初中物理实验教学过程中的问题和策略初探

初中物理实验教学过程中的问题和策略初探蚌埠市龙湖中学王飞摘要：初中物理教学中开展实验教学能培养学生的观察能力，动手能力，分析问题、解决问题的能力。观察和实验既是学生学好物理的基本方法，又是培养学生多种能力的重要途径，在物理教学过程中，让学生参与实验，使之通晓实验过程，主动获取知识，这有利于培养实验技能和技巧，领略物理学的思想，培养他们学习物的科学态度和科学方法。关键词：物理实验教学探究能力创新能力物理学实验是人类认识世界的一种重要活动，是进行科学研究的基础；初中物理教学中开展实验教学既能够培养学生的观察能力，动手能力，分析问题、解决问题的能力，更重要的是可以让学生体会科学家是如何探究物理世界奥秘的，培养学生热爱科学的态度，培养学生的探索精神和创新精神。本文将结合自己的教学实践谈谈初中物理实验教学中的实际问题和策略。1教材特点我们学校使用的是人民教育出版社出版的物理教材（以下简称新教材）。这套教材注重知识与能力、过程与方法、情感态度与价值观三维目标的培养，加强对学生创新精神和实践能力的培养。教材增加了科学探究、科学世界和STS等内容。强调从科学探究的七个基本环节培养学生的探究能力，改变以前实验教学的演示功能和验证功能，注重学生在实验活动过程中的参与性和探究性。观察和实验既是学生学好物理的基本方法，又是培养学生多种能力的重要途径，同时对培养学生实事求是的科学态度、引起学习兴趣都有不可替代的重要作用。因此，新教材实验不仅在数量上比旧教材有了大幅度的增加，而且实验的内容取材新颖、贴近生活、生动活泼、趣味性强、材料易找、操作简便，适合于广大学校的普遍实施。同时，教材在编写上更强调通过实验引入概念，通过实验得出规律，通过实验猜想，通过实验发展新知。观察和实验也为学生提供了生动、具体的感性材料，是形成物理概念的重要环节，是总结物理规律的重要手段，是学习探究自然规律的基本方法，也是培养学生良好的心理品质和道德品质的重要途径。当代认知心理学家也指出：“没有任何教学目标比使学生成为独立的、自主的、高效的学习者更重要。”作为以实验为基础的物理学来说，更应注重学生在实验教学中的参与性和主动性。新教材的突出特点就是注重实验的探究性，改变老教材的知识传授功能。很多结论都不在书上直接给出，必须通过学生的实验探究活动自己去获得答案。这无疑对培养学生的各种能力是非常有帮助的。2新课教学过程中遇到的实际问题2.1教学时间的问题在初中物理教学中随着新课改的稳步推进，通过物理实验真正做到：“学生力所能及，教师避之；学生力所难及，教师助之；学生力所不及，教师为之。”所以在实验教学中我们加强演示和学生探究，这是提高初中物理教学质量十分有效地途径，对提高学生的动手能力、独立思考能力和创新能力有重要帮助，可以为以后的学习物理知识打下坚实基础。这样的教学就需要把学生当做时间的主题，让学生有充分的时间去探究发现，这就要求实验探究活动必须要有充足的时间作保证。但是在初中阶段每一节课的时间只有45分钟，而且物理每周的课时又只有2～3节。科学探究课虽然一共才11节多，但是一节课的内容一般需要3节课时才能完成。科学探究和实践活动等内容如果由学生课堂上进行，那需要的时间就会更多。2.2仪器设备的问题新课标对教材有了新要求，这些要求必须使得实验器材与新的教材配套。目前我校的实验器材都还是前几年与旧教材的要求实验配备的。不能满足新教材对实验活动按安排的要求，学校没有符合标准的实验室和仪器室，也没有专职实验员，就连演示实验的器材都找不齐，更不要谈学生分组实验了，新教材安排的探究实验活动很多都不能开展，这也影响到学生对知识的掌握。2.3探究学习习惯的问题我国近代教育家叶圣陶先生说过“教育就是培养习惯”，学生的良好学习习惯对他今后的学习将起着重要作用，但对我们这些城郊结合部的学生来说，家长不重视，在小学就很少接触过实验，没有动手的习惯，没有探究问题的爱好和欲望，因此，教师布置实验探究任务希望学生能自觉主动地进行实验探究活动，结果学生却不知道从哪里入手，也不知道实验的目的是什么，如何去观察实验现象，如何记录实验数据等等。