初中物理实验教学实效性探讨

2020-12-18山东省烟台第二中学

亚太教育 2020年10期

山东省烟台第二中学高军

所谓教学的实效性，最基本的指标就是看教学是否达到了预期目标。在课改前，学生掌握了物理的公式定理、能够在考试中取得好分数即为有效教学；而现在，强调对学生综合素养的培养，其中一个重要的目标，就是培养学生的实践素养，即要让学生能将所学知识技能应用于实践，服务于社会生活。物理知识在生活中的应用，往往伴随着创新，它不像数学计算那么简单地迁移到生活中，比如，利用杠杆原理去完成一次起重，怎样利用现场条件选择长度、强度合适的杠杆，以什么为支点，安全怎样保障……这些都不是课本所能教给学生的，需要学生在实际中发挥创造力。

所以，要想实现新目标下物理教学的有效性，教师不仅需要向学生传授知识，而且要注意对其动手、动脑能力和意识的培养。而要实现这个目标，实验教学是最有效的抓手之一。通过实验过程，学生不仅能更好地理解和掌握知识，同时也能培养他们的动手能力。当然，如果设计得当，还可以对他们进行创新能力的培养。

一、影响实验教学实效的因素

（一）教师对实验的重视程度不够

受传统教育理念的影响，教师仍然将教学的重心放在让学生背记物理理论上，认为在教学中组织学生进行实验需要“浪费”大量的课堂时间，会影响学生的物理学习成绩。在这种理念的支配下，不少物理教师干脆就省略了实验环节，只是用多媒体播放图片、视频来呈现实验过程和结果，而不让学生亲自动手操作。而且，即便是组织了实验，也是给学生很少的时间，过程草草。教师给学生演示实验的时候，也是蜻蜓点水式的，不进行演示讲解，演示的过程中也不关注学生是否能够观察到细节。学生既不能通过实验直观体验到知识原理，也不能通过教师的演示把握好实验的要领。实验的准确性、科学性得不到落实，实验对于学生物理知识的掌握和素养的培养的作用也就发挥不出来。有时候，一些教师还用实验试题代替实验，让学生通过纯抽象的想象思维来完成“实验”，这种缺少直观体验性的“变相”实验，既不能达到实验教学的目的，还会影响学生对物理学习的积极性。

（二）教师组织实验过于注重结果

教师在组织和指导学生进行实验的时候，只关注学生是否通过实验得到了准确的数据、得出了正确的结论，而学生在实验的过程中是否进行了思考、是否解决了疑惑、是否培养了创新意识、是否训练了合作能力以及科学严谨的治学态度等，教师都没有进行引导，也没有给学生提供条件。其实，这种直接指向结果的实验对学生素养发展的培养作用非常有限，只不过是对理论知识的一次直观呈现而已。学生通过这样的实验，只是验证了、认同了课本上的理论，而对其他素养的发展建设是没有价值的。因而，正如我们前面所说，这样的实验教学不能称为“有效”。

二、保证实验教学实效的策略

（一）保证实验的次数

要想通过实验达到有效培养素养的目标，教师必须增加并保证一定数量和质量的学生动手实验。物理是个实验学科，在教学中使用实验法能帮助学生深度掌握理论知识。但在实际教学中，教师往往会有意弱化实验教学，这有几个原因：一是由学生参与实验往往会消耗较长时间，受传统教学目标影响的教师会认为这样做“得不偿失”；二是有些物理理论相对比较简单，教师认为没有必要。其实，学生只有经过亲自动手操作，才能发展其实践力和创新力，仅仅是理解知识并不能达到这个目标。让学生动手，不仅不会“得不偿失”，而且恰恰能得到教师需要的“效”。所以，不管是简单的还是复杂的实验，有条件的情况下，都应尽量让学生动手参与。

例如，教学“运动和静止”知识时，教师就可能认为这个知识点过于简单，没必要让学生去动手。而其实，只有让学生通过“摆弄”物体，他们才能真正直观领会“运动是绝对的，静止是相对的”这个道理，而且只有动手，他们才能学会如何去组织这个实验来完成理论的验证。

（二）提供创新的机会

教师组织物理实验还有个较突出的问题，就是组织过程过于机械教条，其中一个原因是为了保证学生和器材在实验过程中的安全，另一个原因是保证实验过程的“流畅”。如果给学生较多独立“创新”“探究”的空间，学生往往会因思路混乱或方法不当而“耽误”时间，整个实验过程会变得拖拖拉拉，影响了教师后面教学的推进。因而，不少教师会在学生进行实验前，把具体的操作细节、步骤展示给学生并要求他们严格按这个规程去操作。这样组织实验，一方面是很影响学生的参与热情，试想，谁愿意像机器一样按指令完成动作呢？实验过程变得索然无味。另一方面，实验的过程中，学生的思维处于停滞状态，根本就不进行思考，而是完全听命于教师，这显然是达不到培养创新思维和独立实践能力这些目标的。

