浅谈如何借助实验操作提高初中物理教学效率

包军奇

一、 引言

在国家新一轮教育教学改革的背景下，学校教育要求学生学科知识和实践能力融合，只有建立在实践基础上的课程教学，才能够强化学生对学科知识的理解。在学生的初中学习阶段，物理实验课程是培养学生物理学科素养，进而带动学生养成关键能力的重要方式。初中物理课程的教学，对学生和教师而言，难度都普遍较大。物理实验课程的开展存在很多不确定性，并且实验过程中常常伴随着发生安全隐患的可能，因此对教师的教学能力以及学生的听课认真程度具有较高的考核标准。而且物理实验课程的开展，不能单纯地以完成教学课时为目的，还必须保证实验课程与理论课程教学能够紧密地结合，如此才能够培养学生的物理学科思维，增强其核心素养。

二、 借助实验操作提高物理教学效率的策略分析

(一)积极创新实验教学方法，唤醒学生的课堂主体意识

物理是一门对生活中的实践经验进行综合和升华的学科，初中物理学科的教学不能仅仅局限于理论教学，而需要将理论教学和实践学习结合起来，利用丰富有趣的物理实验，引导学生主动地学习、理解和应用物理知识，同时借助较为新奇的物理实验现象，吸引学生的注意力和好奇心，引导其主动地参与到物理课堂教学当中。为了全面提升物理课程的实际课堂教学效率，就需要不断地创新实验操作的方法，深入地唤醒学生的课堂主体意识，在学生主动参与的带领下进行物理实验，全面提升实验操作效果。教师要组织学生动手进行实验，并在学生进行实验的过程中给予学生正确的指导，帮助其解决实验操作中的不足和问题，并及时地解答学生的困惑，让学生在明确实验步骤和重点注意事项的基础上进行实验，从而在帮助学生理解理论知识的同时引导学生养成正确的实验习惯。与此同时，学生在进行实验操作的过程中进行直观的观察和深入的思考，根据自己的思维框架提出相应的疑问，从而在实验过程中逐步探究，最终引导学生依赖自己的思维和相关的实验原理，实现对物理知识的迁移应用。除此之外，有许多物理实验无法通过学生动手完成，或者学校资源、环境有限，无法为学生提供实验环境。面对这种情况，就需要教师充分利用电子白板及其他的多媒体教学设备，模拟并还原实验过程，利用动态化的呈现方法，把抽象的物理学专业知识用直观且生动的变化现象展示出来，减弱学生理解物理知识的难度，从而全面增强学生学习物理的兴趣，深入培养学生的学科素养和综合素质。比如在“凸透镜成像”部分的教学过程中，很难在理论课时为全体学生提供实验的环境，因此教师需要在课前提前制作动画，在上课的过程中通过电子白板等设备进行展示，直观地向学生说明物体距离的变化与凸透镜成像变化之间的关系，让学生在观察图像变化的基础上理解理论知识，真正地掌握凸透镜的成像规律。

(二)进行生活化的改进，增强学生对物理实验的兴趣

由于物理是源自学生实际生活的科目，所以想要有效提高物理课程的教学质量和教学效率，就需要通过生活化的教学方法引起学生的学习兴趣，让学生能够主动地参与到物理课程的学习过程中。物理实验是最贴近学生生活的教学方式，也是增强学生对物理课程学习兴趣的主要方法。所以，教师需要积极地转变教学思维，以物理实验操作作为出发点，利用趣味性较强的实验，吸引学生的注意力，增强其求知欲，引导学生通过动手操作学习并吸收物理知识，从而掌握物理知识的本质内涵，并加深学生的印象，在增强其对物理知识的吸收程度的同时，深入挖掘学生的潜能，提升物理课程的实际教学效率。教师在课前进行实验教学设计和备课时，需要尽可能地挖掘生活中的素材，并将其应用于物理课堂教学过程中，全面激发学生的学习兴趣，提高学生的参与度。举例而言，在学习光学相关的理论知识时，教师可以借助镜子和手电筒，将上课环境换成室外，通过简单的实验操作，让学生感受光的焦距和折射原理，一边进行实验，一边让学生通过观察进行思考，从而帮助学生更好地理解和掌握光学相关的知识。

