在初中物理教学中运用演示实验促进学生知能发展的策略分析

张 振

初中生学习物理学科的时间较短，学习经验较为欠缺，在认识理解物理新知识时，需要丰富的物理现象做支撑。教师引入、展示多种类型的物理演示实验，可以很好地适应初中生这一学情特点，以学生容易接受的可视化教学方式指导学生感知物理规律，厘清物理知识形成过程和联系脉络，提高学生物理知识学习品质，促进学生物理知能协同发展。

一、 整合演示实验资源，调动生本观察思维

演示实验教学内容在整个初中阶段物理学科实验教学中占据着极大比重，教师加强演示实验资源的开发整合，静心筛选演示实验教学内容，借鉴优秀演示实验教学案例，提升演示实验教学设计的科学性、启发性、生动性，调动学生物理实验观察学习思维。

(一)精选演示实验内容

围绕物理课堂教学知识目标，教师精心筛选演示实验教学内容，用直观、具体的演示实验现象，推动学生实验观察认知表象建立，辅助学生认知理解物理知识。初中物理教材中编排了大量的演示实验教学内容，教师根据物理课堂教学需要，对这些实验内容加以整合，使其更好地服务于学生物理知识学习的个性化需求，降低物理新知的理解学习难度，帮助学生顺利突破物理课堂学习重难点知识，自然生成物理新知。

例如，教学沪科版八年级物理《长度与时间的测量》，教师先介绍测量时间、长度的工具，以及使用这些工具的方法，尽量减少误差，现场利用刻度尺测量物理书的长度、宽度、厚度。在具体操作过程中，教师让学生细心观察每一个细节，特别是减少误差的方法运用，为学生提供学习的机会。学生观察教师操作之后，利用刻度尺测量身边的物品，运用教师提供的测量方法，进行实践测量和互动交流，探寻测量长度的方法和技巧。教师现场测量之前，先介绍测量工具以及使用方法，其演示更为具体细致，学生有了观察经历，自然有主动操作的冲动。因为长度测量使用工具简单，操作便捷，教师选择物理课本展开演示操作，给学生带来更多学习启示。教师精选实验内容，能够创造更多观察机会，学生接受不存在障碍，能够有效提升教学效果。

(二)借鉴演示实验案例

除教材编排的演示实验教学内容外，教师还可以主动借鉴其他优秀的演示实验教学案例，在教材之外开发演示实验教学内容渗透课堂教学中，丰富学生物理实验学习感性认知素材。初中物理学科教学内容涵盖领域较为宽泛，与之匹配的演示实验教学资源不胜枚举，教师可在集体备课环节集思广益，学习优秀教师的演示实验设计方案，或通过网络、报刊等渠道收集相关实验素材引入课堂，为物理演示实验教学注入全新活力。

教师规划演示实验方案时，要注意做延伸处理，这样可以制造更多看点，以调动学生关注力，形成更多学习切入点。例如，教学《快与慢》，教师利用多媒体播放动画视频，通过对比蜗牛与兔子赛跑、人和汽车速度对比、飞机和卫星飞行运转等，直观介绍不同物体的运行速度，体现慢与快的关系。视频画面更为直观，学生观看特别用心，对运动快与慢有了更直观的体验。为激发学生实验主动性，教师组织学生来到操场上，挑选几个学生进行百米赛跑，现场感受快与慢的特点。教师将体育比赛融入物理学科教学之中，学生感觉新鲜，参与热情很高，对快与慢两个物理概念有了全新理解。媒体展示模拟实验画面，对学生形成感官触动，教师设计户外比赛活动，是更为直观的演示实验。

二、 创设演示实验环境，启迪生本发散思维

教师注重演示实验教学进程的启发诱导，采取设计演示实验问题、展示演示实验方案等方式，引领学生有目标性地进入演示实验观察分析程序，启迪学生充分发散实验学习思维，从更多维度理解建构物理知识。

(一)设计演示实验问题

教师发挥演示实验问题的教学驱动作用，投放演示实验教学密切相关的启思性问题、引导性问题，让学生在问题指引下投入演示实验观察分析中，强化学生物理演示实验学习意志，引导学生循序渐进地完成演示实验学习任务。物理演示实验教学的不同环节都有其独特的学习要求，教师要具备项目化教学意识，根据不同实验教学环节的实际需要，以整体教学视角合理设置实验学习问题素材，借助问题厘清学生物理实验学习思维路径，给学生物理实验学习思维带来更多启发。

