初中物理實驗教學(xué)的實踐

時間:2022-02-10 08:34:01

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初中物理實驗教學(xué)的實踐

摘要:物理實驗是初中物理教學(xué)的重要內(nèi)容,優(yōu)化物理實驗教學(xué),既是培養(yǎng)學(xué)生良好物理核心素養(yǎng)的需要,也是提升物理教學(xué)效果的必然途徑。在新課程理念的背景下,物理實驗教學(xué)更是培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)、提升學(xué)生實驗技能的重要渠道。為此,物理教師在教學(xué)中,要充分挖掘物理實驗教學(xué)的優(yōu)勢,創(chuàng)新教學(xué)策略,優(yōu)化教學(xué)手段,不斷提升物理實驗教學(xué)的實效,在提高教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ)上發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞:物理實驗;核心素養(yǎng);實踐研究

核心素養(yǎng)培養(yǎng)是當(dāng)前教育工作的重要任務(wù)之一,核心素養(yǎng)的培養(yǎng)也已滲透在各個學(xué)科的教學(xué)點滴之中。初中物理學(xué)科承載著培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的重任,實驗探究是物理核心素養(yǎng)的內(nèi)容之一,因此,初中物理實驗教學(xué)中,既要注重實驗基礎(chǔ)知識講解,又要認真培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力,為提高學(xué)生的核心素養(yǎng)奠定堅實的基礎(chǔ)。本文結(jié)合筆者自身授課實踐,就如何在初中物理實驗教學(xué)中培育核心素養(yǎng)進行探討。

1重視實驗講解,夯實基礎(chǔ)知識

眾所周知,提高學(xué)生的實驗探究能力建立在對實驗基礎(chǔ)知識的牢固掌握之上,因此,授課中應(yīng)注重初中物理實驗知識講解,使學(xué)生切實打好實驗基礎(chǔ),為實驗探究能力的提升做好鋪墊。一方面,教學(xué)中為學(xué)生講解相關(guān)實驗原理,尤其在實驗的過程中要求學(xué)生認真觀察實驗現(xiàn)象,分析引發(fā)實驗現(xiàn)象的內(nèi)在原因,嘗試總結(jié)相關(guān)的實驗結(jié)論,以更加深入地理解物理知識。另一方面,教師要鼓勵學(xué)生分析影響實驗現(xiàn)象的因素,提高學(xué)生對實驗細節(jié)的認識,為他們以后的動手操作帶來良好的啟發(fā),保證實驗的順利完成。密度測量是初二物理教學(xué)的重點,也是難點。在講解測量物體的密度實驗時,教師要為學(xué)生認真講解實驗原理,即,根據(jù)密度的計算公式ρ=m/v進行實驗。實驗中涉及的知識點有天平的使用以及量筒的讀數(shù)方法等,因為之前的講解,學(xué)生已經(jīng)掌握了使用天平以及讀取量筒數(shù)值時的注意事項。課堂上鼓勵學(xué)生根據(jù)所學(xué)的實驗知識進行動手操作,并設(shè)計相關(guān)的問題,要求學(xué)生思考:實驗中的誤差有哪些?使用量筒測量物體體積時,比實際的值是大還是小?為什么?如果無法測量物體的質(zhì)量或體積,該怎么辦?這些問題都是基礎(chǔ)的物理問題,教師對學(xué)生提出這樣的問題,不僅能夠夯實學(xué)生的基礎(chǔ)知識,更重要的是建立學(xué)生對于整個實驗環(huán)節(jié)的全面整體認知。進行物理實驗,只有在全面了解并掌握實驗全流程的基礎(chǔ)上才能夠得出正確的實驗結(jié)果,教師以問題的形式引導(dǎo)學(xué)生對物理實驗中從頭到尾的各個細節(jié)進行把控,在學(xué)生腦海中構(gòu)建起一幅相互關(guān)聯(lián)、相互影響的物理畫卷,讓學(xué)生能夠正確把握其中的各個環(huán)節(jié),從整體入手進行實驗效果的精確控制,這對于學(xué)生的實驗成功與否是至關(guān)重要的一點?;A(chǔ)知識是搭建知識大廈的根基,在這方面容不得半點馬虎,教師應(yīng)當(dāng)對其中的細節(jié)進行細致講解,讓學(xué)生完全吃透、看透、操作熟練、目的明確,這樣才能真正進行有效的物理實驗教學(xué)。在進行這樣的細致講解時,往往會因課堂教學(xué)的時間有限而無法全部傳授給學(xué)生,此時教師就要把握講解的重心,在一些關(guān)鍵點入手,將決定實驗成敗的關(guān)鍵因素為學(xué)生分析透徹即可。物理教學(xué)中,一些關(guān)鍵的知識點需要我們教師重點講解,針對學(xué)生的思維障礙,通過細致入微的分析,幫助學(xué)生走出思維的沼澤地。在本節(jié)實驗中,教師通過給學(xué)生提供動手實驗的機會,更好地加深了學(xué)生的印象,鞏固了所學(xué)的實驗基礎(chǔ)知識,很好地提高了學(xué)生的實驗操作熟練程度。同時,通過設(shè)計相關(guān)問題引發(fā)學(xué)生思考,有助于拓展學(xué)生實驗思維能力。最終學(xué)生積極思考,正確地回答出了問題,達到了預(yù)期的教學(xué)效果。