(三)引导学生动手设计实验，全面培养学生的创新能力

科学探究意识是物理学科素养的主要组成部分，也是帮助学生深入理解并应用物理知识的关键。初中物理教学的一大重点就是培养学生的科学探究精神，在引导学生学习学科知识的同时培养其创新思维。在进行实验教学时，教师不能用传统的框架束缚学生的思维，而需要积极地鼓励学生进行设想，并且设计相关实验验证自己的猜测，从而在强化学生理解物理知识的同时锻炼学生的创新能力。初中物理的实验课程虽然普遍难度较大，学生很难自行设计和实施，但是在理论课程的学习中有很多小型实验，学生可以自己动手搭建实验设备，并在实验操作的过程中积极地讨论，这样不仅可以全面增强学生学习物理知识的兴趣，还可以提高学生的创新能力和团队协作能力。但是，因为初中阶段的学生年龄还较小，实验素养不够成熟，因此需要在教师的干预指导下进行实验，只有保证学生的安全性，才能够确保实验操作真正为提高课堂教学效率而服务。

(四)通过物理实验强化学生对物理现象和物理概念的理解

在初中物理课程的教学过程中，部分物理理论和物理概念的教学较为抽象，并且在纯理论课的教学中往往没有教学实体，教师只是通过板书进行讲解，这样不仅容易让学生感到枯燥无趣，还会在一定程度上加大学生理解物理知识的难度。面对这样的情况，就需要教师在物理理论课程的教学过程中融入探究性实验，强化学生感知物理概念，从而助力学生更好地学习。比如在“光现象”一部分的理论教学过程中，教师可以给学生讲解光学的基础教学框架，再以光的概念等较为基础、易懂的知识点入手，引导学生探究光学知识，待学生对光学的理念有基本认知之后，则可以引入探究性的实验，让学生在参与光学探究实验的过程中，通过生活中常见的现象，感知“光现象”，从而强化学生对光学理论的理解程度。此外，在“摩擦力”部分的教学过程中，由于摩擦力较为抽象，学生很难直观理解，因此，教师就可以引导学生进行“小车运动”等探究性实验，在实验过程中，学生通过观察不同重量的小车在不同粗糙程度的平台上的运动情况，感受摩擦力对小车运动的影响，从而感受摩擦力的存在。

(五)在学生自主讨论和探究物理知识时融合实验探究法

在素质教育的背景下，学校教育更加重视培养学生的思维能力和综合素养，因此学生的自主谈论和探究，逐渐成为课堂教学的关键环节。教师在物理课程的教学过程中，也需要把握学生对未知事物的好奇心理和求知欲望，引导学生发挥主观能动性，在讨论探究的同时融合物理实验，强化学生的自主探究效果。举例而言，在“物质密度的测量”一课中，就可以让学生在自主实验的基础上进行合作讨论，深入了解密度的相关知识。教师可以先带领学生分析密度计算公式=，因此想要测量物质的密度，就需要得出物质的质量和体积，因此就可以选择天平称量物质质量，同时用水位差的方式测量物体体积。之后就可以按照天平调平、称量并记录的操作方式，测量石头的质量；由于石头是不规则物体，很难直接计算体积，因此就可以利用水位差，用容积变化表示石头的体积，先在烧杯当中加满清水，之后用绳子系住石头，缓慢地放到烧杯当中，等水溢出稳定之后，拿出石头，记录剩余的水量，经过计算可以获得石头的体积数值，这样就可以利用密度公式算出石头的密度。在探究实验开展过程中，学生的动手能力和想象能力就能够得到充分的锻炼，对密度相关知识的印象也会更加深刻。在探究性实验开展过程中，教师还可以让学生自己思考测量石头质量和体积的不同方法，从而在一定程度上引导学生创新思维。在探究性实验的引导下，学生不仅能够更加直观地理解物理概念，还打破了传统教学在一定程度上限制学生思维发展的负面情况，有助于学生物理学科思维和创新意识的同步发展。

三、 重难点实验的实践分析

在初中物理的众多教学实验当中，电学方面的知识是最为抽象，也是知识集成度最高的部分。学生在面对电学相关的知识时，往往很难直观地理解理论知识点，电学相关的实验操作对精确度要求较高，学生在概念理解不足的基础上很容易出现操作错误问题，影响实验的最终结果。在此以“测量小灯泡电功率”这一电学实验为基础，重点分析电学实验操作在提高初中物理课堂教学效率方面的影响。

(一)在实验前预习阶段培养学生的认知能力

物理实验正式开始前的预习阶段，是保证物理实验顺利且高效进行的基础。只有在预习阶段引导学生充分学习并理解小灯泡功率测试的物理原理，才能够增强学生对物理实验的初步认知，从而设计相应的实验方案。在实验前的预习阶段，教师要重点强化学生对伏安法测定电阻值相关知识点的理解程度，并且结合之前做过的电学实验，强调实验注意事项，引导学生对测量小灯泡电功率实验具备基本的认知，从而有助于后续实验的高效率进行。测量小灯泡电功率的实验步骤与测量其电阻值的实验步骤相似，对电功率的测量是在测量阻值的基础上进行计算和深入的分析。