教师设计实验问题，具有更高的调动性，学生积极探索实验原理，顺利完成实验认知内化，能够促进学生学科核心素养的培养。例如，在教学《质量》这节内容时，教师准备了天平、砝码、铁钉、橡皮泥等实验材料，现场展开演示实验，利用天平测量铁钉、橡皮泥的质量。在实验操作之前，教师组织学生阅读教材内容，理清“质量”的概念、基本属性以及质量的国际单位等知识点。在实验之中，教师提出实验思考问题：实验室测量质量需要什么样的工具？生产和生活中可以接触质量测量问题，大家平时喜欢运用哪些测量工具呢？学生大多有相关生活经历，主动展开思考和交流，针对一些生活案例进行对应分析，课堂研学气氛活跃。教师不断提醒，与学生展开广泛对话，具体解析质量概念内涵，要求学生自然形成学科认知。学生有亲身观察经历，思考讨论热情很高，教师的主动参与，为课堂研学带来更多正面帮助，实验教学获得丰硕成果。

(二)展示演示实验方案

受限于物理学科学习经验，部分初中生在物理课堂学习中仍存在“学不得法”的教学困扰，实验分析学习有一定的盲目性。教师采取开门见山的演示实验教学方式，在实验开始之前，向学生展示演示实验教学方案，使学生初步形成演示实验学习的整体把握，有目的性地进入物理实验学习流程。教师展示的演示实验方案需适当精简，主要体现出演示实验的大概流程、重点难点、观察要点，避免过于烦琐的方案展示对学生造成不必要的思维干扰，影响学生实验学习效果。

例如，教学《学习使用天平和量筒》，教师先拿出天平和量筒，分别介绍其突出特点以及实验操作使用方法，对学生准备好的不规则小石块进行体积测量，分析实验过程和实验原理，学生顺利进入实验学习环节。学生对天平的使用充满热情，教师从“放”“调”“称”“记”“收”等方面进行逐一展示和操作，让学生先掌握天平的使用方法和技巧，然后组织学生现场测量不规则小石块的体积。学生对实验操作比较感兴趣，教师将学生分成几个小组，要求学生借助集体力量，先研究天平的使用方法，然后设计实验方案，展开合作学习，充分调动大家的智慧，顺利完成小石块的体积测量任务。经过一番探究，各个小组的实验操作都获得丰富成效，学生汇报实验成果，教师展开专业点评，课堂学习进入良性互动环节。

三、 优化演示实验组织，促生生本抽象思维

教师从演示实验的观察感知、讨论交流、课题研学等环节展开教学优化设计，有针对性地引导学生展开演示实验分析学习，自主构建直观物理实验现象与抽象物理知识的联系桥梁，促生学生抽象思维，增强学生物理学科学习力。

(一)强化演示实验观察

初中物理观察实验教学中，学生不能将演示实验的具体现象与物理知识相联系，这是影响学生实验学习成效的一大问题所在。教师强化演示实验观察指导，着重教会学生采取多样化的观察方法分析实验现象，启发学生抽象提炼其中的物理知识要素，构建物理知识表象理解，进而促进学生物理知识生成和抽象思维成长。除了对实验结果进行观察分析，教师还要有意识地在实验操作过程中渗透观察指导，引导学生认真观察演示实验的操作要点，了解掌握其中的注意事项，培养学生规范化的实验操作方法。

学生有主动观察的兴趣，教师在演示实验时，需要进行针对性提醒，要求学生自觉展开观察和思考，利用问题进行调度，或者邀请学生参与演示活动，可以形成崭新教学起点。例如，在教学《力的合成》这部分内容时，教师邀请学生合作展开演示实验：这里有一个水桶，里面装满了水，现在请两名同学来做一个实验，先是一个人提起这桶水，然后是两个人合力提起这桶水，分析水桶受到向下的重力以及向上的拉力，画出示意图，并做实验解读。任务下达后，学生积极响应，现场展开演示实验操作。这个实验很简单，教师让学生现场演示，而且提出具体要求，让其他学生细致观察，成功激发学生实验思维，课堂研学气氛活跃起来。特别是让参与操作的学生画出示意图，对力的合成情况进行解读，给学生提供深度探索的机会，也为其他学生带来思考的机会。教师利用现场实验展开教程设计，其调动作用更为突出，学生主动响应教师设计，其调动效果良好。

(二)组织演示实验讨论

物理课堂演示实验教学的主要目的是指导学生通过观察物理实验现象，分析、理解其中的物理知识。教师穿插实验学习交流环节，组织学生围绕物理实验观察学习成果展开讨论分析，能够弥补学生自主观察、自主分析中出现的认知片面，促使学生更加准确地抽象出演示实验蕴含的知识内容。初中生在物理学科学习能力中表现出很强的个体差异性，教师组织演示实验讨论学习时，要根据学生能力差异科学分组，尽量让每个小组都包含不同能力层次的学生，促进学生物理学科学习能力的个性化发展。

例如，教学《压力的作用效果》，教师开始演示实验，先让学生观察桌面上的海绵，然后将砝码放在海绵上，最后将海绵放到桌脚下，观察海绵的不同形变。海绵发生了不同形变，其中包含什么样的原理？海绵发生形变与什么因素有关呢？结合实验观察展开学习讨论。学生开始观察和思考，逐渐找到海绵形变的原因，主动进入互动交流环节。教师将海绵置于不同环境下，海绵发生了不同形变，学生主动分析其原因，逐渐了解压力的作用效果，找到形变与一些因素有关。在这个教学案例中，教师选择适合的实验内容，为学生提供观察和思考的机会，组织学生展开互动交流活动，成功激发学生实验思维，在深度研讨过程中建立物理认知。

