā)現(xiàn)。用日常器具做物理實(shí)驗(yàn)，可以確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程直觀、簡(jiǎn)便，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)理解。在對(duì)學(xué)生開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，需要秉承節(jié)約的原則，利用身邊物品，開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)。這不僅可以讓學(xué)生感受到物理實(shí)驗(yàn)與生活的緊密度，從而簡(jiǎn)化物理實(shí)驗(yàn)的難度，也可以確保每名學(xué)生都可以擁有物理實(shí)驗(yàn)道具，提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。同時(shí)，很多物理實(shí)驗(yàn)不受時(shí)空的限制，可以讓學(xué)生隨時(shí)隨地進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，突破了傳統(tǒng)層面去物理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的不便。此外，在涉及一些物理實(shí)驗(yàn)教具，但學(xué)校卻沒(méi)有或不便于使用的情況下，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考用其他常見(jiàn)生活物品進(jìn)行替代，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)替代品同樣能夠開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。再者，教師應(yīng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行鼓勵(lì)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的物理知識(shí)學(xué)習(xí)積極性，促使學(xué)生產(chǎn)生物理學(xué)習(xí)情感，增強(qiáng)物理學(xué)習(xí)主體意識(shí)。同時(shí)，教師還可以鼓勵(lì)學(xué)生自行根據(jù)物理教材中的知識(shí)內(nèi)容，設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程，這可以激發(fā)學(xué)生的物理知識(shí)分析思考能力、物理創(chuàng)新性能力，能夠有效確保學(xué)生物理核心素養(yǎng)的提升。

四、依托信息技術(shù)，實(shí)施信息化初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

初中階段學(xué)生的抽象化思維尚未全面形成，為此，他們?cè)谟龅揭恍┹^為抽象與復(fù)雜的內(nèi)容時(shí)表現(xiàn)得有些吃力，實(shí)際學(xué)習(xí)與掌握的效果也不甚理想。針對(duì)這一情況，教師有必要結(jié)合本學(xué)科實(shí)際教學(xué)的特點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)直觀化、形象化的教育氛圍及其環(huán)境。信息技術(shù)本身具備直觀形象的特點(diǎn)，在達(dá)成上述教育目標(biāo)方面有自身優(yōu)勢(shì)，為此，教師不妨依托信息技術(shù)，實(shí)施信息化的初中物理教育教學(xué)活動(dòng)。例如，在教學(xué)“升華和凝華”這節(jié)知識(shí)時(shí)，由于兩者的概念極為相似，學(xué)生非常容易混淆，但由于客觀原因又無(wú)法在課堂內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以加深學(xué)生印象，我便在物理教學(xué)活動(dòng)中有意識(shí)地借助信息技術(shù)手段為學(xué)生播放了升華和凝華的現(xiàn)象。像嶄新的電燈泡的鎢絲是怎么一天天變黑的;放在衣柜里的樟腦丸一天天變小，直到最后完全消失了;冬天晾在室外的衣服，一直呈現(xiàn)硬邦邦的冰凍狀態(tài)，但是令人驚奇的是，其竟然也能晾干……這些都是短時(shí)間內(nèi)無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)看到的現(xiàn)象，但是借助信息技術(shù)，卻能在較短的時(shí)間內(nèi)將其過(guò)程有效歸納，進(jìn)而以一種直觀而形象的方式呈現(xiàn)給學(xué)生。這種播放視頻呈現(xiàn)過(guò)程的實(shí)驗(yàn)方式也屬于初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)組成，有助于學(xué)生借助物理實(shí)驗(yàn)獲得深刻的物理學(xué)習(xí)認(rèn)知。

又如在教學(xué)“液體的壓強(qiáng)”時(shí)，教師要求學(xué)生掌握液體內(nèi)部的壓強(qiáng)特點(diǎn)，以及影響液體壓強(qiáng)大小的因素。由于這部分知識(shí)點(diǎn)比較抽象，需要學(xué)生將以前學(xué)過(guò)的力和密度進(jìn)行靈活應(yīng)用，因此學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)難以掌握這部分知識(shí)。針對(duì)這種情況，教師可以在講課前通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查找液體壓強(qiáng)的相關(guān)視頻，這樣學(xué)生在觀看的過(guò)程中，可以更為直觀地了解液體壓強(qiáng)的概念和影響因素。在學(xué)生觀看結(jié)束之后，教師可以采用探究提問(wèn)的教學(xué)方式，促使學(xué)生在解決問(wèn)題中培養(yǎng)自身的創(chuàng)新思維。比如，教師可以針對(duì)視頻中的內(nèi)容以及課本中的知識(shí)點(diǎn)詢問(wèn)學(xué)生“視頻主要講述了什么內(nèi)容？液體對(duì)容器的底部和側(cè)壁有壓強(qiáng)嗎？液體本身有沒(méi)有壓強(qiáng)？”等，當(dāng)教師將問(wèn)題羅列好后，教師可以將學(xué)生按照課堂學(xué)習(xí)能力進(jìn)行分組，在分組中將學(xué)習(xí)能力強(qiáng)和學(xué)習(xí)能力一般的學(xué)生組織到一起，這樣他們?cè)诮鉀Q問(wèn)題的過(guò)程中，可以分析其他同學(xué)的學(xué)習(xí)方式，加強(qiáng)他們的創(chuàng)新探索能力。因?yàn)檫@部分知識(shí)點(diǎn)比較難，防止學(xué)生在交流的過(guò)程中出現(xiàn)側(cè)重點(diǎn)偏移的情況，教師可以在他們進(jìn)行交流時(shí)提問(wèn)，采用化繁為簡(jiǎn)的方式將原來(lái)的問(wèn)題劃分成不同的小問(wèn)題，這樣可以明確解決問(wèn)題的方向，促使他們更好地投入到探索問(wèn)題的學(xué)習(xí)中來(lái)。