学生对实验很感兴趣，但大部分是抱着好玩的心态走进实验室的，对科学探究的七个基本环节更是一头雾水。上述因素制约了实验教学的顺利开展，作为一名物理老师我们怎样去面对现实，如何提高探究实验的效率，适应新课标的要求，也是我今后努力的方向。3实验教学策略3.1重视实验对概念教学的作用在教学中我们经常发现，如果物理教学中缺少实验，就会使许多物理概念和理论变得抽象难懂。因此，我们必须重视物理实验在教学中的作用。要上好一节物理课，教师必须研究教材中哪些地方学生感到抽象、容易混淆，并结合教学实践，研究解决的方法，努力在现有实验的基础上开发一些实用的演示实验，增强教学的直观性。比如：学习比热容一节，现准备两种质量相同、温度相同的不同液体——水和煤油，然后用两个同样的酒精灯给他们同时加热，过一会儿，让学生观察放在两种液体中的温度计的示数有何不同，然后提出：如果让水上升的温度跟煤油一样高，怎么办？由实验提出，如果将它们升高一样的温度如1℃，谁吸收的热量多，从而将比热这个较难理解的概念变得比较容易理解了。这样不仅培养学生对物理的学习兴趣，拓宽了学生的视野，丰富了他们的想象，而且还需能有效地提高学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力。3.2加强实验探究的准备工作作为教师在学生开展实验探究前必须作好准备工作。首先准备各种仪器设备、物品、提供实施实验的场地等。有些设备学校没有，教师可以发动学生自己带家里的日常生活用品，可以提前布置学生课前自制有些设备。其次有些实验的结论由于受多种因素的影响，学生探究时很可能不能得出完善的结论，因此教师必须在课前先进行实验探究，发现可能出现的问题，找到解决问题的方法，研究探索更好的实验办法，以便在学生探究的过程中能够有的放矢地指导、提示和点拨。如：学生在探究阿基米德原理时，如果教师课前没有真正去做，就不会发现照教材上的方法铁块排出来的水很可能有遗漏的情况，这样做实验即使探究了也不一定会知道浮力的大小由什么决定，无法总结出阿基米德原理。再比如探究晶体熔化的规律和液体沸腾的规律实验，教师课前不去先探究就不知道学生在做的时候会不会有吸收热量却不升高温度、加热时间过长现象等等。3.3切实重视演示实验，提高课堂教学质量演示实验是教师利用课堂时间为学生演示，在操作的同时，引导学生对实验进行观察、思考和分析，具有很强的示范性。心理学研究表明：人的动作记忆效率比语言文字记忆效率要高好几倍。“百闻不如一见，百看不如一做”说的就是这个道理。经验告诉我们：一个成绩优秀的物理尖子对物理现象和物理过程具有很强的“悟性”，这种“悟性”源于对日常生活丰富的感性认识。对物理学习有障碍的人，其最大的障碍不在于智力因素，而在于缺少对日常生活的用心观察，头脑中缺乏感性经验，而这些感性经验恰恰是物理思维的基础。因此，作为一名物理教师，首要任务就是：尽一切可能，在课堂上为学生展现出丰富多采的物理现象和活生生的物理情景。教师不仅要用好课程标准上规定的演示实验，甚至教材上的一段话、一幅插图、一道习题也可以将它搬上“讲台”，进行演示。在演示实验中，应积极引导学生观察、猜想、分析、归纳总结，要让学生自己动手参与操作，成为实验的主体。例如：在进行马德堡半球演示时，可让两个“大力士”上来拉，不能将两个半球拉开，打开活塞，让空气进入半球中，再让两个力气最小的同学来拉，却能很轻松地将两个半球拉开了，两相对比，肯定会给学生留下深刻的印象。可见，演示实验在在教师的指导下让学生参与，不公仅让学生有了提高实验技能的机会，又能加深他们对物理的概念和规律的理解和掌握，同时还可以领略物理学的思想，培养他们学习物的科学态度和科学方法。3.4关注身边小实验，提高学习兴趣当前在物理教学过程中，让学生参与实验，使之通晓实验过程，主动获取知识，这有利于培养实验技能和技巧；有利于实验品质的形成，有利于思维的训练；有利于探索能力的开发，这是树立物理实验教学思想的重要手段，具有方向性、发展性和时效性。