簡析初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的創(chuàng)新

【摘要】實(shí)驗(yàn)教學(xué)是初中物理教學(xué)的一個(gè)重要組成部分，開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅可以讓初中生通過實(shí)驗(yàn)觀察物理現(xiàn)象，幫助他們更好地理解相關(guān)的物理概念、定律，還能在教學(xué)過程中培養(yǎng)初中生的操作、創(chuàng)造等方面的能力。但是，常規(guī)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法難以有效激發(fā)初中生的實(shí)驗(yàn)興趣，從而影響物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最終效果。在這樣的背景下，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法迫在眉睫，本次研究目的恰在于此。

【關(guān)鍵詞】初中物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué);方法;創(chuàng)新

初中物理知識具有一定的抽象性，因此要想初中生僅依靠聽課就理解所有的物理知識存在很大難度，而物理實(shí)驗(yàn)可以將物理知識以相對具象化的方式呈現(xiàn)出來，初中生在親自動手操作、親身觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的過程中，能更加清晰地理解相關(guān)的物理知識，由此教學(xué)效果可以得到強(qiáng)化。此外，在觀察、操作等過程中，初中生的實(shí)踐操作能力、科學(xué)探究能力等都能有所發(fā)展。但從當(dāng)前現(xiàn)狀來看，初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果并不樂觀，有待進(jìn)一步的改進(jìn)和創(chuàng)新，這是筆者開展本次研究的一個(gè)重要原因。

一、初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

（一）教學(xué)模式陳舊

部分教師使用“灌輸式”教學(xué)模式開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，花費(fèi)大量時(shí)間向初中生介紹物理實(shí)驗(yàn)的原理、步驟等，最后留給初中生動手操作的時(shí)間相對較短，導(dǎo)致部分初中生無法在課堂上完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，或者是不能在實(shí)驗(yàn)過程中對實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行深入探索，又或者是對實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的問題、觀察到的現(xiàn)象不能進(jìn)行詳細(xì)分析，只能囫圇吞棗地按照教師所講來完成實(shí)驗(yàn)，這對初中生科學(xué)探究能力、邏輯思維能力等的發(fā)展極為不利。

（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用沒有被充分發(fā)揮出來

初中物理教材中的一些實(shí)驗(yàn)不易操作或者實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不易被觀察到，教師在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)前，需要進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，學(xué)生才能更好地完成實(shí)驗(yàn)。但部分初中物理教師在教學(xué)前沒有充分考量實(shí)驗(yàn)的可操作性，直接照搬教材的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓學(xué)生按部就班地進(jìn)行操作。這部分教師只考慮到了以實(shí)驗(yàn)輔助學(xué)生理解相應(yīng)的物理概念、定律等，而忽略了讓學(xué)生通過自己操作掌握知識的重要性。這導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)操作的難度過高，學(xué)生無法通過實(shí)驗(yàn)觀察到明顯的現(xiàn)象。此外，教師很少引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改進(jìn)、創(chuàng)新或者更深層次的實(shí)驗(yàn)探索，這種唯教材是從的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，沒有發(fā)揮出實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用，不利于初中生的創(chuàng)新思維培養(yǎng)，影響到其科學(xué)探究、邏輯思維等各項(xiàng)能力的發(fā)展。

（三）學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)

初中生對物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的態(tài)度會影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。部分初中生不重視物理實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)操作時(shí)缺乏規(guī)范操作意識，而且操作習(xí)慣不佳，可能會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)儀器損毀、實(shí)驗(yàn)材料被浪費(fèi)等情況出現(xiàn)，甚至部分教師因此做出減少實(shí)驗(yàn)課的決定。除了這些容易觀察到的不利影響，學(xué)生的不重視還會使其在實(shí)驗(yàn)課上不積極主動地去探索、發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用也就難以被發(fā)揮出來。需要注意的是，初中生不重視物理實(shí)驗(yàn)，固然有其個(gè)人好惡、性格等方面的原因，但初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的趣味性不足也是造成此現(xiàn)象的重要原因。

二、初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新思路

根據(jù)對初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀的分析，本文提出以下物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新思路：其一，完善物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)首要的需求是對實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式加以創(chuàng)新，這就要求教師轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，通過借鑒他人、自主創(chuàng)新等方式來創(chuàng)建更加科學(xué)合理、新穎有效的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。其二，初中物理教師還應(yīng)對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新，擺脫對教材的依賴，結(jié)合教材內(nèi)容，適當(dāng)引入一些新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這樣能夠更好地培養(yǎng)初中生實(shí)驗(yàn)觀察、操作等方面的能力。當(dāng)然，教師在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，還要注意讓初中生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)操作習(xí)慣，形成操作意識等，這樣能增強(qiáng)學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)的重視程度。