所以，在组织实验时尽量不给学生详细方案，而是让他们自己根据目标来进行探究、设计。例如，在测量平均速度实验时，教师把器材（停表、光电计时器、小车等）提供给学生，但不告诉他们怎样完成实验，只告诉他们要得到一组小车的平均速度值，至于怎样操作，则交给学生自己琢磨，只有当学生遇到困难时，才进行点拨。这样虽然是比提供实验方案消耗了更多时间，但培养效果显然要优于教条式实验。

（三）注重合作的操作

就初中的物理知识来说，大部分实验是可以由学生个体独立完成的。但为什么要强调注重合作式的实验呢？这是基于两个原因：第一，初中生还没有完全形成正确的学习价值观，在学习的驱动上还是以兴趣为主。而我们采用合作的方式，因为过程比较活跃、氛围好，而且小组间具有一定的竞争性，能够调动学生的学习积极性，提升其思维有效性。第二，一个人的思维空间是有限的，特别是对于培养创新思维来说，初中生往往会遇到思维上的瓶颈。但我们把他们集中起来的时候，大家通过交流合作达到集思广益的目的，多个学生的思维碰撞往往能极大拓展学生的思维空间，这对培养其创新意识和创新思维发展有很好的效用。

所以，有一定复杂性的实验，建议教师采用小组合作的方式来组织。比如“光的反射”实验，就可以将学生分组，让他们一起商议并操作如何能够利用镜子、激光笔等器材来完成对光的反射定律（入射角、反射角、光路可逆性等）的验证和归纳。

（四）注重演示的质量

在初中物理的实验教学中，教师的实验演示是一个非常重要的环节。通过这个环节，教师要达到两个目的：第一，因为教师的实验操作能力比较高，操作的科学性、准确性能够得到保证，通过教师的演示可以直观地向学生呈现物理原理，证明教材中所讲授的理论；第二，教师实验演示的过程其实是给学生亲自动手提供了一个范本，结合教师在演示过程中的讲解，学生可以掌握实验的关键步骤、操作要领和注意事项，保证其实验能够有质、高效且安全。

所以，演示的环节一定要注意质量，而这个“质量”包括两个要素：一是教师的操作要完整、规范，不能在演示的过程中省略环节，不能因为某些操作动作“不重要”而向学生展示不规范的动作；二是在演示的过程中一定要配合讲解、提示，把操作的原理、注意事项给学生讲清楚，避免有些同学因观察不细致而漏掉操作关键，导致实验失败或绕弯路。

比如，在对“动能大小相关因素”这个知识点进行实验演示的时候，教师先拿一个小车进行小坡滑落撞击木块实验，在动手演示的过程中，就要提示学生用同一辆小车做两次撞击，是指小车的质量没有变化。大家注意，这个步骤要注意两点：一是两次小车起点高度的位置要有变化，二是木块要放在同一个位置上。然后，教师再演示两个不同质量小车的滑落撞击，这时，就提示学生：“这个步骤实验时，两个小车的质量是不一样的。实验的时候，注意两个小车的起点高度要完全一致，同样，木块的位置两次要完全一样。”教师在演示的过程中，把所有的动作都做完整，而且把每个步骤的要领都讲得明明白白。这样，学生在后面进行独立动手操作的时候，思路就是清晰明确的。实验数据的准确性高，实验的过程流畅顺利。

（五）合理运用多媒体

如今，信息技术飞速发展，教师应有意识地利用这个现代化教育手段辅助学生的实验，提升实验的育人效率。多媒体技术在物理实验中的作用主要可以从两个方面考虑：一是有些物理实验具有一定的危险性，或者是对场地有一定要求，不适宜在教室中进行实际操作，就可以用多媒体技术进行替代；二是现在有很多专门为中学物理实验研发出来的实验软件，这些软件不受实验材料的限制，平时学生不容易得到的实验材料都可以在软件中进行模拟。而且，这种电子化的实验平台，还有动画效果，不怕失败，可以提升学生的学习兴趣。

例如，要进行“分子扩散运动”实验，由于分子扩散现象不容易被捕捉到、分子扩散的速度也比较慢，学生的实验感知效果就比较低。这个时候，教师就可以给学生播放课前准备好的分子扩散动画课件，使学生对这些看不到、摸不着的分子产生直观的认知。

再比如，在进行“大气压强”实验的时候，在教室中做塑料瓶中空气加热、冷缩的实验，虽然可以证明大气压强的存在，但视觉冲击力度不高。教师可以播放一个场外实验的视频：用火焰对一个大的铁制空油桶进行加热，之后迅速在油桶上浇冰水，学生可看到铁制的油桶瞬间被大气压瘪的震撼场面，从而对大气压的力量产生强烈认知。因为这个实验的危险性比较高，不适合让中学生亲自动手，所以使用多媒体来解决这个问题。