四、 创新演示实验形式，提升生本探索思维

教师在传统物理演示实验教学基础上进行拓展创新，引入更多模拟演示实验、互动演示实验、生本演示实验教学形式，引发学生物理演示实验学习思维碰撞，强化学生自主思考能力及探索学习能力。

(一)模拟演示实验创新

教师提出模拟实验方案，让学生观察更清晰，主动研究观察结果，以提升实验学习品质。但受限于课堂教学时空条件，有些物理实验的演示现象并不能完美地展现在学生面前，一定程度上限制了学生物理知识学习效果。教师要树立信息化教学意识，着眼信息技术教学手段在演示实验教学中的辅助应用，借助投影仪、实验教学微课等设备资源，将演示实验现象呈现在屏幕之上，创新利用模拟演示实验规避因演示实验教学缺失，造成学生物理知识理解不到位的情况。

例如，教学《滑轮及其应用》，教师拿出一个定滑轮和一个动滑轮，让学生先进行观察，然后打开多媒体，利用动画形式展示实验过程，分析定滑轮和动滑轮的特点，总结其主要性质。学生观看动画视频时，教师不时做出指导和解析，让学生自然掌握定滑轮和动滑轮的属性，逐渐理清其操作原理。教师可以做现场实验操作，但要解析定滑轮和动滑轮的性质，需要对力的方向和大小进行详细解读，运用多媒体进行动画展示，效果更为突出。多媒体动画视频清晰度高，数据标注更为直接，学生观察便利，顺利进入实验核心，主动展开实验思考，大大提升实验展示效果。

(二)互动演示实验设计

教师加强演示实验的互动设计，根据学生实验教学活动的动态学习表现，依托语言引导、问题启发等手段，在学生存疑处、错误处进行思维诱导，提高学生演示实验认知理解的准确度。此外，教师还要关注学生之间的互动交流，可以投放更具思维深度的实验思考问题组织学生合作研学，从更广维度探究物理实验方法应用，触发学生物理知识深度学习。

例如，在教学《做功了吗》时，教师先解读“功”的概念：力和在力的方向上通过的距离的乘积，叫作机械功，简称功。学生逐渐掌握了“功”的内涵，开始关注两个物理量，教师鼓励学生借助身边物品，设计做功的实验，现场做演示操作，并介绍做功情况。学生进入实验思考和设计环节，教师根据学生思考情况展开具体指导，确保实验设计顺利展开。在展示环节，学生实验方案设计都比较成功，教师让学生现场操作，让学生同桌合作，一人操作一人讲解，理论结合实践，获得不错效果。教师设计了实验方案设计任务，给学生带来更多深度研学的机会，让学生合作完成实验，其组织效果显著。学生互动演示实验过程，这是比较有创意的设计，为学生带来深度探索的机会。

(三)生本演示实验组织

教师直接演示实验过程，不如让学生参与其中，或者师生互动展开实验演示，这样可以创造直观的学习契机，也能够让学生自然建立实验认知。但对一些操作要求不高的实验项目，教师也可以在示范讲解的基础上，指导学生自主完成演示实验操作，不仅能让学生切身体会实验操作要点，强化学生科学探究意识和动手操作能力，还能彰显物理实验的独特学习魅力，培养学生物理学科学习情感，提升实验学习效率和品质。

教师创新生本演示实验组织，观照实验操作难度，合理设置学生独自操作实验和合作学习实验，并做好实验过程的动态跟进，适时指导学生实验操作方法，辅助学生顺利完成演示实验操作任务。例如，教学《机械效率》，教师在导学环节，与学生一起研究核心概念“有用功”“额外功”“总功”以及这三者之间的关系，列出公式：W总=W有用+W额外。为激发学生学习主动性，教师布置实验操作任务：自主成立实验小组，围绕“机械效率”研究内容展开实验设计，借助身边的物品，进行实验操作，验证机械效率的概念：机械效率=有用功/总功×100%。学生接受任务后，都能够主动进入实验团队之中，展开集体研讨学习。当实验方案设计完成之后，教师鼓励学生现场展开演示操作，解读实验原理。

初中物理演示实验教学是一项系统性很强的教学项目，对教师的教学资源整合能力、教学组织应对能力都提出了更高要求。整合演示实验资源、创设演示实验环境、优化演示实验组织、创新演示实验形式等都是实现初中物理演示实验高质量教学的有效路径。初中物理教师要深刻认识演示实验教学的重要意义，加快教学观念转变，展开积极的教学应对，搭建多元化、高效化演示实验教学平台，不断提高物理学科教学实效，助力学生物理学科核心素养和综合能力协同发展。