浅谈初中物理实验教学的完整性

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  2011年版新课标指出:“物理课程的构建应注重让学生经历从自然到物理、从生活到物理的认识过程,经历基本的科学探究实践,注重物理学科与其他学科的融合,使学生得到全面发展。”随着教学理念的不断更新和发展,越来越多的物理教师开始关注实验教学,相关的物理规律由教师直接灌输给学生转变为由学生通过实验探究而得出。然而在实际教学中我们不难发现,许多教师在实验教学中重点关注的仍然是“动手操作”和“得出结论”两个环节,而未将实验准备、设计实验、选择器材、分析数据等环节充分展开,忽略了其他环节对学生能力的培养,使得实验教学浮于表面、流于形式,没有真正达到实验教学应起到的作用和目的。
  众所周知,物理实验是进行物理教学的重要基础、内容、方法和主要手段,实验教学的目的不仅是要训练学生的实验技能,同时也要培养学生的科学素养和良好的心理品质。作为初中物理教师,如果我们简单地认为:只要带领学生做实验了就叫实验教学,那我们的物理课又与小学的科学课或综合实践活动有多大差别呢?更别说与高中学习的衔接和为学生的终身学习奠定基础了。加德纳的“多元智能理论”认为:每个人都拥有一项或多项不同的智能优势组合,所以我们在实验教学中应该为学生创设多种多样的展现各自潜能的平台,将实验教学的每一个环节都充分展开,激发每一个学生的潜在智力强项,才能把他们培养成各种不同类型的人才。为了充分发展学生的个性,在初中物理实验教学中,我们除了“动手操作”和“得到结论”这两个环节以外,我们还应该关注以下几个问题。
  一、明确实验目的,让学生知道自己要做什么
  做什么事都要有目的,实验也不例外。明确实验目的,知道要干什么,才能让学生有思考的方向并确定实验的方案、步骤和方法,实验中才有助于观察现象,才能正确地得出结论和解释,以确保实验教学的有效性。
  在一个初中物理教学活动中,有一个外校的教师要借我的班级开设《欧姆定律》的公开课,为了有所突破(因为这节课算是经典课例了),这位教师设计了一个与众不同的引入。作为一名教师,我是完全明白他这样引入的意图的,也很佩服他的创新精神,但课后很多学生都反映不清楚这节课到底要干啥,只是最后记住了结论,进行简单的计算,估计是没问题了,但对整个实验的过程都是糊里糊涂的。我当时挺奇怪的:那个教师不是讲得挺清楚的,怎么一节课你们就记住了这个结论,那这实验不是白做了?没办法,第二天上课的时候,我决定把整个实验过程再给大家梳理一下,首先我直奔主题地问大家:根据前面的学习,大家都有“电压越大,电流也越大;电阻越大,电流也越小”这样的认知吧?同学们都表示同意,接着我又说:但这只是它们之间的一个定性关系,而且表达也不严谨,我们做这个实验的目的就是探究它们之间的定量关系,并用科学的语言把这个规律表达出来。说到这,不少学生都说道:原来是这样啊!接着我又把一些实验中的细节和应该注意的问题复习了一遍,学生终于露出了恍然大悟的表情。
  二、设计实验,培养学生的发散性思维
  物理学课程不只是让学生学会和掌握物理学家已经总结、提炼的知识,而且还要让学生把物理学家认识世界的模式和科学的思想方法贯穿于整个学习过程中。初中物理教学中,有一些物理实验从操作层面上来说是比较简单的,如果我们在课堂上,只是简单地让学生按照某个流程去做一下实验,然后得出结论,学生就会觉得比较无趣,甚至还有人会觉得:这个知识我早就知道了,还有必要再专门做个实验吗?但如果教师将关注点放到实验的设计上来,让学生充分交流、讨论操作的流程和细节,让他们从执行者变为设计者,不仅可以活跃课堂气氛,还可以培养学生思维的发散性和完善性,让他们在设计时不光要注重理论,还要关注可操作性,减少在以后的学习和工作中出现“纸上谈兵”的情况。
  比如,在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中,学生基本上都有“质量越大、速度越大,动能就越大”的生活认知,而初中阶段又不需要探究它们之间的定量关系,所以我总是会安排一部分时间,让学生讨论该如何设计实验以及如何具体操作。像“如何保证小车的速度相同?”有的学生提出了“用一样大的力气去推”,有的学生提出了“找一个回力车,在地上倒退相同的距离,然后再释放”,有的学生提出了“将一根弹簧压缩到相同的位置,然后再去弹小车”,有的学生甚至提出“开真正的汽车,看好仪表盘,保证它们的速度相同”……然后我再引导他们从实际操作和未考虑完全的角度,去修正、完善他们提出的方法,并选择相应的器材,最终得出切实可行的操作步骤。
  三、分析结果,使学生养成尊重事实的科学品质
  对实验结果的分析、处理和提炼,是得到物理规律的一个重要环节,而由于在实际操作过程中,可能存在各种问题,学生的实验结果不一定与物理规律完全一致,有的可能还会与实际情况大相径庭,如果教师在总结规律时有选择地只分析那些“正确”的数据,而那些得到“错误”结果的同学就始终存在着疑惑。长此以往,他们对于物理实验的兴趣就会逐渐消失,甚至产生“还不是老师你说了算!”的想法。
  一次在“探究并联电路电压特点”的实验中,同学们对“支路电压相等”这一结论都表示同意,但有好几组同学测出来的支路电压比电源电压小了很多,以至于他们怀疑是不是其他组为了得出结论而假造数据。为了找到原因,我让这几组的同学再次实验,并让其他组的同学一起帮忙找问题,经过集体努力,大家终于发现:这几组同学在测量电源电压时,直接将电压表接到了电源的两端,而没有闭合开关让小灯工作(因为我校班级较多,在多个班级实验后,电池的电量已经不是很足),所以导致他们测得的电源电压与其他组(在小灯工作的情况下)测出的电源电压有较大差异,弄清楚这个问题之后,同学们的疑惑自然也就解开了。
  还有一次在“探究电流做功与哪些因素有关”的实验中,我专门选了两个额定电压相差比较大的小灯泡,应该说实验现象是非常明显的,可就是有一组同学得到的结论是:“电流和通电时间相同时,电压越小,电流做的功越多。”大家都很奇怪到底是为什么?于是我让他们把实验再做一次,其他组的同学也围过来一探究竟,最后大家发现:因为实验电路比较复杂(要用到两个电压表),这组同学把并联在甲灯两端的电压表放在了乙灯的附近,而把并联在乙灯两端的电压表放在了甲灯的附近,导致读数时将两个灯的电压弄反了,所以导致他们得出了和大家不一样的结论。我也乘着这个机会,又一次和大家强调了细心和严谨的重要性。
  为了满足不同个性学生的学习需求,我们在实验教学过程中,需呈现出相应的“复杂性”,在这样的过程中才能体现出教学方法的“多样化”,从而让学生在不同活动场景中,个性得到张扬、兴趣得到激发、技能得到训练、能力得到发展。或许,我们不可能期望每一个孩子都成为物理学家,但对于那部分并不算特别优秀的孩子来说,他们虽然不是这个学习过程的主导者,但至少他们是这个过程的参与者,就像我们虽然都不是魔术师,但我们至少见证了“奇迹”发生的时刻。
  参考文献
  杨勇诚.基于项目学习的初中物理教学[M].陕西:陕西师范大学出版社,2013.
  (责任编辑 易志毅)
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