(新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第一師阿拉爾中學(xué),新疆 阿拉爾 843300)
物理作為一門實驗性基礎(chǔ)學(xué)科,物理實驗教學(xué)是必不可少的教學(xué)部分,通過設(shè)計物理實驗,引導(dǎo)學(xué)生探究物理知識,深化對物理知識的理解,培養(yǎng)學(xué)生物理實驗探究精神,故此筆者構(gòu)建初中物理實驗探究教學(xué)模式。筆者結(jié)合物理教學(xué)實踐,構(gòu)建初中物理實驗探究教學(xué)模式,旨在強調(diào)物理科學(xué)探究,強調(diào)物理知識學(xué)習(xí)的探究過程,促使學(xué)生從“被動學(xué)”轉(zhuǎn)向“主動究”,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神、創(chuàng)新意識及科學(xué)探究能力。初中物理實驗探究教學(xué)從激發(fā)質(zhì)疑、猜想假設(shè)、實驗事實、結(jié)論反思四方面入手,輔以人教版初中物理“杠桿平衡條件”探究實驗,真正踐行初中物理實驗探究教學(xué)模式。
物理實驗探究核心和載體就是問題,一切活動均以問題為中心,這就需要在物理實驗探究教學(xué)中,教師要以問題為出發(fā)點,為學(xué)生設(shè)置實驗探究起點。激勵理論認為,每個人在一定條件下,都具有釋放發(fā)現(xiàn)、學(xué)習(xí)知識的愿望和潛能的欲望。所以,在初中物理實驗探究教學(xué)中,教師要基于學(xué)生興趣和需求,創(chuàng)設(shè)實驗探究教學(xué)情境,激發(fā)學(xué)生探尋問題和質(zhì)疑學(xué)習(xí)意識,喚醒學(xué)生實驗探究學(xué)習(xí)興趣。
如,我在《杠桿的平衡條件》實驗教學(xué)中,首先引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)杠桿五要素(支點、阻力、動力、阻力臂、動力臂),作為實驗教學(xué)的復(fù)習(xí)引入,進而引出物體平衡狀態(tài)、杠桿平衡狀態(tài),復(fù)習(xí)物體平衡條件。然后,我應(yīng)用PPT 創(chuàng)設(shè)小孩玩蹺蹺板的杠桿情境,如圖1 所示,給學(xué)生提出問題:杠桿平衡條件為什么?和哪些因素有關(guān)?我以簡單的問題,啟發(fā)學(xué)生進行積極思考,讓學(xué)生能夠帶著質(zhì)疑、問題學(xué)習(xí)知識,開始新實驗。
猜想假設(shè)是物理學(xué)習(xí)有效方法,在實驗探究教學(xué)中,教師要引導(dǎo)學(xué)生將質(zhì)疑問題和已學(xué)知識聯(lián)系思考,對已知物理現(xiàn)象展開大膽猜想和假設(shè),進而制定物理實驗探究計劃。在物理實驗探究教學(xué)中,教師應(yīng)倡導(dǎo)學(xué)生勇于猜想和假設(shè),是科學(xué)探究學(xué)習(xí)的要求和內(nèi)容,教師還需要引導(dǎo)學(xué)生思考猜想和假設(shè)的理由支撐,做到物理學(xué)習(xí)有理有據(jù)。
如,我在《杠桿的平衡條件》實驗教學(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生進行大膽猜想,注重學(xué)生的探究敘述,從學(xué)生的整體敘述看,學(xué)生猜想大體較為模糊,我引導(dǎo)學(xué)生多次敘述后,和學(xué)生一起整理猜想思路,經(jīng)過歸納后,得知學(xué)生猜想大體有三個:第一,杠桿平衡和受力大小有關(guān);第二,杠桿平衡和力臂大小有關(guān)。最后,我通過動態(tài)演示實驗,形成實驗假說。即,杠桿平衡和力的大小、力的方向、力臂大小有關(guān)。
