初中物理的实验方法自主设计与创新

万苏淮

【摘要】以全面提高中学生对于学习初中物理的高涨兴趣为抓手，以引导其主动思考、自主实践为教学目标，针对物理课程中的实验方法设计与创新展开探究.通过了解当前初中物理教学中实验方法的应用现状，进行科学的目标设定与策略应用，从而促进学生物理综合素养的快速发展.

【关键词】 主动思考;方法设计;初中物理

以实验为基础的初中物理教学，随着新课改的要求，逐渐趋于自主化、创新化;中学物理教师为了能够让学生充分融入到实验课堂，不断地进行教学实践优化，各种措施都取得了一定的应用效果，但是在激发学生内在的积极性与参与度方面还需要针对性地提升，中学生的思维还需要进一步训练与开发.

以初中生的思维概念观来看，初中物理中多数涵盖的理论具有高度的抽象感，对于学生的逻辑思维能力有较高的要求，例如对于抽象概念的讲解纯粹以文字的形式呈现会给学生造成枯燥的感觉，若此时以趣味性实验、专题性实验结合呈现的形式，学生的接受力与理解力会得到全面提升，课堂的融洽气氛感得以促成，此状态下的教学效率将会维持在较好地水平，这就亟待教师增加实验方法教学的频次，改善实验教学的方式，并在每次实验教学中发挥学生的自主设计能力.

1 初中物理教学实验方法现状

为了充分寻求可以改善初中物理实验教学的方案，首先针对当前的物理教学现状进行了解，多数的学生与教师还是传统的思维观，不能够很好地适应创新教学的环境，单一的认为学好物理知识，是对于初中物理学科交上满意地答卷;其实不然，没有实验为教学支撑的理论太过空洞，学生对于知识掌握的扎实程度很低，并不能真正做到深刻领会与运用.

更为多见的是，多数学校对于物理实验器材的投入度很差，并不重视实验教学与实验方法对于学生的帮助效果，照本宣科式的教学还占很大的比例，学校只是督促教师重视课堂长篇大论地讲解与不断重复地做题训练，这样培养出的学生缺乏创新思考的意识，仅仅是课堂实验演示不能起到切实地理解教学效果，学生还是处于被动接受的状态，教师的讲授、学生的吸收，在应试环境的主导下导致实验方法教学的广泛应用性不强，令初中物理教育与当前的教育理念与方向相背离[1].

2 教学实验方法目标设定

有效地开展初中物理实验教学，首先需要教师具备良好地教学素养，较深的理论水平，并通过采取实施性较强的授课方式，以信息无误性地理解传输给学生.笔者结合周边教学的实例与文献查阅，总结出关于初中物理进行实验方法目标设定的关键原则：

2.1 实验环境充分营造，确保学生的探索兴趣

中学生接受新知识的能力比成年人强，在提供了充足、适宜地实验环境、实验器材之后，要将初中物理实验的主动权交给学生，学生通过分组讨论、自主钻研、询问教师等方式可以积极地活跃自己的脑部思维，主动地进行资料收集、实验装置组装，此时将对学生的自主设计思维有很好地刺激，学生进行创新思考的意愿性增强，课堂的实验氛围与教学效果比单纯的教师演示要好.因此，确保学生对于物理知识与内在规律的探索兴趣不容小觑.

2.2 实验设计主题与内容相一致，针对性凸显

实验方法的创新与实施，应当在教师的把控下进行，而不能脱离教学目标，即教学要在课前设计与授课内容相一致的实验主题，在针对性地实验主题之下去鼓励学生创新，是“审辩”思维的培养.

例如 讲解物体的体积与质量之间的关系时，要将密度、质量与体积充分联系，让学生围绕这一主题自由发挥、自主设计，并提出有见解性地问题展开讨论，理解将给为深刻;同理，讲解到电路中的欧姆定律时，也应倡导学生有针对性地按照规则与步骤实施大胆化的实验设计.

