浅谈初中物理实验教学的显化范式实施途径

摘 要：在新课程改革实施的背景下，教师需要探寻科学的教育方法，以培养学生的学科素养.显化范式教学模式的提出，是教育改革的一大突破，这种教学模式坚持学以致表的原则，提升学生对物理实验探究的积极性，展现出显化范式教学的价值，促进初中物理实验教学质量的提升.基于此，文章主要就显化范式在初中物理实验教学中实施的必要性以及有效实施途径进行分析，以供参考.

关键词：初中；物理实验；显化范式

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1008-0333（2023）26-0101-03

作者简介：陆裕仲（1981.3-），男，江苏省徐州人，本科，中小学高级教师，从事初中物理教学研究.

基金项目：本文系江苏省教育科学“十四五”规划课题“学以致表：初中物理实验显化教学的实践研究”阶段性研究成果（课题编号：D/2021/02/105）

当前，有关显化范式教学的研究大多集中在理论层面上，通过这些研究分析与实践，初步显化了物理知识的获取过程以及实践应用方法，但是这些研究并未得到推广.在初中物理实验教学中，教师很少采用显化范式教学方法，一部分教师虽然使用了显化范式教学，但是在具体的操作过程以及数据处理上，表现出的方法较少，方式相对单一，不能做到根据具体的实验内容使用最为合适的科学方法，从而影响了初中物理实验教学效果的提升.物理学知识是一个完整的知识体系，想要保障物理课教学的质量与效率，需要教师通过科学的、有效的教学方法，确保物理实验教学的每一个操作流程以及数据处理过程显化，将其中蕴含的物理知识与物理方法以更加直观的、具体化的方式表现出来，是优化物理实验教学的有效途径.

1 显化范式在初中物理实验教学中的必要性

1.1 提升显化范式教学的地位

韩愈曾经表示：“师者，所以传道授业解惑也.”这里强调的“传道”，即为“传授方法”，这里面的“道”指向“方法”，而在古希腊语中“道”还有“道路”“沿着”的含义[1].由此可见，在不同阶段的各个学科教学中，都需要教师做到“授业”的同时，也能够肩负起“传道”的重任，不仅让学生理解、记忆前人在科学研究领域获得的重大成果，还能够习得认识客观世界过程的有效方法.实验是物理学科教学中的重要组成部分，是发展学生科学素养的主要途径之一，在初中物理实验教学中运用显化范式教学，可以促进初中生在这一学习阶段掌握人类探索物理科学的过程与成果，对于科学思想、科学态度、科学精神等方面的发展有着十分重要的作用.显化范式教学在初中物理实验教学中的运用，对于学生物理实验能力的提升、科学素养的形成、良好思维习惯的养成以及科学方法的掌握有着重要的影响，在提升物理实验教学质量以及课程改革落实等方面，有着极为重要的作用.

1.2 改善初中物理实验教学现状

随着课程改革的逐渐深化，对于初中物理实验教学的要求也有所提升，物理实验教学过程中采取的教学方法正在经历从“隐性”到“显性”的转变过程，要求教师在物理实验教学中创新教学方式，不再是浅显的知识渗透，而是更明了地让学生看到、经历以及掌握科学方法.目前，初中物理教材在编写中已经将其中的科学方法进行了显性化处理，为教师的显化范式在实验教学中的实践运用提供了合理的依据，但是，大多数教师坚守传统的教学方法，教育理念过于陈旧，无法发挥出物理教材的显性化作用.为了解决初中物理实验教学的这一现状，需要教师树立显化教学的意识，能够通过显化范式的实践运用，让初中物理实验课堂走出困境，促进物理实验教学的变革.

1.3 促进学生掌握不同的科学方法

经过大量实践证明，显化范式在物理实验教学中的运用，有助于学生掌握不同的科学方法，但是不同的科学方法对学生的学习影响程度存在差异，如观察法对学生的学习效果影响并不明显，这说明观察法的科学方法掌握并不完全得益于显化范式教学，而是观察法本身就具备通俗易懂的特点[2].又如，归纳法的掌握在较大程度上来自教师的显化范式教学，在教师采取显化范式教学之前，大部分学生对归纳法的概念认识模糊，没有掌握归纳法的有效实施方法，而在显化范式教学之后，学生对归纳法形成了清晰的认知，在经历物理实验学习活动时，学会灵活地运用归纳法.由此可见，显化范式教学的实施对于初中生掌握不同的科学方法以及学习效果的提升有着显著的作用.

2 显化范式在初中物理实验教学中实施的有效途径

2.1 提升教師自身的科学方法素养

显化范式在初中物理实验教学中的运用，对教师的专业能力提出更高的要求，需要教师提升自身的科学方法素养，能够在物理实验教学中将科学方法从“隐性”不断过渡到“显性”阶段，提升教师对科学方法显化的重视程度，促使教师自身的科学方法素养达到一个全新的高度[3].

当教师对物理学科科学方法的理解与掌握达到一定水平之后，其会主动对自身实践教学中所采用的策略、方法等进行摸索和反思.就目前初中物理教师对科学方法的掌握情况来看，大多不清楚教什么，不知道怎么教，教学策略不完善，缺乏对教学方法的科学规划，当进入到实验教学的操作以及总结归纳环节，科学方法就会被搁置一旁，不利于显化范式在物理实验教学中落实.相反，若教师具有较高的科学方法素养，就可以在实验教学中显化科学方法，灵活运用科学方法引领学生操作实验、观察实验、处理数据、总结归纳，促使教师在不断的自我充实与成长中，将科学方法显化在物理课堂中.例如，学校可以定期组织开展培训活动，邀请专家莅临授课，能够让初中物理教师在讲座中学习到新的方法，接受新的教育思想，积极学习优秀教师的先进理念.又如，建立地区教师互动交流平台，在互动平台中教师可以随时随地交流经验，表达疑惑，说出自身在显化范式教学中遇到的问题，问题讨论的过程，就是教育思想交流的过程，对于教师的科学方法素养提升有着重要的作用.

