物理实验教学方式转变的几点尝试

王茂东

物理实验教学方式转变的几点尝试

王茂东

初中阶段的学生，由于年龄特征、心理特点决定了他们对尝试练习、动手操作等实验有着浓厚的兴趣。作为物理教师，就应该紧紧抓住这一积极因素，努力发挥教师在实验教学过程中的组织、引领、指导作用，最大限度地使学生以极大的热情投入到物理学习中，以学生为中心，以实验为主导，以新颖为亮点，从而提升物理学科的品位，提高学生的科学素养。结合平时的教学活动，笔者在具体的实验过程中，着力从以下4个方面变革实验的教学方式。

一、创设问题情境，变教师演示为学生展示

富有新意的情境创设，可以大大调动学生在课堂上的主观能动性，让学生能够在课堂上带着问题去学习。以教材中的演示实验为例，如果教师一味地自己在课堂上操作，坐在座位上的学生有可能因为距离远、视角偏等原因，观察到的实验现象不够清楚；再者，学生由于自己没有亲身体验演示操作的过程，体会也不会深刻。这样，在实施教学过程时，学生往往会感到教师的演示实验是走过场，效率会大大下降。针对此种情形，笔者在具体的演示实验教学中，一改教师在讲台上进行单一的演示为学生自己在教师指导下的演示、交流、展示，具体表现为两大形式：

(1)给定器材，分组演示。在物理演示实验中，有很多器材是实验室或者学生身边的学习用品，教师如果能将这些器材回归到学生中，通过问题创设教学情境，让学生带着问题去演示、操作，那么可以收到意想不到的良好效果。如在学习“压力作用效果大小与哪些因素有关”时，教材中是让教师把压力小桌的桌面和四条腿分别放在泡沫上，观察桌面和四条腿陷入泡沫的深度，从而得出压强大小与受力面积的关系。这样的实验方式，学生很难观察到明显的现象。在教学中，笔者做了一定的调整：通过课件展示出两个体重差不多的小孩在雪地上行走的情形，一个是用雪橇，能行走如飞；一个是直接在雪地上步履蹒跚的蜗行。让学生从感官上对压力作用效果与受力面积的关系有初步认识。让学生用自己的两个手指分别按在已经削好的铅笔的两端进行感受，再让两个学生一组，用手掌和手指按在气球上，观察手掌和手指陷入的深度。这样结合学生自己的演示操作，让学生切身体会到了“压力一定时，受力面积越小压力作用效果越明显”的理论。这样的变化，让学生经历了从感官到感受，从感受到体验的过程，提高了学习的积极性，为更好地学习压强知识打下了基础。

(2)自备器材，交流合作。在实验室器材有限的情况下，如果教师仅凭一次或两次演示，很难让学生认识物理现象，理解物理知识。所以有必要让学生从生活中寻找器材，自备一些实验材料，在教师的引导、指导下，自主演示，小组交流，提高实验的效果，进一步强化物理知识。例如笔者在教学《大气压》这一节时，为了演示“大气压的存在和大小”，课前让学生根据要求收集一些器材，如玻璃杯、鸡蛋、纸片、注射器、塑料挂衣钩、易拉罐、橡皮泥等，课上利用在大试管中装有水和小试管，将其倒置过来，发现水在向下流出时小试管却在大试管中徐徐上升的现象，激发学生兴趣，然后调动学生的热情：“老师刚才用大小试管证明了大气压的存在，你们能用自己带来的器材进行实验吗？”此时，学生早已按捺不住了，这时安排学生以小组为单位进行实验。在进行交流时，发现学生运用自备器材进行实验的方法还真多，真正达到了让学生在“学中活动，活动中学”的目的。

当然，变教师演示实验为学生自主实验的形式还有多种，但不管怎样，进行演示实验的最终目的还是要调动学生的学习积极性，让学生以饱满的热情、高涨的兴致投身到课堂教学中。

二、激发学生兴趣，变验证实验为探究实验

物理课程标准强调：物理实验教学应立足于学生的实际，采取积极有效的教学方式，让学生在活动中获得知识、技能，发展能力。初中物理教材中的不少学生实验都是以验证性为主的，验证性实验从教学要求与目的来看，只要求教师讲明实验目的，给出实验器材和步骤以及实验的方法和注意点，让学生根据教师列出的教学清单“照方抓药”。这样的教学形式，学生也能够掌握实验的方法，明确实验的结论，但由于学生没有经历猜想、假设、探究的过程，学习物理的兴趣会大打折扣，可能过不长时间也就遗忘了。所以，从调动学生学习热情、提高学生合作能力的角度出发，教师很有必要在实验教学中立足于教材、学生以及教师自身实际，积极采取以“自主、合作、探究”为主要学习方式的教学模式，同时在实施中要把握好“度”，不能唯形式花俏而探究。在进行探究性实验教学过程中，教师要通过问题的引入，让学生在教师的指导下运用实验器材进行自主实验，分析比较现象，收集处理数据，寻找规律。物理实验教学中有很多探究的素材，关键是教师对其理解、剪裁、运用的能力。

