王新華

(江蘇省灌南縣初級中學(xué),江蘇 灌南 222500)

物理實驗教學(xué)具有趣味性、科學(xué)性以及實用性等特點,能夠激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)學(xué)生參與物理知識的思考、物理現(xiàn)象的探索.新課改倡導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動參與、樂于探究,培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力.物理教學(xué)的改革重視學(xué)生經(jīng)歷物理認(rèn)知過程,倡導(dǎo)多樣化的實驗教學(xué)方式,促進(jìn)初中物理實驗教學(xué)改革,促使學(xué)生全面發(fā)展,教師需對物理實驗教學(xué)給予充分關(guān)注,提升實驗教學(xué)水平.

1 初中物理實驗教學(xué)中存在的問題

1.1 實驗條件問題

實驗條件問題,主要是指實驗材料、實驗儀器的數(shù)量、質(zhì)量問題.為了適應(yīng)初中物理實驗教學(xué)的需求,中學(xué)普遍設(shè)置了專門的實驗教室,大多數(shù)的物理實驗,需要在實驗教室中應(yīng)用實驗器材完成.因此,教師會安排學(xué)生進(jìn)入實驗教室參與實驗學(xué)習(xí).然而,受到經(jīng)費、管理等因素的影響,部分實驗室中存在著器材質(zhì)量不佳、數(shù)量不足等問題,如物理實驗中的消耗性實驗材料未能得到及時補充,后續(xù)的實驗課程就會受到影響.

1.2 學(xué)生問題

學(xué)生的問題主要包括兩個方面.其一,部分學(xué)生對于物理實驗課程缺乏興趣.這類學(xué)生在實驗課堂中表現(xiàn)出態(tài)度不積極、不能嚴(yán)格按照實驗要求完成物理實驗等問題,如果這類學(xué)生的數(shù)量較多,物理實驗教學(xué)的氛圍就會受到影響.其二,實驗課程的教學(xué)地點、學(xué)習(xí)模式等與日常的物理課堂有著顯著差異,學(xué)生在進(jìn)入實驗室后容易出現(xiàn)注意力不集中、不能遵循課堂秩序要求等問題.

1.3 教師問題

教師的問題主要存在于教學(xué)觀念與教學(xué)行為兩個方面.目前,仍舊有部分物理教師存在“重理論輕實驗”的觀念,對實驗教學(xué)投入不足,實驗教學(xué)的教研水平有待提升.例如,在實驗教學(xué)中教師并未對學(xué)生的實驗參與過程進(jìn)行詳細(xì)記錄,也未能定期進(jìn)行教學(xué)總結(jié)與實驗教學(xué)的改進(jìn),而是長期采取同一種實驗教學(xué)模式,這就會影響到實驗教學(xué)的有效性.在實驗教學(xué)的教學(xué)行為中,某些教師存在著過度引導(dǎo)的問題,這會影響學(xué)生的自主思考與自主實踐參與.

2 初中物理實驗教學(xué)改革的意義

在物理學(xué)科的發(fā)展過程中,物理實驗與物理學(xué)理論的發(fā)展具有同步性,物理實驗為物理學(xué)理論提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ),是物理研究的基本方法,也是推動物理學(xué)理論發(fā)展的重要動力.受到傳統(tǒng)教學(xué)觀念、應(yīng)試、物質(zhì)條件等因素的影響,長期以來初中物理教學(xué)中存在重視理論教學(xué),對實驗教學(xué)關(guān)注不足的問題[1].物理實驗教學(xué)的改革,能夠促進(jìn)教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)觀念、行為的轉(zhuǎn)變,推動初中物理教學(xué)綜合水平的提升.另外,當(dāng)前的物理學(xué)科核心素養(yǎng)中,關(guān)注物理觀念、科學(xué)探究、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個維度,物理實驗課程更新與改革符合各素養(yǎng)的要求,能夠促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的提升.

3 促進(jìn)初中物理實驗教學(xué)改革的策略

3.1 充分融合現(xiàn)代教育技術(shù)

實現(xiàn)初中物理實驗教學(xué)和信息技術(shù)有效整合,不僅是新課改的要求,更是物理教師一直在思考和探究的課題.初中物理教師在實驗教學(xué)中不但可以通過信息技術(shù)誘導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實驗問題,還可以利用信息技術(shù)直接模擬物理實驗,增強實驗的可操作性.因此,現(xiàn)代信息教育技術(shù)與物理實驗的融合,既能夠適應(yīng)教師講解實驗的需求,也可以適應(yīng)學(xué)生的實踐需求[2].

