开放物理实验室背景下初中生物理实验技能的培养对策

苏钰婷

【摘  要】 物理学科是初中阶段的一门重要科目，倡导学生探究式的学习，强调科学与实际、与社会的联系。目前，很多学校采用了“填鸭式”教学，教师用PPT演示代替学生的分组实验，学生不能自主动手实验。物理实验教学是初中物理教学的重要内容，也是将物理知识与实践操作紧密结合的途径，学校开放物理实验室具有重要的意义。实验室是体现学生创新能力的重要场所，教师充分地发挥实验室的作用，能够真正提高物理实验的教学水平。

【关键词】 初中物理；物理实验室；实验技能

一、研究背景

目前，很多学校为了一味地追求成绩，采用了“填鸭式”教学。“填鸭式”教学以教师为中心，采用了知识陈述——例题示范——变式训练——课后作业——考试反馈的教学模式；而学生则被动地接受知识，无法形成动手能力和创新能力。如今，我国的教育行业倡议探究式教学，即以学生为中心，教师和学生一起研究、解决问题。在这个过程中，学生起主导作用，教师只是在旁边起到引导的作用。基于此，在初中物理实验中，学校必须开放实验室，这具有很重要的意义。

物理是理论知识与实验操作紧密结合的学科，其要求学生在掌握物理理论知识的同时，还要具备实验操作技能、利用物理知识探究和解决实际问题的能力。教师教授物理也不应局限于普通的教室，还应该把物理实验室作为开展教学的主要场所。为了更好地开放物理实验室、提高物理教学效果，教师应把物理实验室作为物理教学的第二课堂。物理实验课是培养学生实验技能的基本途径，教师认真上好物理实验课，既能帮助学生更牢固地掌握物理知识，又能培养学生的实验技能，是训练和提高学生实验技能的基本途径。物理实验课包括物理演示实验和物理分组实验。物理演示实验是教师教给学生正确的实验方法。如如何正确使用仪器，安排实验步骤、操作，记录数据、列表和作圖线，以及通过分析和推理得出正确的结论及误差等。通过大量的物理演示实验，学生能够潜移默化地掌握物理实验技能。

二、初中生物理实验技能的培养对策

（一）改变教学方法

第一，教师要根据物理课本中涉及的实验项目精心备课，结合物理实验课程标准和自己的教学经验，设计出科学的教学方案，为正式的物理实验教学做好准备。

第二，在物理实验课堂中，教师要细心地讲授实验操作方法，正确、规范地为学生示范各个实验操作的要点，并强调实验中的易错点和难点。

第三，教师根据教学经验，把在以往实验教学中学生难以理解的题目设置在实验中，让学生进行探究。如，两个学生分别手持两个弹簧测力计（弹簧测力计保持水平，示数向上），弹簧测力计的两个拉钩互相钩住，学生分别用4N的力拉动挂环，观察弹簧测力计的示数是0N、4N，还是8N；如：在凸透镜成像中有这样的问题：烛焰通过凸透镜在光屏上形成了一个实像，这时用一块不透明的硬纸板将凸透镜的上半部遮住，结果是否成半个像？用实验的方法，学生很容易地解决了这一难题；在探究电功率的实验时，假设灯泡的额定电压为2.5V，当灯泡的电压为1.8V时，要想灯泡正常发光，滑动变阻器向左还是向右移动？当灯泡的电压为2.8V时，要想灯泡正常发光，滑动变阻器向左还是向右移动？通过实验，学生可以加深对易错题的理解。在实验教学中，教师要求学生反思物理实验，学生梳理与回顾在实验过程中发生的问题、现象，找出问题产生的原因、本质，加深了对物理实验的理解。

第四，物理实验教学鼓励学生在教材的基础上进行创新、改进。在物理实验教学中，有些实验可加以改进、创新，让实验更科学、误差更小。

例如在探究滑动摩擦力大小跟哪些因素有关的实验中，教材中的实验是用弹簧测力计拉动小木块，在水平长木板上进行匀速直线运动。学生在探究的过程中就会发现问题：在用弹簧测力计拉动小木块运动时，难以控制小木块进行匀速直线运动，因此弹簧测力计的示数不稳定，且拉动时，弹簧测力计处于运动状态，给读数带来了困难。既然学生在实验中发现了问题，教师此时应引导学生，运用所学的物理知识解决探究过程中出现的问题，并在实验的基础上，对实验进行创新、改进，从而更好地完成实验。通过教师的引导，学生将原实验中拉动木块改为拉动长木板，就可以避免匀速直线运动带来的问题。学生在拉动长木板时，无论长木板是否做匀速直线运动，小木块都能处于静止状态，根据二力平衡条件，可得出摩擦力大小就是弹簧测力计示数的大小，这激发了学生学习物理的兴趣，对培养学生运用知识解决问题的能力，具有积极意义。