有不少教师认为教材中的“小实验”是课外知识，与考试无关，因此常被视为可有可无，或被弃之不理。然而这些小实验却往往具有取材容易、贴近生活、直观明了、便于操作的特点，不仅能加深学生对所学知识的理解，而且能极大地提高学生学习物理的兴趣，锻炼学生的动手制作能力和独立操作能力，发展智力。例如：《电磁铁》一节中，提供了如何自制电磁铁的方法，我让一个班级的同学利用假期进行制作，并要求以作品的形式加以展示。在此后的几天中陆续有不少同学前来询问如何能提高电磁铁的磁性，以求自己制作的电磁铁磁性最佳，这样在他们制作的过程中，对电磁铁的特点有了更深刻的印象。事实表明，这个班级的学生在《电与磁》一章的学习中，绝大多数同学对“影响电磁铁磁性强弱的因素”这一知识点掌握较好。3.5充分利用身边的材料改进实验没有哪一种兴趣比成功更有诱惑力。在日常的实验过程中，学生可以使用实验室所配备的器材，也右可以自制自备器材，甚至可以有我们日常生活中的现有物。例如“导体和绝缘体”一节中，我先是让学生思考设计一个电路来检测哪些物质是导体哪些物质是绝缘体，当检测到水、人体、铅笔芯（较长的）时，小灯泡不发光，于是先把它们归为绝缘体。之后，我指着那堆导体问：这些物体一定都是导体吗？（是）又指着那堆绝缘体问：这里面一定都不能导电吗？马上就有学生说：不一定，有可能是电流太小了，小灯泡不会发光而已。此时我就给学生介绍了我自己去买的发光二极管的特点，发光二极管被作为各种用电器的指示灯，学生很容易理解只要很小的电流就可以使它发光。于是我又用发光二极管检测了一遍，学生自己得出了人体、水、石墨是导体。也体会到了导体的导电能力是不同的。又如，用铅笔和小刀做压强实验，用汽水瓶做大气压实验，用眼药瓶做物体的浮沉实验等。这些器材学生更熟悉，有利于使学生明白物理就地身边。还以利用课外活动开展“小制作，小发明”竞赛，加以拓展，学生创造性的使用现有的物品，废弃物品进行不小制作，培养学生的创新精神，还能解决农村学校器材不足的问题。3.6采用多种实验方法，活跃学生思维笔者认为在帮助学生掌握实验原理的基础上，允许学生用不同的器材、不同的实验步骤进行实验。在实验中，学生需要在各种因素中进行取舍，对所得信息进行筛选。这就要求学生在确定的目标下，有全局观点和善于妥协，在不同情况下善于应变，培养学生的应变能力，使学生分析、抽象概括、综合表达能力都得到训练和发展。就学生的思维而言，提出问题往往比解决问题难，实验探究的过程中由收集到的数据分析得出结论的时候，又很容易以偏概全或者抓不住本质的东西。在课堂教学中既要鼓励学生大胆地发现问题提出问题，同时还要提倡学生之间的交流和评价，把课堂的主动权交给学生。学生回答问题如果不正确或者不全面，教师最好不要全盘否定，而应该给予必要的鼓励。3.7加强探索性实验，培养学生创新能力翻开物理学发展史，可以看到，任何一条物理规律的建立，科学学说的出现，都有一段艰辛而漫长的探索过程，规律的确立与形成，离不开正确的研究方法和推理方式。探索性的实验，有利于展示前人的思路，揭示蕴含的思想，将负载着的优秀的思维方式剖析出来，有利于培养学生的创新素质。例如，法拉第日夜辛勤工作，经过无数次实验、呕心沥血，终于发现了“电磁感应定律”，为发电机的发明奠定了基础，为人类进入电气化时代铺平道路。如何在实验中展示这一伟大的思维和研究方法呢？教师首先介绍，法拉第的思想中，确信物理学所涉及的自然界的各种力是互相紧密地联系着的，他分析了电流的磁效应后认为，既然电可以产生磁，反过来磁也应该能产生电。基于这一思想，实验中先引导学生猜想：（1）电和磁有什么关系？（2）实验：发现通电导线周围有磁场。（3）猜想：利用磁场可否获得电流？（4）再实验：发现电磁感应现象，并总结规律。然后引导学生利用手中器材，探索获得感应电流的操作方式。探究性实验，有利于唤起学生希望的火花和自信，感受到学习的无限乐趣，对培养创新意识、创造能力以及终生学习能力起到重要的作用。4几点不成熟的建