例如“比较两个不同规格的灯泡的亮度”的实验，笔者在上课开始先让学生回忆生活中所使用的白炽灯泡的种类，然后出示“220 V 100 W”和“220 V 40 W”两种规格的白炽灯泡，问：“这两个灯泡哪个更亮呢?”(提出问题)，学生讨论、交流、汇报自己的不同看法，有认为100 W的更亮的，也有认为40 W的灯泡更亮(猜想假设)的。这时将相同意见的学生编为一组，组织他们利用手边的器材进行合作，自主实验，分别测量两个灯泡在不同电路中的电功率，并将观察的现象和实验数据记录在实验报告上(设计实验、收集数据)，分析讨论自己小组的实验数据，运用学过的物理公式进行论证(分析论证)，再次让两个小组的学生将实验的方法、分析得出的结论以及理论论证的理由展示给全班学生(交流评估)，最后让学生得出灯泡的亮度取决于实际电功率而不是额定电功率的结论(总结结论)。学生经历了这样一系列的探究过程，亲身体会了实验探究的设计、概括、总结，感受到了实验的成功，对实验结论形成了非常深刻的印象。

所以从某种意义上讲，探究性实验对培养学生的创造性思维和能力是大有益处的，特别是对学生理解概念、规律，形成技能起着重要作用，作为物理教师切不可忽略这一点。

三、突出能力训练，变课内实验为课外实验

物理实验中，能力训练主要表现在观察实验现象的能力、分析数据概括的能力、动手操作的能力、交流合作的能力以及实验创新的能力，而交流合作能力和实验创新能力又是能力训练中的核心。如果教师仅凭借课堂45分钟的教学时间，学生很难在短时间内具备这些能力，这就要求教师在实施实验教学过程中，大胆放手让学生做，开拓学生进行实验的时间和空间，让他们充分利用好课余时间，采用结对小组的形式，激励合作创新，挖掘潜在能力，充分发挥出学生自身的能力。

基于上述观点，要将课内实验向课外实验进行延伸，通常有两种方式：

(1)课前实验。所谓课前实验，就是让学生通过对课本中相关知识的预习，了解物理实验需要注意的问题、需要的器材、使用的方法，通过小组合作形式，进行相关实验的尝试操作，让小组各成员间达成一定的共识。如在学习“电路的连接”时，笔者就在课前将要预习的知识要点以提纲的形式下发给每一位学生，并且给每个小组发放一定的实验器材，如电池、小灯泡、导线、开关等，让他们课下利用这些器材组装电路，讨论电路的连接究竟有几种。通过课前学生间的自主探究，发现有不少学生在实验过程中发现了很多的问题，有将两灯泡串联、并联的，也有将灯泡组成电路后，由于出现了局部短路或电源短路而导致灯泡不能发光的情形，还有学生利用自己设计的电路探究了串并联电路的特点。这些课前实验，为课堂上进行“电路的连接”内容的学习，积累了很好的素材，为教师在课堂教学中采取有效、能动的教学方式提供了强有力的依据和保障；更为重要的是，由于学生在课前经历了小组各成员间的交流、讨论，学生之间的合作意识进一步加强，互帮互学的学习氛围也很容易形成。

(2)课后实验。课后实验是在学生已经掌握了相关的物理知识后，利用身边器材，如生活用品、学习材料、测量工具等对课本中的实验进行拓展和延伸，提高学生动手动脑的能力。这样的实验安排有助于强化物理知识，发展学生的创新能力，更好地巩固技能和技巧，提升学生的科学素养。如在学习了“液体的沸腾”后，笔者安排学生利用学习用品—纸做成纸锅，观察用纸锅将水烧沸腾时的现象，从而让学生理解液体在沸腾时吸收热量温度不变这一难点，同时也让学生通过分析比较得出“纸的着火点比水的沸点高”这一个知识点；学习了“浮力及利用”后，让学生利用雪碧瓶和小塑料瓶制成“浮沉子”，通过自己的实验操作体会物体所受到的重力和浮力大小是决定物体浮沉的条件，同时也能认识到改变物体重力比改变浮力更可行，从而强化了潜水艇的工作原理；学习了“摩擦力”后，让学生利用身边的大米、筷子和碗做“筷子提米”实验，使学生明确该实验成功的注意事项，结合实验，学生感受到了摩擦力的神奇，巩固了增大和减小摩擦力在实际生活中的应用，从而使学生感受到物理就在我们的身边，极大地激发了学生学习的兴趣和热情。