三、初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的創(chuàng)新

（一）重視學(xué)生主體地位，引入探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新首要的目的就是讓初中生喜歡實(shí)驗(yàn)，積極主動地在實(shí)驗(yàn)中探索、學(xué)習(xí)，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用得到充分發(fā)揮，從而提升初中物理整體的教學(xué)效果。因此，教師在進(jìn)行創(chuàng)新時(shí)，要重視學(xué)生的主體地位，在此基礎(chǔ)上對實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念、模式等加以創(chuàng)新，充分調(diào)動初中生的參與積極性，讓其在實(shí)驗(yàn)的過程中主動去探索、發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新。具體而言，教師可以引入探究式教學(xué)模式開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，為初中生提供實(shí)踐操作、自主探究的機(jī)會，讓學(xué)生有充分的時(shí)間觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、解決物理問題、思索現(xiàn)象背后隱藏的物理原理。

在教授“凸透鏡成像的規(guī)律”時(shí)，教師可先向初中生介紹凸透鏡的使用實(shí)例，如照相機(jī)、投影儀上都用到了凸透鏡，然后讓學(xué)生根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)猜測凸透鏡成像有什么特點(diǎn)。部分初中生能夠發(fā)現(xiàn)，凸透鏡成像有大、有小，有正、有反。此時(shí)，教師可以繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考“凸透鏡成像有規(guī)律嗎？”然后為學(xué)生準(zhǔn)備好光具座、凸透鏡、光屏、蠟燭等實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生參考照相機(jī)的使用方式，思考如何擺放這些實(shí)驗(yàn)器材才可以讓燭火成像于放置好的光屏上。初中生在動手實(shí)驗(yàn)時(shí)就會發(fā)現(xiàn)，當(dāng)蠟燭與凸透鏡之間的距離發(fā)生改變時(shí)，燭火的成像情況也會發(fā)生變化。此時(shí)教師可以引導(dǎo)初中生繼續(xù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來探索距離變化時(shí)成像的變化情況，并且促使學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行仔細(xì)觀察、分析、總結(jié)，在此基礎(chǔ)上找到“凸透鏡成像的規(guī)律”。在這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，初中生始終處于主體地位，可以自己動手操作、思索、探究，教師只負(fù)責(zé)引導(dǎo)和輔助，這對初中生思維發(fā)展、能力發(fā)展都有很大益處。

（二）改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生展開進(jìn)一步探索

教師在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法時(shí)，應(yīng)當(dāng)重視激發(fā)初中生對物理實(shí)驗(yàn)的興趣，這樣不僅能調(diào)動學(xué)生的積極主動性，還能讓學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)更加重視，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的提升打好基礎(chǔ)。當(dāng)然，激發(fā)初中生實(shí)驗(yàn)興趣的方法比較多，包括問題引導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新等。所謂實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新就是對教材中的實(shí)驗(yàn)予以改進(jìn)，包括對實(shí)驗(yàn)材料、方法、步驟等予以改進(jìn)，這樣不僅能夠讓實(shí)驗(yàn)變得更具趣味性，還能彌補(bǔ)原實(shí)驗(yàn)的一些小缺點(diǎn)。當(dāng)然，教師在對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意不能增加初中生的理解難度，創(chuàng)新所用的實(shí)驗(yàn)材料或用具要易得等。