2.3 培养实验思维，严谨对待实验结果，并主动升华

物理实验是促进学生物理核心素养形成的基础保障，通过一系列的实验方法的应用，教师应当明确实验的目标在于培养中学生的实验思维，注重实验过程条件的满足，才能进行后续实验流程的创新，教师应在其中给出原理性地指导，对待出现不同的实验结果，要引导学生理解每种结果背后的本质，并注重实验的步骤与细节，形成严谨地分析问题思维.

例如 关于“温度”概念的学习，当产生质疑时，给予学生充分施展的空间，提供实验器材，进一步通过自己的实验设计去提高对该章节内容的理解.创新是基于基础知识的掌握，学生有了底蕴之后，才能够去完善自己的探索与创新想法，这对于学生的责任意识与科学观意识促进较为重要[2].

3 自主设计与创新策略应用

基于实验目标的自主创新与策略，灵活巧妙地进行实践方法应用，是体现中学教师物理思维的重要方面，如何将抽象性的知識概念通过实验组合的方式与学生的思维认知构成产生共鸣，是结合当前物理教学考察宗旨，进行实质性探究的重要路径之一，从实践课堂的学生反馈角度思考，应在将来的一段时间从如下方面进行策略应用：

3.1 注重学生之间的协同合作性、强化自主动手能力

本着学生积极参与、自主设计的初衷，当进行物理实验方法探析时，不妨采用多维度地互动手段，充分考虑学生的思维习惯，预先设置具有连贯性、递进性的实验问题，此类问题的求证与结论得出强调学生之间的配合度.教师在实验开展的过程中要给予学生充足的设计时间，重在对学生给予思路引导与动手启发.

例如 关于“压强”的理解，不同容器的选择、布置、实施均要求学生独立进行，对于不解的环节，教师及时做出提示，但是不能替代性地为学生完成实验方案，这样学生的动手能力不能得到有效锻炼.又如，在引导学生探索“影响电阻大小的因素”实验之前，老师可以将全班分成六组.因为电阻的大小与导体的长度、材料和横截面积有关，所以将班级同学分为六组.第一组和第二组以研究电阻大小和导体长度之间的关系为目的，第三组和第四组负责探索电阻大小和导体横截面积之间的关系，第五组和第六组研究电阻大小和导体材料之间的关系.每个小组领到自己的任务后，教师还应要求每个小组的组长为小组成员分配不同的任务，以便每个学生都能参与实验探索的过程，小组成员间注重协同合作，加强各自动手能力.

教师正确地在实验方案中运用协作与自主的内在关系，通过反复地、多样化的物理实验实践，重视自主实验反映中学物理原理的可观性、形象性，可极大地培养学生的实验思维能力.

3.2 鼓励学生实施自主开放性、创新性地实验设计

在物理的实验课堂上，应从多层面、多角度鼓励学生实施自主开放性的实验设计.教师要以教材为依据，通过潜移默化式地拓展，肯定学生实验课堂积极反馈的热情，肯定学生对知识的求真与探索热情，以开放的思维对待学生的每一种想法与思路，不受思想上的禁锢，以实验化、生活化的方式令学生的思路充分开放.

教师在实验开展的过程中提供切合实际的问题场景，充分鼓励学生大胆创新，多思路发散，非常有利于物理知识体系的拓展与思维结构框架的整体观的形成.

例如 当讲解关于“串并联电路特点”时，实验设计课堂是基于串并联基础特性的前提，学生自由发挥，不断尝试，会得出多种的电路参数求解结论，均是以自己的实践创新方式形成，令学生真正意义上领会物理实验的重要性.

让学生自己体验实验过程，鼓励学生亲自动脑、动手、动口，充分发挥学生在探索过程中的主体和中心地位，既有利于探索未知结论，又激发学生的思维状态，认识这些物理实验所反映的物理本质，理解并形成正确的物理规律，培养学生的创新意识.

