初中物理实验创新教学方法的有效应用

陈锦威

实验教学作为物理学习的重要环节，对于学生学习兴趣的培养和创新能力的提升起着至关重要的作用，它不仅能加深学生对物理知识的理解，还能培养学生的科学探究能力和实验操作技能。如何开展富有创新性的初中物理实验教学，激发学生的学习兴趣和主动性，成为当下物理教育工作者亟须探讨的问题。基于此，本文以“探究杠杆的平衡条件”为例，介绍四种创新教学方法：小组合作式教学能够促进学生之间的交流和合作，培养学生的团队合作精神和实践能力；问题引导式教學能够激发学生的积极性，培养学生的独立思考能力和解决问题的能力；多媒体辅助教学能够生动直观地展示实验过程和实验现象，激发学生的学习兴趣，提高实验教学的效果；情景式教学能够让学生在具体的情景中体验和应用物理知识，激发学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性和参与度。

一、小组合作式教学，在互助协作中提高学生解决问题的能力

小组合作式教学是一种以学生为中心的教学方法，通过小组内成员的合作学习，达到掌握知识、提高实践能力和培养创新思维的目的。在“探究杠杆的平衡条件”的教学中，教师应在开始实验之前明确实验的目标和内容，即“探究杠杆的平衡条件”。学生需要了解杠杆平衡条件的基本概念和原理，通过实验探究得出杠杆平衡条件的结论。

步骤如下：第一步：实验准备。①教师需要对杠杆平衡条件的基本概念和原理进行讲解，让学生了解杠杆平衡条件的概念和意义。②介绍实验的目的和意义，让学生明确实验的目的，并设计好实验的方案和操作步骤，向学生介绍实验的操作方法和注意事项。同时，教师还需要强调实验过程中的安全问题，确保学生在实验过程中的安全。③准备好实验所需要的器材，包括杠杆、砝码、支架、尺子等。不仅如此，教师还需要准备好表格和记录本，以便学生记录实验数据和结果。

第二步：小组分工。①将学生分成若干小组，每个小组4～6人。每个小组需要有1个负责人，负责协调小组内成员的工作和分工。同时，每个小组需要有1个记录员，负责记录实验数据和实验结果。每个小组的成员需要根据实验步骤分工合作，共同完成实验操作。在实验过程中，学生需要仔细观察实验现象，并记录好实验数据。记录的数据包括杠杆的长度、砝码的质量、杠杆的平衡状态等。②任务分配，为每组学生分配实验任务，明确各自的职责和分工。确保每个小组都能够参与到实验过程中。

第三步：实验操作。①杠杆安装：首先，按照实验步骤和方法正确安装杠杆和支架。这包括将杠杆正确放置在支架上，确保杠杆的稳定性和平衡性。②砝码悬挂：选择适当的砝码进行悬挂是实验操作的重要步骤。首先，根据实验要求选择合适的砝码，确保砝码的质量和数量符合实验要求。其次，将砝码挂在杠杆的一端，注意保持平衡，避免砝码倾斜或滑动。③数据记录：在实验过程中记录相关数据是至关重要的。这包括记录杠杆的长度、砝码的质量、力臂等。这些数据将用于后续的数据分析和结论总结。为了确保数据的准确性和可靠性，可以使用测量工具进行测量，并记录在实验记录本上。需要注意的是，实验操作需要严格遵守安全规范，确保实验过程的安全性和可靠性。同时，教师需要巡视指导，及时解决学生在实验过程中遇到的问题，确保实验的顺利进行。

第四步：实验总结。①结论归纳：根据数据分析结果，归纳出杠杆平衡条件的结论。引导学生理解杠杆平衡条件的物理意义和应用。②小组展示：各小组选派代表，将本组的实验结果和结论进行展示和交流。通过小组间的展示和交流，让学生了解不同小组的实验过程和结果，促进互相学习和进步。③互动交流：鼓励学生在展示过程中提出问题和建议，进行互动交流，以进一步巩固和拓展所学知识，提高解决问题的能力。

二、问题引导式教学，在诱思启发中激发学生的探究欲望

问题引导式教学是一种以问题为核心，以引导学生主动探究、思考和解决问题为目标的教学方法。它强调学生的主体性，通过问题引导学生主动参与学习过程，培养他们的自主学习能力和创新思维。