2創(chuàng)設(shè)實驗情境,做好實驗訓(xùn)練

為提高學(xué)生的實驗探究能力,在學(xué)生牢固掌握實驗知識的基礎(chǔ)上,教師要注重創(chuàng)設(shè)新穎的實驗情境,對學(xué)生進行實驗訓(xùn)練,在鞏固基礎(chǔ)知識的同時,提高學(xué)生實驗思維的靈活性。一方面,認真總結(jié)學(xué)生學(xué)過的實驗知識,明確重點實驗內(nèi)容,對學(xué)生已學(xué)的實驗知識進行整合、創(chuàng)新,要求學(xué)生靈活運用所學(xué)知識設(shè)計實驗方案。另一方面,在實驗過程中,應(yīng)認真觀察學(xué)生的操作,掌握學(xué)生實驗過程中存在的問題,給予針對性的指引,使學(xué)生及時糾正實驗中的錯誤,確保實驗的成功進行,增強學(xué)生實驗訓(xùn)練的自信。例如,在進行測量物體的密度實驗后,教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)以下新穎的實驗情境,對學(xué)生進行訓(xùn)練:提供燒杯、水、牛奶和天平,要求學(xué)生根據(jù)所學(xué),運用給出的實驗器材,自己設(shè)計實驗步驟,測量出牛奶的密度。該實驗情境是教材中實驗的拓展,具有一定的難度,能很好地鍛煉學(xué)生的實驗靈活性。認真觀察給出的實驗器材,可知缺少量筒,因此無法直接測量牛奶的體積,此時需要用替代法進行求解,即,通過測量水的體積間接求出牛奶的體積。學(xué)生經(jīng)過認真思考,設(shè)計如下實驗步驟:首先,使用天平稱出空燒杯的質(zhì)量m1;其次,向燒杯中倒?jié)M水,稱出總質(zhì)量m2;再次,將燒杯中的水倒掉,向燒杯中倒?jié)M牛奶,稱出總質(zhì)量m3。則燒杯的體積V=V牛奶=(m2-m1)/ρ水,則不難計算出牛奶的密度為ρ牛奶=(m3-m1)/(m2-m1)ρ水。該實驗的訓(xùn)練很好地拓展了學(xué)生的思維以及實驗探究能力。由于年齡上的固有限制,學(xué)生在一開始往往無法給出正確的實驗設(shè)計,針對這種情況,教師不能心急,而是要循循善誘,適當(dāng)提出反饋問題,反問學(xué)生這樣會不會出現(xiàn)某些誤差或者失誤,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實驗設(shè)計中存在的漏洞。當(dāng)學(xué)生能夠設(shè)計出正確的實驗步驟后,教師應(yīng)當(dāng)用適當(dāng)?shù)姆Q贊話語表揚學(xué)生,讓學(xué)生對自己的能力產(chǎn)生信心,從而能夠在今后的步驟設(shè)計中大膽開闊自己的思路,實現(xiàn)實驗教學(xué)的有效創(chuàng)新,這種細心引導(dǎo)和鼓勵是構(gòu)建實驗情境中的重要一環(huán),它們一同組成了幫助學(xué)生建立詳細完備實驗設(shè)計的教學(xué)方法。構(gòu)建實驗情境能夠很好地激發(fā)學(xué)生的探索欲望,在學(xué)生陷入思考后,教師針對實驗中的瓶頸及時給予點撥,當(dāng)學(xué)生茅塞頓開、問題得以順利解決后,學(xué)生既感受到了運用物理知識解決實際問題帶來的樂趣,又掌握了學(xué)以致用的本領(lǐng)。