再如，在探究二力平衡条件的实验中，学生将小木块置于光滑的水平桌面进行探究。在物理学中，光滑意味着无须计算摩擦力，但在实际实验中，不可能存在表面绝对光滑的物体，因此在该实验中，当二力作用在一条直线上时，学生将木块扭转一个角度，木块受到了摩擦力的影响，导致学生在松手后，木块可能处于静止状态，实验失败，同样，此装置也难以探究二力作用在同一物体上。当学生出现了这样的问题时，教师应顺势引导，改进实验，将小木块换成轻小的硬纸片，进行二力平衡条件的探究，从而使实验更合理、更易于学生理解。当探究二力是否作用在同一直线时，学生将纸片扭转一个角度，在松手后，可以立即看到纸片转动到两个力在同一直线时，才处于静止；当探究二力是否作用于同一物体时，学生可以用剪刀将纸片从中间剪为两个部分，观察纸片的两部分在两边拉力的作用下，由静止变为运动，进而证明二力要想平衡，需要同时作用于同一物体。但此装置仍有改进之处，对此教师可以让学生自行改进，以激发学生的求知欲，使学生更加热爱物理。

学生在进行实验时，教师要耐心地给予指导、纠正不正确的操作方法。同时教师要提高在物理实验室开展教学的频率，充分发挥物理实验室的作用，促进学生学习物理的兴趣，让物理实验室真正成为物理教学的课堂。物理实验在物理教学中有不可替代的作用，教师只有做好物理实验教学，才能充分地调动学生的观察和思维能力，激发学生对物理的求知欲，使教学达到“事半功倍”的效果。

（二）开放实验室，学生自主进行实验

开放物理实验室，就是让学生成为物理实验室的主人，将所学的物理知识充分地应用到物理实验操作上，尽可能地将物理演示实验变为物理分组实验，从而能更深层次地理解和体会实验原理，加深了印象，提高了学习效果。物理实验室能营造出一种积极探究的氛围，在锻炼学生动手能力的同时，培养学生严谨的科学态度，激发了学生的求知欲和探索精神。因此教师在开放物理实验室的同时，要充分地发挥学生的主体地位，放手让学生进行实验操作。教师在开展物理实验教学时，不要给学生太多的束缚，应指导学生紧密结合所学的知识，大胆地进行实践操作训练，提高学生的物理实验操作技能。对此，教师可以将学生分成若干小组，为他们布置物理实验任务，让每个学生在小组中参与物理实验操作，并让小组记录好实验过程和结果，这样每个学生在合作中完成了小组任务。为了锻炼学生的创新能力和动手能力，教师可以引导学生留心观察周围的事物，鼓励学生在保证安全的前提下，进行发明和创造，培养学生对物理实验的兴趣，建立学习物理的信心。

开放物理实验室、改进物理实验教学，需要长期的教学实践和探索。对此，教师要积极补充实验材料，丰富物理实验室的资源；制订完善的物理实验室管理制度；加强物理实验室师资队伍的建设；保证学生的主体地位，放手让学生进行物理实验操作，逐步提高物理实验的教学效果。

（三）提高学生具体的实验技能

教师需要让学生掌握实验的一般原理、方法和设计实验的技能。首先要求学生明确各个实验的目的、原理和理论根据，根据实验的原理、要求，对实验进行设计。包括在实验中，需要使用哪些物理定律、公式等，学生还要了解哪些是已知量、被测量，然后选择所需的仪器和实验条件，设计好实验步骤，做好记录和表格等；其次，指导学生掌握正确调整、安装仪器以及连接电路的技能。正确的实验，是学生能够安装、调整好仪器或正确连接电路，即，在主回路中，必须有开关（先断开），导线最好选用几种颜色，主、支回路分别用一种颜色。在向接线柱连接导线时，应按顺时针的方向，将导线缠上。连接电路后，学生必须复查，确认正确后，方能通电。这种实验技能的培养，在初中就应开始，首先教师让学生模仿学习，然后逐步提高到由教师讲述方法及注意事项，由学生独立操作实验。