第一,教師可以借助于信息技術(shù),呈現(xiàn)實驗相關(guān)的問題與問題的情境,引導(dǎo)學(xué)生參與到問題的思考中.例如,在聲音相關(guān)知識的學(xué)習(xí)中,教師需要引導(dǎo)學(xué)生通過實驗探究聲音產(chǎn)生、傳播的具體條件.在正式實驗開始前,可借助于多媒體設(shè)備展示不同類型的聲音,要求學(xué)生結(jié)合聲音的情境,推測聲音是如何發(fā)出與傳播的.具體的情境設(shè)置如下,在展示自然界聲音時,教師可以借助于多媒體播放自然紀(jì)錄片中蟋蟀鳴叫的聲音與畫面,要求學(xué)生觀察蟋蟀在鳴叫時的身體狀態(tài).通過多媒體展示,學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)蟋蟀在鳴叫時翅膀振動與聲音的發(fā)出具有同步性,一旦蟋蟀停止振動翅膀,鳴叫聲音也會停止.據(jù)此,某學(xué)生推測,蟋蟀聲音的發(fā)出與其翅膀的振動有關(guān).在案例的觀察中教師需向?qū)W生說明孤證不立的原則,并繼續(xù)展示青蛙鳴叫的畫面,引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)進(jìn)行猜想、探討.

第二,在現(xiàn)有的技術(shù)水平下,部分物理實驗可以通過虛擬實驗的模式完成.例如,在實驗器材不易得、實驗具有危險性、實驗難度較高等情況下,教師可以引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用信息學(xué)習(xí)設(shè)備完成虛擬的物理實驗.與現(xiàn)實中的實驗相比,虛擬實驗的操作較為便利,應(yīng)用時間短且安全性具有保障.例如,在電學(xué)知識的學(xué)習(xí)中,觸電實驗就具有較高的危險性,教師可選擇物理實驗?zāi)M軟件展示觸電實驗,并引導(dǎo)學(xué)生在教師的指導(dǎo)下完成虛擬實驗,教師需說明真實實驗狀態(tài)下的危險性,嚴(yán)禁學(xué)生根據(jù)虛擬實驗的經(jīng)驗自行參與真實實驗.

3.2 調(diào)整實驗教學(xué)的引導(dǎo)模式

在傳統(tǒng)的物理實驗教學(xué)中,實驗演示會限制學(xué)生的實驗參與主動性,演示過程是由教師完成的,學(xué)生不能實際動手參與其中,僅僅通過觀看獲得的信息比較有限.為此,教師可將實驗演示轉(zhuǎn)化為分組實驗,要求學(xué)生在小組中參與實驗觀察的過程,并進(jìn)行動手實驗[3].首先,教師需結(jié)合學(xué)生的實驗?zāi)芰?、物理學(xué)習(xí)水平等,對學(xué)生進(jìn)行適度的分層,并將不同層次的學(xué)生劃分入物理小組中,每個小組需由一名實驗?zāi)芰^為出色的學(xué)生擔(dān)任小組長,由組長負(fù)責(zé)分配實驗任務(wù),引導(dǎo)組員完成實驗,并記錄實驗的過程與結(jié)果.其次,小組成員需要自行完成實驗的過程.學(xué)生可通過不斷模擬操作,了解實驗操作的各類規(guī)范要求,提升實驗的能力,并逐一完成實踐.事實上,這種方式是對課堂實驗演示模式的一種合理變形,學(xué)習(xí)小組的規(guī)模相對較小,且小組中學(xué)生之間的身份更為平等,組員之間可以自由探討,共同確定實驗的具體操作方案,并由實驗?zāi)芰^為出色的組長進(jìn)行初步的操作.組長的初步操作,就是學(xué)生間的自主演示過程,學(xué)生可以更為清晰地觀摩到實驗演示的過程,也能夠充分參與實驗的前期思考.最后,各小組的實驗過程與實驗結(jié)果可能存在一定差異,教師可以要求不同小組進(jìn)行實驗演示,通過對比的方式向?qū)W生展示實驗中可能存在的問題.

3.3 鼓勵學(xué)生探究實驗創(chuàng)新

研究實驗創(chuàng)新,能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與動手能力.考慮到初中學(xué)生的物理知識水平較為有限,教師可通過師生共創(chuàng)的方式,鼓勵學(xué)生探究實驗創(chuàng)新.