3優(yōu)化實驗設(shè)計,豐富學(xué)生思維

物理思維的培養(yǎng)是物理學(xué)科的重要內(nèi)容,是學(xué)生物理核心素養(yǎng)的重要組成。在物理教學(xué)中,教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會分析物理知識,感受知識的本質(zhì),厘清知識之間的內(nèi)在規(guī)律,學(xué)會構(gòu)建物理模型,在對問題的分析和推理中生成對新知的獨特理解,并在對知識的質(zhì)疑中提出自己的見解。這樣,學(xué)生的學(xué)習(xí)能力才會逐步得到提升,他們的思維也才會在實驗的不斷優(yōu)化和精心預(yù)設(shè)中得到發(fā)展。例如,在教學(xué)“摩擦力”時,探究影響摩擦力大小的因素是這一節(jié)課的重點。新課伊始,筆者列舉學(xué)生生活中熟悉的自然現(xiàn)象,然后直接提出問題:摩擦力大小與哪些因素有關(guān)?學(xué)生結(jié)合相關(guān)現(xiàn)象產(chǎn)生懷疑并提出假設(shè)。有學(xué)生認為,摩擦力可能與接觸面的材料有關(guān),他們通過比較,得出汽車在平直公路上行駛要比山路快,而且還省油。也有學(xué)生認為,摩擦力跟物體所受的重力大小有關(guān),他們觀察一輛相同的汽車,坐滿乘客時要加大油門才能跑起來。還有學(xué)生認為,摩擦力大小跟物體運動的速度有關(guān),一個物體運動速度越快,受到的摩擦力就越小。這幾個學(xué)生都有一批“粉絲”,他們都認為自己的觀點是正確的。在經(jīng)過爭論和思考之后,筆者和學(xué)生們通過實驗對這幾個觀點進行了驗證。首先,通過設(shè)計一組對比實驗,針對這三個有代表性的觀點一一進行驗證,讓學(xué)生在實驗現(xiàn)象的觀察中產(chǎn)生深刻的印象,對摩擦力的知識形成了深刻的認知。最終通過實驗,學(xué)生認識到摩擦力的大小只決定于接觸面的粗糙程度和壓力的大小,與其他的因素都沒有關(guān)系。這樣的實驗拓展了學(xué)生的思維,極大地激活了學(xué)生的探究意識,吸引學(xué)生深度融入物理實驗的探究之中,既培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力,又發(fā)展了學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。實驗原本是鮮活真實的現(xiàn)象,對學(xué)生充滿了吸引力。但是如果我們刻板地演繹物理實驗,同樣會遭遇學(xué)生的厭倦。在物理教學(xué)中,若想優(yōu)化學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng),教師在教學(xué)中,應(yīng)盡可能地引導(dǎo)學(xué)生提出問題,鼓勵他們展開質(zhì)疑,從而激活學(xué)生的思維,對實驗進行優(yōu)化設(shè)計,科學(xué)地進行整合。引導(dǎo)學(xué)生借助實驗手段,對物理問題進行論證,不僅可以促使學(xué)生的物理實驗?zāi)芰Φ玫捷^大提高,更會讓學(xué)生的物理核心素養(yǎng)在耳濡目染中得到發(fā)展,物理能力自然也會與日俱增。