总之，“从生活走向物理，从物理走向社会”是课改教学的全新理念。所以让学生在课前、课后进行有的放矢的实验尝试，让他们结合所学物理知识和生活实际，开展小组间的实验技能比赛，也不乏是实验教学中一个有效尝试。

四、运用多种策略，变单一实验为多元实验

物理教材中的很多实验都具有单一性，往往是就某一问题组织实验教学，学生在进行实验过程中常常会出现就实验研究实验，分析、总结、概括实验结论时，思维很容易僵化，发散思维、创新思维就会被扼杀，大大削弱了实验教学的功能。作为物理教师，不能站在学生的角度考虑问题，而应该从教材出发，纵观整个教材的编排体系，在实验教学中充分运用多种策略，调动学生已有的知识储备，挖掘出单一实验中所蕴藏的深刻内涵，变单一型实验为多元化实验，这样才能提高学生综合解决问题的能力。

如在教学完“影响导体电阻大小的因素”的实验后，基于学生通过实验的研究知道了“导体的温度升高时其电阻会增大”这个知识要点，于是笔者将该实验进行了适当地调整，在原来的电路旁边再并联一个与之相同的实验电路，只是将白炽灯的灯丝换成了玻璃，用酒精灯分别加热灯丝和玻璃，让学生观察实验现象。发现前者电路电流表的示数会逐渐变小，后者电路中电流表的示数会逐渐变大，然后分析比较得出两个不同的结论：前者说明导体的电阻大小与温度有关，后者说明了绝缘体和导体之间并没有绝对的界限。这样多元化的实验让学生不仅比较、分析了两个容易混淆的实验，更为重要的是，又进一步巩固了并联电路特点的物理知识，起到了一石二鸟的作用。

再有，在运用生活器材进行多元化实验时，一定要让学生放下包袱，大胆想象，利用现有的知识积累，学会由此及彼，举一反三，这样才能培养学生联系生活实际解决问题的能力和创新能力。这样的实验教学在初三复习期间显得尤为重要。例如，笔者在中考实验专题复习时，就以医用塑料注射器为例，让学生联系已经学过的声学、力学、热学、电学知识进行思考，想想可以做哪些实验。如在声学方面，可从声音的产生、音调与哪些因素有关进行思考；力学方面，可从影响压强大小的因素、估测大气压、比较滑动摩擦和滚动摩擦的大小以及改变物体浮沉的方法(自制潜水艇模型)等方面考虑，并指导学生利用课余时间进行尝试。通过学生的交流，发现不少学生都能总结出很多富有新意的实验。这种运用多种策略、多元化的实验安排，使学生的思维不会束缚在某一个范围内，也就克服了思维定势的影响，从而大大增强了思维的深刻和广度，拉近了物理学与生活的联系，让学生深刻地感受到科学的真实性，感受到科学和社会、科学和日常生活的关系。而且，这种多元化的实验所呈现出的物理现象更容易引起学生的注意，引发认知的兴趣和欲望，并且这些实验各自表现出的“改变”“放大”“借用”“替代”等创新技巧，对保持学生的好奇心、培养学生终身的探索乐趣、实践能力以及创新意识，无疑是一种有效的途径。

综上所述，在物理实验教学过程中，教师要立足于教材和学生实际，以学生已有知识、经验为基础，注重提高学生发现、分析、解决问题的能力；通过变换实验教学方式，以凸显学生本位、提升学科品位为物理实验教学的长期目标，以提高学生的科学素养为最终目标。只有这样，物理实验教学才会更有生命力。物理教师只有具备了这种目标意识，我们的物理实验教学才会结出丰硕的成果。

[1] 全日制义务教育物理课程标准(实验稿)[S].2002.

[2] 韩红彬.浅谈中学物理实验教学改革[J].成才之路,2010,18:27.

[3] 汪信群.关于中学物理实验教学的几点体会与思考[J].中学理科园地,2006,1.

[4] 张庭埔.开放性物理实验教学初探[J].江西教育:综合版,2009,6.

2011-10-14

王茂东，本科，中教一级，教研组组长。

江苏省宝应县夏集中学。