第一,課內(nèi)實驗的創(chuàng)新.物理課程的課內(nèi)實驗受到課程教學(xué)內(nèi)容的限制,實驗的設(shè)計、實驗的形式多年來變化較為有限.就蘇教版的物理實驗課程設(shè)置來看,當(dāng)前探究性實驗的數(shù)量有所增加.然而,實驗的具體模式仍舊較為固定,學(xué)生很少參與到實驗設(shè)計、實驗調(diào)整等方面的創(chuàng)新探究.為此,教師可以引導(dǎo)學(xué)生就較為簡單的物理問題,借助于可用的各類器材,設(shè)計物理小實驗.在這類小實驗中,學(xué)生可以自由地選擇實驗器材,也可以根據(jù)自己的疑問設(shè)置具體的實驗問題,這均屬于實驗中的創(chuàng)新行為.例如,在浮力相關(guān)知識的學(xué)習(xí)中,某些學(xué)生堅持認(rèn)為處于漂浮狀態(tài)的木塊與處于沉底狀態(tài)的鐵塊,其所受的浮力不同,木塊受到的浮力更大.為此,教師可以為學(xué)生提供彈簧測力計,要求學(xué)生自行設(shè)計驗證實驗.

第二,課外實驗的創(chuàng)新.物理課內(nèi)的實驗受到課程知識內(nèi)容限制,可應(yīng)用的實驗器材較為有限.在課外實驗中,學(xué)生可以根據(jù)發(fā)散性思維提出物理問題,并應(yīng)用生活物品設(shè)計實驗.教師需要向?qū)W生強調(diào)實驗安全、科學(xué)的原則,為保證實驗的安全學(xué)生不得應(yīng)用危險的實驗器材,為保障實驗的科學(xué)性,需通過重復(fù)實驗驗證實驗過程的可復(fù)制性[4].例如,在力學(xué)知識的學(xué)習(xí)中,“筷子提米”的生活化實驗,就可以作為課外實驗.在玻璃杯內(nèi)裝入半杯大米,用筷子豎直插入米中將米壓緊,并加入少量水,靜待數(shù)分鐘后提起筷子,玻璃杯會同時被提起.可將該實驗作為樣本,要求學(xué)生設(shè)計類似的實驗,繼續(xù)驗證力學(xué)的理論知識.

3.4 拓展實驗教學(xué)的功能

首先,在實驗教學(xué)中需重視實驗?zāi)康牡脑O(shè)置,實驗可用于驗證、探究或者提供問題.教師需要結(jié)合實驗的內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生思考實驗應(yīng)用的目的,在此之前,需通過舉例說明的方式,講述不同類型實驗的目的.在明確的實驗?zāi)康囊龑?dǎo)下,學(xué)生能夠更為集中地關(guān)注實驗中與實驗?zāi)康年P(guān)系更為密切的部分.例如,在以驗證為目的的實驗中,實驗的結(jié)果是最為關(guān)鍵的,學(xué)生會注意把握實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性,以確保實驗教學(xué)的有效性.其次,為了適應(yīng)學(xué)生思考認(rèn)知的過程,教師可以將實驗的目的進(jìn)行更改,如可將驗證目的的實驗更改為探究實驗,這就可以幫助學(xué)生更多地關(guān)注實驗過程,做好過程的記錄.再次,教師還需引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主性的實驗學(xué)習(xí)總結(jié).以往的實驗學(xué)習(xí)總結(jié)以填寫實驗報告與教師評價為主,學(xué)生按照規(guī)定的實驗報告內(nèi)容完成填寫,并提交給教師由教師進(jìn)行評價.學(xué)生實驗參與的感受,在實驗中的發(fā)散性思考并不能體現(xiàn)在實驗報告當(dāng)中,這意味著部分學(xué)習(xí)的成果未能得到關(guān)注.為此,可通過附加信息等方式,在實驗報告周圍增加自己的實驗參與感受、提出與實驗相關(guān)的各類問題,教師評價時,需將這類信息納入評價考核范圍[5].

總之,在初中階段的物理教學(xué)中,教師需結(jié)合現(xiàn)狀對實驗教學(xué)進(jìn)行改革.首先,需借助技術(shù)手段促進(jìn)實驗教學(xué)的改革,通過融合現(xiàn)代教育技術(shù)可以豐富實驗的實踐方式,為學(xué)生思考實驗問題提供情境與空間;其次,需重視學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位,調(diào)整實驗教學(xué)的引導(dǎo)模式,由教師演示轉(zhuǎn)化為學(xué)生的小組合作實驗;再次,在實驗教學(xué)中教師還需結(jié)合不同的實驗場景,鼓勵學(xué)生探究實驗創(chuàng)新,可分別參與課內(nèi)實驗創(chuàng)新與課外實驗創(chuàng)新;最后,需拓展實驗教學(xué)的功能,關(guān)注實驗參與對學(xué)生思考的促進(jìn)作用.