4理論聯(lián)系實際,豐富探究內(nèi)容

在初中物理教學(xué)階段,學(xué)生所學(xué)的內(nèi)容和自身生活存在著各種關(guān)聯(lián),因此,為了提升物理實驗教學(xué)效果,教師可以采用理論聯(lián)系實際的方法,讓學(xué)生將物理知識和生活現(xiàn)象聯(lián)系起來,不斷豐富學(xué)生的探究內(nèi)容。生活經(jīng)驗是指在生活中憑借認知和觀察不斷積累起來的經(jīng)驗和常識,這是學(xué)生最熟悉的一套經(jīng)驗體系,將物理知識聯(lián)系到學(xué)生的生活經(jīng)驗中來,極大地降低了學(xué)生理解物理實驗的難度,有效促進其進行知識學(xué)習(xí)和探究,為學(xué)生的物理實驗學(xué)習(xí)打開了新的大門。如在進行彈力的講解時,學(xué)生接觸到的是物理學(xué)上對彈力的抽象定義,這種定義不僅使學(xué)生難以理解,且教師進行教學(xué)時也會覺得較為枯燥,這時候教師就可以采用理論聯(lián)系實際的方法,為學(xué)生的實驗探究提供突破的思路。教師首先為每位學(xué)生準備一個生活中常見的乒乓球,接著讓學(xué)生開始實驗:“大家將乒乓球懸在離桌面一定高度的空中,用手抓住乒乓球接著松開手,此時你會觀察到什么現(xiàn)象呢?”學(xué)生此時開始進行實驗,觀察到乒乓球不斷從桌面上彈起、落下。此時教師詢問學(xué)生:“乒乓球為什么會不斷彈起呢?是什么給了它彈起的力?”學(xué)生此時就會回答教師:“是桌面?!苯處熆吹綄W(xué)生能夠憑借自己的生活經(jīng)驗分析出其中的一些原理后就可以開始引入彈力的相關(guān)物理知識,在講解的同時,利用多媒體為學(xué)生播放乒乓球落下時的慢放動畫,讓學(xué)生仔細體會。這樣,就讓學(xué)生通過生活中的物品將物理知識和生活經(jīng)驗結(jié)合起來,實現(xiàn)了物理實驗內(nèi)容的引入。

5鼓勵實驗反思,注重實驗總結(jié)