2.2 显化教材中的实验科学方法

教材是教师开展教学活动的主要依据，在显化范式实验教学中渗透科学方法，需要教师深度研读教材，能够结合具体的实验内容，选择使用相应的物理操作方法，运用不同的数据处理方法，这样不仅可以提升实验教学质量，也可以让学生从中汲取经验，认识到在不同的物理实验中，其所使用的实验操作过程以及数据处理方法是不同的，只有做到科学使用物理方法，才能够达到预期的实验探究结果，达到事半功倍的效果[4].

经过对初中物理实验教学内容的分析，结合中考大纲的要求，显化结果如下：

（1）在“探究声音的发生”实验中适合采用放大法、转化法，在数据处理过程中适合使用列表法；

（2）在“探究声音的特性”实验操作中要使用控制变量法，在数据处理过程中使用列表法；

（3）在“探究平面镜成像的规律”实验中使用作图法、等效替代法，数据处理过程使用列表法；

（4）在“探究固体熔化的规律”实验中使用直接测量法，在数据处理过程中使用图像法、列表法；

（5）在“探究通电螺线管的外部磁场”实验操作中使用转化法，数据处理过程使用描迹法；

（6）在“测大头针质量”的实验中采用累积法，数据处理过程使用列表法等.

通过对初中物理教学中的各个实验过程操作方法使用频率研究，发现使用最多的操作方法是控制变量法、转化法、直接测量法、观察法，很少会用到放大法、等效替代法、间接测量法、溢水法、留迹法；使用频率较高的数据处理方法为列表法和图像法，其中列表法使用频率最高，平均值法与描迹法使用较少.在显化范式的物理实验教学中，需要教师着重显化科学方法，能够做到结合具体的实验内容，选择最适合本实验的操作方法、数据处理方法，提升学生对科学方法的灵活使用能力.

2.3 在实验教学过程中显化科学方法

科学方法的显化范式教学，缺乏在实验教学中的有效应用，想要从真正意义上彰显显化范式的教学价值，需要教师在实验教学流程中显化科学方法，通过课堂实践吸取经验，能够做到结合学情显化科学方法，将抽象的、生涩难懂的物理知识与物理规律转化为系统的、完整的科学方法，强调显化范式教学“明了”的特点，将科学方法显化于物理实验教学的各个环节之中，让学生获得科学方法的训练[5].

如在“探究光的反射规律”实验教学中，主要需要学生掌握模拟法以及列表法，在实验开展之前，教师要求学生准备好实验设备，激光笔、平面镜、硬纸板以及量角器.首先，教师提出能够引发学生思考的问题：“同学们猜一猜，光为什么会发生反射，其遵循的是什么规律？”学生在猜想中发展了发散思维以及创新思维，在此基础上，教师引入并讲解理想模型法，例如，在生活中光的反射现象随处可见，一束光照射在镜子上会发生反射，但是，我们怎么研究这一物理现象呢？光是看不见摸不着的，想要看到光的反射就需要我们将看不见摸不着的光进行一些处理.在这个过程中引入了“光线”的概念，但是“光线”本身并不存在，是我们为了研究物理现象而抽象出来的理想化、简单化模型，可以将其称之为理想化模型.由此，可以让学生在实验中形成理想化模型的意识，加强学生在物理实验中对理想化模型的理解.接下来，教师使用讲授模拟法，以直观的演示实验，让学生观察光的反射现象，同时体会模拟法的奥妙，促进学生对模拟法的理解与掌握.在学生观察实验现象后，教师鼓励学生说出几个实验猜想，并结合猜想设计实验，完成实验操作过程，记录实验数据，并将记录的数据填写到表格中，在这个过程中渗透列表法，提高学生对数据的整理与分析能力，引领学生从数据观察中，总结出光的反射规律：（1）反射光线、入射光线、法线在同一个平面内；（2）反射光线、入射光线分居法线的两侧；（3）反射角等于入射角.

综上所述，显化范式教学在初中物理实验教学中的运用，可以促进显化范式教學的推广，对转变物理实验教学现状、提升学生的实验学习效果具有重要的意义，因此，教师应积极探索显化范式与初中物理实验教学有机融合的途径，最大限度地发挥显化范式教学的功能与作用，助力初中物理实验教学的改革与创新.

参考文献：

［1］贺桐杰，王笑君.显化科学方法视域下的物理概念教学研究：以“磁感应强度”教学为例[J].物理教学，2018，40（09）：20-22，5.

[2] 操时良.显化科学方法视角下物理规律的探究思路：以“太阳与行星间的引力”教学为例[J].物理通报，2020（05）：113-116.

[3] 童大振，胡扬洋.皮亚杰理论引入我国物理教学的思想历程与启示[J].首都师范大学学报（自然科学版），2020，41（01）：87-91.

[4] 韩兴乾，喻梅琴.显化科学方法视域下的物理概念构建的教学研究：例举运用理想实验法对重力势能的构建[J].物理教学探讨，2019，37（03）：9-11，14.

[5] 陈晓霞，邢红军.初中物理实验方法的显化研究[J].中学物理，2018，36（24）：20-22.

［责任编辑：李 璟］