在“探究杠杆的平衡条件”的教学中，教师首先可通过引入问题的方式激发学生的学习兴趣和好奇心，如“杠杆为什么能够保持平衡？”“什么样的杠杆才能够保持平衡？”等，引导学生思考并产生探究的欲望。在提出问题之后，教师引导学生回顾杠杆的基本概念和平衡条件的相关知识，通过讲解、讨论和互动的方式，让学生理解杠杆平衡的基本原理和影响因素。同时，教师引导学生思考如何通过实验探究杠杆的平衡条件，为后续的实验探究打下基础。随后，为了更好地探究杠杆的平衡条件，教师应事先准备一些实验器材，如杠杆、砝码、尺子等，并了解一些基本的实验操作规则和安全注意事项。之后，为学生进行实验演示：首先，我将通过实验来观察杠杆在不同状态下的表现。在实验过程中，我将不断改变杠杆两端的重量和距离，观察杠杆的平衡状态。同时，还要注意记录实验数据，以便后续分析。在观察实验现象的基础上，教师可以引导学生提出关于杠杆平衡条件的假设，如杠杆平衡与杠杆长度和重物位置有关。实验结束后，教师引导学生进行数据分析，验证假设的正确性，并探讨杠杆平衡条件的规律性。例如，当杠杆两端的重量一定时，距离越远，力臂越大，杠杆越容易平衡；反之亦然。这些规律将为我们揭示杠杆平衡条件提供重要线索。最后，教师带领学生归纳出杠杆平衡条件的一般规律：动力×动力臂=阻力×阻力臂。最后，教师需引导学生进行应用拓展，引导他们将结论与实际生活联系起来，如在建筑工地使用杠杆可以省力，从而减轻工人的负担；在体育比赛中使用杠杆可以提高器械的稳定性等。

三、多媒体辅助教学，借助直观可感的平台帮助学生理解实验原理

多媒体辅助教学可以通过图片、动画、视频等多种形式向学生展示实验的过程，使学生更直观地理解实验原理。同时，多媒体还能提供更丰富的教学资源，帮助学生深入了解相关知识，激发他们的学习兴趣。

在“探究杠杆的平衡条件”的教学中，在导入环节，教师可采用故事导入的方式，利用多媒体播放一段关于杠杆原理在生活中应用的短视频，如平衡秤、跷跷板等，激发学生的兴趣。之后，可进行实验演示，邀请学生上台操作，利用杠杆尺进行简单的撬重实验，并引导学生观察杠杆平衡的现象。

在实验探究环节，首先，教师利用PPT展示本次实验的探究目的——探究杠杆的平衡条件，并在多媒体课件中设置互动问答环节，学生可以通过点击或选择答案来参与课堂互动，这可以激发学生的学习兴趣，提高他们的课堂参与度。其次，教师需讲解实验原理，通过图片、动画等形式展示杠杆平衡的原理，并引导学生理解力臂、阻力、动力等概念。随后，教师让学生进行实验操作，当学生开始进行实验时，教师可以利用多媒體设备展示一个实时数据记录表格。这个表格包括杠杆的长度、力臂、阻力、动力等关键数据以及实验过程中杠杆平衡的实时数据。学生在实验的过程中可以通过这个实时数据记录表格快速、准确地记录实验数据。同时，教师也可以通过这个表格实时监控学生的实验进展，并及时解答学生在实验过程中遇到的问题。最后，教师引导学生分析实验数据。

在数据分析环节，教师可以利用多媒体设备展示一个简单的数据分析工具，这个工具可以帮助学生快速分析实验数据，找出杠杆的平衡条件。如学生可以通过这个工具绘制力臂与阻力、动力之间的关系图，从而更直观地理解杠杆的平衡条件。在巩固拓展环节中，教师可通过PPT展示杠杆平衡条件的公式及应用案例，加深学生对知识的理解，进行知识巩固；可利用多媒体播放一些生活中应用杠杆平衡原理的案例，如汽车方向盘就是一个典型的杠杆工具，学生可以通过观察汽车方向盘的设计，了解其在工作过程中如何实现杠杆平衡；可使用多媒体软件进行杠杆平衡的模拟实验。在总结评价环节，教师可通过PPT带领学生回顾本次实验的内容和重点知识，帮助学生形成完整的知识体系；可引导学生自我评价在实验中的表现和收获以及需要改进的地方。