例如 在探索“浮力的大小等于多少”的实验中，首先设疑：乒乓球放入水中，从刚出水到最终浮在水面上时，它收到的重力如何发生变化？浮力是如何变化的？水的体积是如何变化的？使学生能够对“浮力大小与什么有关”做出猜测和假设，并进一步设计实验进行探索、分析和论证，并尝试改进实验方案.

教师在明白了学生关于实验的想法之后，要融入其中，进行正确地引导，即及时地进行前章节知识与后章节概念的串联，并根据自主探究的实验教学主线，以培养学生的创新、联系思维为目标，展开合理化地猜想与假设[3].

3.3 自制仪器模型激发学生学习物理兴趣

在初中物理教学中，演示实验是使学生对教学内容获得直观、感性认识的重要手段.它是树立概念和规律，理解和掌握物理知识不可缺少的重要环节.

一个成功的演示实验不仅有助于激发学生学习物理的兴趣，而且有助于加深他们对书本知识的理解.为了提高演示效果，提高实验的可视性，笔者在实际教学中进行了一些尝试，取得了良好的效果.

例如 用铅笔和刀做压力实验;用可乐瓶做液体压力和深度关系的实验;用水瓶做大气压实验;用乒乓球做浮沉实验;用水和玻璃做光的分散实验.物理学是一门实验科学，教师在自制模型实验的基础上，鼓励学生自己做实验，自制实验设备，培养学生的思维习惯和实践创新能力.

例如 初中生学习“浮力”知识后学习制作潜艇模型;学习“光反射定律”后学习制作简易潜望镜;学习“安全用电”后安装照明电路，消除照明电路故障;学习“相机”后，配合劳动技术课，开设摄影讲座，组织摄影实践活动.这样，形式多样，多渠道开设实践活动课程，理论与实践有机结合，在活动中培养学生的科技意识、创新意识、竞争意识和实践意识，对开发学生的智力非常有效、丰富学生的课余生活，提高学生的科学素质和学习兴趣.

3.4 信息技术应用初中物理实验教学中

随着信息技术的飞速发展，信息技术已经广泛应用于教学过程中，初中物理实验教学也不例外.将信息技术应用到教学过程中，不仅可以提高课堂教学的效率，激发学生的学习兴趣，而且可以拓展学生的知识面，丰富学生的知识体系.

例如 在讲解“自由落体运动研究”实验时，教师可以利用多媒体播放生活中常见的自由落体运动现象，让学生了解自由落体的基本特征，然后教师可以根据自由落体现象讲解如何完成实验，但教师不能解释所有的原则和方法，教师可以帮助学生创造情境来发现问题，或者分配一些探索性任务，然后学生独自完成.

为了充分发挥信息技术在初中物理实验教学中的积极作用，初中物理教师必须掌握信息设备的使用方法，科学合理地保证信息设备在课堂上的使用时间.

4 结语

关于初中物理实验教学方法的不断探析与应用，是初中物理教学革新的重要组成部分，教育工作者应当迅速转变教学思维，以促进学生的自主设计为出发点，最终不断培养学生的创新能力与物理综合素养的形成.

独立设计实验、自主进行思考的阶段不是一蹴而就的，需要教师耐心地引领，在实践教学中建议教育工作者以“务实”、“慎教”的态度对待学生参与的每一次课堂实验，并为学生提供动手的机会，以激发其深度创新的可能性，从而以更加符合逻辑学的原理去揭示实验背后的规律及本质，促进中学生物理体系架构的正确搭建.

参考文献：

[1] 刘勇博.高中物理實验教学的现状及对策[J].学周刊，2021（2）：35-36.

[2] 吴毛顺.初中设计性实验对学生物理核心素养培育探析[J].科技视界，2021（1）：1-2.

[3] 李红泉.初中物理实验教学中学生自主探究的研究[J].学周刊，2021（2）：27-28.