(二)在实验操作阶段培养学生的合作能力

在测量小灯泡的电功率实验正式开始之前，需要准备好相应的实验器材，本实验需要准备 3.8V 和2.5V两种电压规格的小灯泡，其他器材则由学生根据实验需求自主挑选，并进行电路的连接。在电路连接完成之后，就可以进行实验操作和数据测定。在进行实验的过程中，要重点注意实验操作的规范性，减少违规操作的发生。比如，在进行接线操作时，滑动变阻器的滑片位置以及开关的开合状态等，都需要保证其处于正确的状态，才能够接入电路中。此外，还有一些周期性的错误操作，也需要尽量地避免。举例而言，在学生连接好电路之后，出现了小灯泡立刻亮起并且亮度过高的问题；电路连接完毕并闭合开关之后，小灯泡不亮，而且电压表的数值变化但电流表的数值无变化等情况。当这一类问题发生时，就需要拆解电路，并对每一个元件进行检测，确定元件无故障之后，就需要对接线方式进行检查，可以根据实际接线情况画出电路图，从而直观地分析电路情况，判断故障点。

当电路能够正常运行后，就需要开始控制变量正式进行实验。在进行实验的过程当中，需要安排学生专门负责实验数据的记录工作，并且根据实验的基本原理和最终目的，建立实验数据的对照分析表。实验数据记录表不只是对学生实验情况的记录，也是学生实验报告内容的主体依据。测量小灯泡电功率的实验，以测定小灯泡的电功率作为根本的实验目标，并且以此为基础测定小灯泡的功率与实际亮度之间的对应关系，因此实验数据记录表汇总应该包括电压、电流等测量值，同时需要记录实验次数，从而便于后续对实验结果进行分析。测量小灯泡电功率实验的开展，往往要求小组成员之间具有较高的默契，因为实验数据的测定以及初步计算处理需要同步进行，同一实验小组的学生需要提前安排每人所负责的实验内容，从而保证在实验过程中能够高效率且高质量地完成实验数据的测定、记录和初步处理。

(三)在实验结果处理总结阶段培养学生的职业能力

在对实验结果进行处理总结的过程中，需要根据实验测量的数据结果对其进行分析处理，并针对性地描述和解释测量结果，对实验进行科学性评估。与此同时，在对实验数据进行分析时，还需要重点思考数据测量过程中的问题，并在总结过程中提出相应的解决方案，从而保证实验报告的质量。对实验内容的多角度思考和总结，也是有效提升学生物理实验能力的重要方法。学生不仅要认真、严谨地完成实验操作，还需要针对实验结果进行深入的分析和思考，并认真、仔细地书写实验报告，这不仅是培养学生物理学科素养的核心，也是培养学生职业能力的关键。学生填写实验报告时，不需要讲求实验报告的专业性和完整性，只需要将实验结果以及分析结果如实地呈现即可，不能为了使实验结果更加简洁，就随意篡改数据。

(四)在实验反馈阶段培养学生的创新能力

虽然小灯泡电功率值的测量属于数据测量性实验，但是对电功率和电阻值之间关系的分析，仍然是需要学生进行科学探究的过程。国家教育教学改革相关课程标准中明确指出，实验课程是进行科学探究的关键方法。初中物理实验教学的开展，除了强化学生对物理理论知识的理解程度、增强学生的动手操作能力，还需要强化学生的实验思维，并且帮助学生养成物理学科思维意识。学校需要尽可能地利用已有资源，为学生开设更多的物理实验课程，让学生在自己动手的过程中内化吸收物理知识，同时提高动手能力，深化创新思维的养成。因此，在“测量小灯泡电功率”实验完毕之后，教师需要给学生一定的时间，让学生自主思考不利用伏安法如何测定小灯泡电功率的实验方案，并通过小组合作的方式对预设实验方案进行验证，从而全面提升学生对信息的预设、收集、处理和分析能力，同时培养学生的创新思维和创新能力，促进学生关键能力的综合发展。

四、 结语

总而言之，想要保证物理实验课程取得相应的教学效果，提高物理课程教学的实际教学效率，就需要教师充分把握课前准备、实验教学以及课后反思三个主要的部分。在初中物理的实验课程中，教师需要在鼓励学生自主实验的基础上，指导学生进行实验，强化物理课程的教学效果。教师要在实验课程的教学前做好充分的准备，尽可能考虑到所有学生在实验时会出现的问题，提前设置应对机制。在物理实验课程的实际教学过程中，对学生进行实验时碰到的问题，教师要及时进行相应的指导。在实验课结束后，教师需要检测学生的学习成果，并进行教学总结。只有对物理实验课程进行全面的把控，才能够保证物理实验能够实现培养学生关键能力的目标。