四、情景式教学，让学生在情景中对实验产生浓厚的兴趣

情景式教学是一种以情景为背景，通过模拟实际情景引导学生进行学习和探索的教学方法。它以学生为主体，通过情景和角色扮演，让学生探索、实践和发现知识。在“探究杠杆的平衡条件”的教学中可以采取如下步骤：

首先，可给学生创设情境：给学生准备杆秤（如下图），由于很多学生没见过这种秤，所以对这个杆秤产生了浓厚的兴趣和探究热情，此时，教师诱导学生思考杆秤测量物体是怎么达到平衡的，为了一探究竟，学生决定通过实验探究杠杆平衡的条件。

实验步骤：首先，学生观察杆秤的结构，了解杠杆的基本组成。他们注意到杆秤的一端是支点，另一端是秤砣的重量。学生将杆秤放在一个水平面上，并用手轻轻移动秤砣的支点位置。他们观察到，当秤砣的支点移动时，秤砣的平衡状态也会发生变化。学生使用尺子测量不同位置下杆秤的长度，并记录数据。他们发现，当支点位置移动时，杆秤的长度也会发生变化。学生使用弹簧测力计测量秤砣在不同位置下的拉力，并记录数据。他们发现，当支点位置移动时，拉力也会发生变化。

其次，学生分析和整理实验数据，并尝试找出杠杆平衡的条件。他们发现，当支点位置、长度和拉力都相等时，杠杆才能达到平衡状态。

基于此，教师可再次创设新的情境：在一个小型超市里，学生需要设计一个简单的手动升降货架，以便超市员工可以轻松地将商品放到货架上。

实验步骤：学生首先需要确定货架的设计和结构。他们可以使用简单的杠杆原理，如跷跷板，来设计货架的升降结构。学生需要测量和计算货架的重量、长度、宽度等参数以及员工放置商品时的力和距离。学生使用简单的杠杆工具，如杠杆尺，来模拟货架的升降过程，并记录实验数据。学生需要分析实验数据，找出杠杆平衡的条件，并验证这些条件是否满足货架升降的要求。

将物理实验与实际生活中的应用场景相结合，使学生更好地理解杠杆平衡原理在生活中的应用，同时，还可以激发学生的学习兴趣和动力，提高他们的实践能力和创新思维。结合实际情景进行实验教学可以帮助学生将理论知识与实际操作相结合，加深他们对物理知识的理解和掌握。学生可以在一个真实的场景中学习和应用杠杆平衡原理，提高他们的实验技能和解决问题的能力。需要注意的是，在情景式教学中，教学效果评估是必不可少的一环。教师可以通过以下方式评估教学效果：①学生表现：观察学生在情景中的参与程度、实验操作的准确性和问题解决能力等。②学生反馈：征求学生对情景式教学的评价和建议，了解他们的学习体验和收获。③实验报告：要求学生撰写实验报告，总结实验过程和结果，分析杠杆平衡条件的规律。

综上所述，在初中物理实验教学中，创新教学方法能够切实激发学生的学习兴趣和积极性，培养他们的思维能力。在今后的教学实践中，教师应进一步转变教学观念，树立小组合作意识，让学生在小组中相互合作，共同探讨问题，形成合作学习的氛围，从而提高学生的学习效果。不仅如此，教师还要不断利用最新的实验器材创新实验教学方法，使实验更具吸引力和趣味性，激发学生对物理实验的兴趣。在加强实验实践的同时，教师更应注重培养学生的实验技能，让他们在实践中学会观察、推理、实验、总结，从而达到全面提高学生实验能力的目的。此外，教师还需根据实际教学情况不断创新实验教学模式，针对不同的学生群体和学习环境采用不同的教学方法，使实验教学更符合学生的实际需求，更加贴近生活，更具实用性，激发他们对物理实验的兴趣，培养学生的科学素养和创新实践能力，为培养具有创新精神和实验技能的复合型人才打下坚实的基础。

（作者单位：广州外国语学校附属学校）

编辑：李琴芳