教师需要培养学生正确记录实验数据，并能进行运算和分析，得出正确结论的能力，这也是实验能否成功的关键。要培养学生在这方面的技能，教师应要求学生集中精力，按照实验步骤有条不紊地操作和读取测量数据。有的实验要求在测量或操作时，动作迅速、把握好时机，如温度测量、电学测量。对此，学生要按照实验的先后顺序，测出需要测定的量，并做好记录。学生读取数据和记录，必须注意：1. 读数要及时，并马上记录，针对刻度尺，要读取分度值的下一位；2. 要记录完整的数据，按照有效数字的方式进行记录；3. 数据的单位要正确。通常，教师应要求学生在实验前列出表格。表格设计要求学生能记录直接测出的各物理量，能记录数据，并对数据进行处理、运算，分析实验结论。在整理数据时，如发现有不合理的数据，应补测该数据。教师要指导学生根据有效的运算法处理数据，适当地分析、讨论实验结果，如讨论的数据说明了什么？该数据与理论计算有何偏差？实验过程为何这样设计？实验结果的物理意义（结论）是什么？

（四）软硬件措施

1. 积极增加物理实验材料，丰富物理实验室的资源

由于学校对物理实验教学不够重视，导致物理实验室存在器材数量不足、功能不全、仪器缺乏保养和设备陈旧等问题，影响了教师实验教学的顺利开展，学生也由于实验材料和仪器的局限性，不能有效地进行实践操作，给学生的学习积极性造成了很大的负面影响。因此学校要积极增加实验材料，不断丰富实验室的资源，保障教师实验教学工作的顺利开展，提高学生的物理学习效果。首先，学校要按照初中物理实验室的器材配备标准，配备实验材料和仪器，准备好木直尺、电子秒表和托盘天平等常用器材，并保证器材的质量和数量；其次，学校要注意保养各种设备，定期进行清洁和维护工作。对于有损坏或功能出现问题的设备，要及时地修理或更换，保证学生能够使用功能正常的设备进行实验。同时为了符合现代物理教学的要求，学校还应开设更加现代化的实验室，如综合性实验室、数字化实验室等，以满足学生的个性化实验需求，帮助学生顺利地完成实验任务，从而激发学生对物理实验的热情。

2. 制订完善的物理实验室管理制度

物理实验室内的材料众多，有的设备价格昂贵，涉及学校的资产安全问题。同时物理实验室的人员来往较多，学校如果稍有疏忽，就会出现仪器损坏、遗失等问题，给学校造成了一定的损失，因此在物理实验室的管理上，学校面临着较大的困难。为了保障学校的利益，也为了给学生提供更加安全、可靠的物理实验场所和资源，学校必须制订完善的实验室管理制度。比如，教师和学生借用实验室器材都需要详细地登记，并在规定的期限内完好无损地归还；当学生第一次进入物理实验室时，教师就要引导学生仔细阅读实验室的规章制度，遵守实验操作规范；学生要听从教师和实验室工作人员的指挥，不要随意乱动仪器和设备；在实验过程中，学生要注意爱惜仪器，轻拿轻放，按照正确的操作方法使用设备，当遇到问题时，要及时询问教师或工作人员。每上完一次实验课后，教师要配合工作人员进行器材的清点和归放，检查是否有损坏或丢失的情况，以及时地发现并解决问题。

三、结语

物理作为初中的一门基础性学科，对中学生而言非常重要。实验作为物理的基础，可以让学生更直观地看到物理现象，从而对物理原理产生更深刻的理解，而物理实验也能让学生产生更强的物理学习兴趣。因此在日常生活中，初中物理教师一定要开发和利用好实验教学资源，为提高学生的物理实验效果提供有力支撑。

参考文献：

［1］ 郑莹. 初中物理微实验教学策略［J］. 现代中小学教育，2018，34（08）：47-50.

［2］ 張占国. 初中物理微课的设计实践与教学思考［J］. 中小学电教，2015（Z2）：77-78.

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