為了以物理實驗得出和驗證杠桿平衡條件,教師需要向?qū)W生提供必要的物理實驗條件,并鼓勵學(xué)生查閱資料,結(jié)合實驗猜想和假設(shè),自己設(shè)計物理實驗計劃和方案,并自己動手進行實驗探究。教師還要求學(xué)生在實驗探究過程中,將實驗數(shù)據(jù)、實驗現(xiàn)象、實驗過程認真記錄,在總結(jié)梳理后得出自己的實驗結(jié)論。
如,我在《杠桿的平衡條件》實驗教學(xué)中,課前為學(xué)生準備了鐵架臺、鉤碼、帶有刻度的杠桿、彈簧測力計等實驗器材,引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合猜想假設(shè),結(jié)合實驗測量的物理量設(shè)計實驗表格,并結(jié)合實驗器材設(shè)計實驗方案。第一,杠桿動力、阻力分別在異側(cè)且同向時,杠桿平衡條件實驗,具體方案為:將杠桿中點放置鐵架臺之上,分別作用于杠桿兩側(cè)螺母確保杠桿水平平衡;杠桿兩側(cè)掛上鉤碼,改變鉤碼在杠桿的位置及個數(shù),保持杠桿水平平衡,并記錄力臂、力的數(shù)值;改變不同的實驗操作后,將數(shù)值結(jié)果填入實驗表格;第二,杠桿動力、阻力分別在同側(cè)且反向時,杠桿平衡條件實驗,具體方案為:杠桿掛上鉤碼,并用彈簧測力計在同側(cè)垂直上拉杠桿;改變杠桿測力計的位置或鉤碼個數(shù),保持杠桿水平平衡;改變力臂和力的數(shù)值,將數(shù)值記錄填入實驗表格。
學(xué)生在物理實驗探究學(xué)習(xí)后,教師可以結(jié)合學(xué)生實驗所得結(jié)論,進一步啟發(fā)學(xué)生,引導(dǎo)學(xué)生進行反思討論,實驗數(shù)據(jù)有什么關(guān)系,實驗數(shù)據(jù)能說明什么,實驗結(jié)論是什么?教師鼓勵學(xué)生結(jié)合實驗結(jié)論,敘述不同的實驗解釋,并在實驗探究基礎(chǔ)上,及時總結(jié)歸納實驗結(jié)果,教師相機對實驗結(jié)論進行精講評價,鞏固實驗所學(xué),檢驗實驗探究教學(xué)效果。物理實驗探究結(jié)論反思的過程,是一個“實踐+認識”不斷循環(huán)的過程,隨著物理實驗探究的不斷深入,學(xué)生逐步習(xí)得物理知識,且為學(xué)生終身學(xué)習(xí)提供理論和實踐基礎(chǔ)。
如,我在《杠桿的平衡條件》實驗教學(xué)中,讓學(xué)生收集實驗數(shù)據(jù)后,記錄填入實驗表格內(nèi),得出初步實驗結(jié)論。
杠桿動力、阻力分別在異側(cè)且同向時,杠桿平衡條件:
動力臂*動力=阻力臂*阻力。
杠桿動力、阻力分別在同側(cè)且反向時,杠桿平衡條件:
動力臂*動力=阻力臂*阻力。
綜合杠桿平衡條件的實驗探究結(jié)論,得出杠桿平衡條件:
動力臂*動力=阻力臂*阻力。
通過杠桿平衡條件實驗探究教學(xué),學(xué)生掌握杠桿平衡知識,我還為學(xué)生設(shè)計了新的問題,讓學(xué)生聯(lián)系生活經(jīng)歷,思考生活中還有哪些杠桿?并思考杠桿有什么類型,杠桿使用過程中哪些辦法可以省力?讓學(xué)生思考這些問題,結(jié)合對實驗結(jié)論的深化理解,進一步掌握杠桿平衡條件知識,也為新知識習(xí)得奠定基礎(chǔ)。
筆者結(jié)合杠桿平衡條件實驗探究教學(xué)案例,驗證物理實驗探究“激發(fā)質(zhì)疑+猜想假設(shè)+實驗事實+結(jié)論反思”教學(xué)模式,為初中物理實驗教學(xué)提供經(jīng)驗和范本,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神和能力,提高初中物理實驗教學(xué)效果。