實驗反思是提升學(xué)生探究能力的重要環(huán)節(jié),也是升華學(xué)生能力的重要途徑。因此,教學(xué)中應(yīng)注重鼓勵學(xué)生反思實驗,對實驗的過程進行評估,通過反思能夠?qū)嶒灥募毠?jié)進行優(yōu)化,不斷提高實驗效果。一方面,要求學(xué)生認真反思實驗考查的物理知識以及相關(guān)的實驗思路,并與其他學(xué)生進行交流,分享實驗經(jīng)驗,注重采納他人可行的意見,對實驗進行適當(dāng)改進;另一方面,認真總結(jié)實驗技巧以及自身在實驗操作中的問題,針對實驗中的不足認真分析原因,是實驗基礎(chǔ)知識掌握不牢固,還是應(yīng)用實驗知識的靈活性較差,而后采取措施加以針對性的彌補與強化。同樣,在測量牛奶的密度實驗后,教師要給學(xué)生留下一定的反思時間,要求他們認真回顧實驗過程,在實驗的過程中有哪些地方會導(dǎo)致密度測量產(chǎn)生誤差,是質(zhì)量測量不準還是體積測量不精確導(dǎo)致的誤差?我們應(yīng)該采取何種措施加以避免,或者是否有什么替代措施能規(guī)避這種問題的發(fā)生?在教師提出這些問題后,學(xué)生會針對實驗過程抒發(fā)自己的想法,此時,教師可以選擇將每位學(xué)生提出的想法寫在黑板上,并針對學(xué)生所提出的觀點進行分類。例如有的學(xué)生認為是眼前的道具準備不夠充分,實驗器具本身存在一定缺陷,這可被歸類為實驗前準備步驟所發(fā)生的錯誤;有的學(xué)生則認為是操作不當(dāng)導(dǎo)致的結(jié)果失敗,學(xué)生的這個觀點可以歸類為實驗過程中所發(fā)生的錯誤;有的學(xué)生則認為是在記錄時出現(xiàn)了差錯。學(xué)生對實驗結(jié)果的反思和分析都是基于自身在實驗時所進行的觀察和思考,教師引導(dǎo)其說出自己的分析依據(jù),讓不同的學(xué)生針對自己的觀點展開辯論,最終由教師揭曉正確的答案并對提出正確觀點的學(xué)生進行表揚,這樣就實現(xiàn)了實驗過程的有效回顧與反思。學(xué)生對實驗過程和實驗結(jié)果進行匯總、評價可以讓學(xué)生更加全面地了解整個實驗過程,鍛煉了學(xué)生的觀察力和思辨力,后續(xù)再遇到類似的實驗情境時能夠迅速找到實驗思路,并及時給予解決。在教師的鼓勵下,學(xué)生積極反思,結(jié)果發(fā)現(xiàn)將燒杯中的水倒掉后直接加入牛奶,殘留在燒杯中的水會稀釋牛奶,導(dǎo)致測量的牛奶密度較實際值小。于是教師要求學(xué)生認真反思,相互討論,最終經(jīng)過認真討論找到優(yōu)化實驗的方法,即,實驗過程中將燒杯中的水倒掉后應(yīng)用力甩掉燒杯中殘留的水,進一步提高實驗的準確性。另外,實踐發(fā)現(xiàn),部分學(xué)生遇到一些新穎的實驗時不知如何下手,教師可以引導(dǎo)學(xué)生認真分析相關(guān)原因,總結(jié)相關(guān)實驗方法,即,無法直接測量出物體的質(zhì)量、體積時,應(yīng)靈活運用水的密度以及相關(guān)的浮力知識,間接進行測量。

6結(jié)語

核心素養(yǎng)是學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)中最核心的部分,實驗?zāi)芰κ菍W(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的重要組成,是學(xué)生綜合能力培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。初中物理是學(xué)生接觸物理學(xué)科的起始階段,初中物理教師要創(chuàng)新教學(xué)方法,不斷點燃學(xué)生對實驗的興趣和熱情,從物理學(xué)習(xí)之初就萌生對物理奧秘的無盡興趣,產(chǎn)生對物理新知濃厚的探究欲望。為此,在初中物理實驗教學(xué)中,為更好地提高學(xué)生的實驗探究能力,順利完成核心素養(yǎng)培育工作,教師應(yīng)積極總結(jié)以往的教學(xué)經(jīng)驗,通過夯實實驗基礎(chǔ)、做好實驗訓(xùn)練并引導(dǎo)學(xué)生認真反思與總結(jié)實驗中的不足,創(chuàng)新開展實驗教學(xué)工作,不斷促進學(xué)生實驗探究能力的提升。

參考文獻:

[1]惠貴清.初中物理實驗教學(xué)中學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)策略[J].新課程研究,2020(08):22-23.

[2]楊春華.談新課標下初中物理實驗教學(xué)的實踐與策略[J].中學(xué)物理,2009,27(12):5-7.

作者:張妍 單位:江蘇省淮陰中學(xué)新城校區(qū)