五、培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑的精神，提高科學(xué)思維的品質(zhì)

在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師以口頭傳授的方法將理論知識(shí)灌輸給學(xué)生，學(xué)生的任務(wù)就是將理論知識(shí)理解并運(yùn)用到實(shí)際做題中，這樣的填鴨式教育導(dǎo)致學(xué)生對(duì)理論知識(shí)一知半解，有疑問(wèn)也無(wú)法得到論證。物理實(shí)驗(yàn)恰好解決了這一問(wèn)題。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中會(huì)對(duì)理論知識(shí)產(chǎn)生質(zhì)疑，教師此時(shí)就可以利用學(xué)生的質(zhì)疑引導(dǎo)其對(duì)科學(xué)理論進(jìn)行思考，改變以往全盤(pán)被動(dòng)接受的局面，促進(jìn)學(xué)生自主思考。例如，在探究“焦耳定律”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生往往會(huì)提出以下疑問(wèn)：電壓大小能否影響電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量？此時(shí)教師就應(yīng)對(duì)學(xué)生的問(wèn)題重視起來(lái)，利用當(dāng)前實(shí)驗(yàn)設(shè)施和生活常識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證。教師可以以家用電器為例提出問(wèn)題：什么情況下家用電閘空氣開(kāi)關(guān)會(huì)自動(dòng)跳閘？學(xué)生經(jīng)過(guò)討論最終得出“并聯(lián)電器越多導(dǎo)致傳導(dǎo)溫度變高最終跳閘”的結(jié)果，教師提示“并聯(lián)家用電器在使用過(guò)程中電壓始終為220V，并沒(méi)有變化”，最終學(xué)生得出“電壓并不能影響電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)的熱量”的結(jié)果。如此，學(xué)生在質(zhì)疑之中加深了對(duì)于理論知識(shí)的印象，教師也在論證之中培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維。

六、開(kāi)展小組合作，組織合作化的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)

初中學(xué)生的能力有限，為此，物理教師不妨嘗試引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組間的合作與交流，以小組為單位開(kāi)展充滿探究的合作化活動(dòng)。相信，這對(duì)于學(xué)生獲得合作能力以及深刻的物理認(rèn)知都有極為重要的意義。我在自身的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中很好地踐行了上述觀點(diǎn)，得到的反饋良好。例如在教學(xué)“探究——摩擦力的大小與什么有關(guān)”這一物理實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，我并沒(méi)有只是在講臺(tái)前做演示性質(zhì)的物理實(shí)驗(yàn)，而是鼓勵(lì)學(xué)生按照就近原則組合成學(xué)習(xí)小組，并以小組為單位提出猜想，進(jìn)行驗(yàn)證，并嘗試根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)規(guī)律與結(jié)論。根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，采用合作實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式，讓他們?cè)诤献鲗?shí)驗(yàn)的過(guò)程中學(xué)習(xí)其他同學(xué)分析實(shí)驗(yàn)的邏輯，提升自身的動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維。例如在教學(xué)“運(yùn)動(dòng)的快慢”時(shí)，教師要求學(xué)生掌握速度的相關(guān)公式，以及勻速直線運(yùn)動(dòng)、變速運(yùn)動(dòng)的相關(guān)概念。針對(duì)這樣的教學(xué)目標(biāo)，教師可以將學(xué)生分成不同的隊(duì)伍，在分隊(duì)的過(guò)程中，將動(dòng)手能力較強(qiáng)和動(dòng)手能力較弱的學(xué)生組織到一起，這樣他們?cè)诤献鲗?shí)踐的過(guò)程中可以相互學(xué)習(xí)對(duì)方身上的長(zhǎng)處。當(dāng)教師將班級(jí)上的同學(xué)分好隊(duì)伍后，可以組織他們進(jìn)行合作實(shí)驗(yàn)，因?yàn)閷W(xué)生的動(dòng)手能力有限，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)的過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)操作順序錯(cuò)誤或者不當(dāng)?shù)那闆r，這時(shí)，教師先不要打斷學(xué)生的實(shí)驗(yàn)步驟，讓他們?cè)趯?shí)驗(yàn)的過(guò)程中通過(guò)自己的摸索發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。為了防止學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)操作步驟遺忘的情況，教師可以讓每個(gè)隊(duì)伍的學(xué)生記錄自己的實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，讓不同隊(duì)伍推薦一名代表，在課堂上講述自身的實(shí)驗(yàn)過(guò)程以及結(jié)果，在學(xué)生講述的過(guò)程中，可以讓其他隊(duì)伍的同學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充，這樣可以促使他們?cè)谘a(bǔ)充交流的過(guò)程中培養(yǎng)自身的創(chuàng)新思維能力。

七、結(jié)語(yǔ)

總而言之，初中物理教師應(yīng)當(dāng)積極探索有效的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略，切實(shí)以實(shí)驗(yàn)為載體，推動(dòng)學(xué)生收獲物理知識(shí)、鍛煉物理能力、獲得物理素養(yǎng)的成長(zhǎng)與進(jìn)步。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)器材的投資力度，提高器材和教學(xué)內(nèi)容的匹配程度，借助多媒體的教學(xué)方式，加強(qiáng)學(xué)生的探索能力，通過(guò)合作實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提升學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

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（責(zé)任編輯：陳華康）