如在教授“大氣壓強(qiáng)”時(shí)，教師就可以進(jìn)行創(chuàng)新，帶領(lǐng)學(xué)生嘗試教材中經(jīng)典的“覆杯實(shí)驗(yàn)”，這一實(shí)驗(yàn)可以證明大氣壓強(qiáng)的存在。教材中使用的實(shí)驗(yàn)材料為塑料管和紙片，實(shí)驗(yàn)方法非常簡單，但是部分初中生在實(shí)驗(yàn)時(shí)提出了這樣的疑問：“紙片之所以沒掉下來，是不是因?yàn)樗鼭袼笳吃谒芰瞎芸诹四兀俊贬槍@樣的疑問，教師可以引導(dǎo)初中生對該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。有些初中生就想到可以利用塑料杯代替塑料管做實(shí)驗(yàn)，而且還可以提前在塑料杯底部扎一個(gè)小孔，實(shí)驗(yàn)前期用手指堵住小孔。在使用塑料杯做實(shí)驗(yàn)時(shí)，新“覆杯實(shí)驗(yàn)”的現(xiàn)象與教材中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是一致的，但是將堵住小孔的手指拿開之后，空氣進(jìn)入塑料杯，硬紙片會馬上掉落下來，杯子中的水也會隨之流下來。通過這樣的實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生能夠充分認(rèn)識到大氣壓強(qiáng)的存在及其起到的重要作用，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用得到了充分的發(fā)揮。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的不僅僅是讓初中生借助實(shí)驗(yàn)理解并掌握相關(guān)的物理知識，還要培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作、解決問題、科學(xué)探究、創(chuàng)新創(chuàng)造等方面的能力。要想做到這一點(diǎn)，教師僅僅參照教材中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容開展教學(xué)或者學(xué)生僅僅按部就班地動手實(shí)驗(yàn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，教師應(yīng)當(dāng)對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)創(chuàng)新，或者采用恰當(dāng)?shù)姆绞絹硪龑?dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。學(xué)生在改進(jìn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的過程中，會非常積極主動地去思考和探究，這樣不僅能夠提升其思維活躍度，還能很好地培養(yǎng)其各項(xiàng)能力，促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展。

如在開展“探究什么情況下磁可生電”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，考慮到用教材選擇的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，很難觀察到電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的幅度，教師可引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行微小的創(chuàng)新，提示學(xué)生可以觀察電動機(jī)線圈構(gòu)造，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用線圈的一邊切割磁感線，現(xiàn)象可能更明顯。在進(jìn)行“探究浮力大小跟排開液體所受重力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，筆者注意到，許多學(xué)生無法徒手抓穩(wěn)彈簧測力計(jì)，導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性受影響。教師也可以引導(dǎo)學(xué)生解決這個(gè)問題，有學(xué)生想到可以使用細(xì)線繞過鐵架臺拉住彈簧測力計(jì)，以此保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。由此可以看出，學(xué)生完全具有對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行微小的改進(jìn)和創(chuàng)新的能力。

此外，教師還可設(shè)計(jì)一些教材中沒有的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生失去可以參照的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)之后，其積極主動性往往更容易被調(diào)動起來。教師可以讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法、步驟，然后動手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，確定在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)應(yīng)注意哪些細(xì)節(jié)，并自主解決實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題，確定應(yīng)當(dāng)如何進(jìn)行分析總結(jié)才能得出準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

如在教授“熔化和凝固”時(shí)，筆者發(fā)現(xiàn)教材選用了海波、石蠟這兩種材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以探索固體熔化時(shí)可能出現(xiàn)的溫度變化。教師在帶領(lǐng)學(xué)生完成這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)之后，還可以向?qū)W生提出這樣的問題：“在一個(gè)燒杯中裝滿冰塊，冰塊中間再插上一個(gè)裝滿冰塊的試管，如果對燒杯進(jìn)行加熱，那么試管中的冰塊會在什么時(shí)候開始熔化？試管中的冰塊與燒杯中的冰塊熔化情況會保持一致嗎？”教師可以讓初中生先猜測實(shí)驗(yàn)結(jié)果會是什么，然后讓學(xué)生自己選擇實(shí)驗(yàn)材料、器具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法、步驟等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。這其實(shí)就是教師引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新的一個(gè)思路，這樣的創(chuàng)新讓學(xué)生在具體的實(shí)驗(yàn)中利用所學(xué)物理知識，對提升他們的各項(xiàng)能力有很大幫助，教師應(yīng)對此更加關(guān)注。

（三）適當(dāng)引入虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)

隨著教育現(xiàn)代化的持續(xù)推進(jìn)，教師們在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)除了使用常規(guī)的演示、實(shí)操等方法，也開始關(guān)注到虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法。虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以省去教師準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)用具的時(shí)間，因此教師能夠向?qū)W生展示一些步驟復(fù)雜或者是需要精密計(jì)算、操作難度高的實(shí)驗(yàn)，讓初中生能直觀地觀看相關(guān)物理過程。

考慮到課堂教學(xué)的實(shí)際情況，視頻展示是代替現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)演示的最切實(shí)可行的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式。讓初中生觀看相關(guān)的實(shí)驗(yàn)視頻，不僅能夠讓他們了解該實(shí)驗(yàn)的具體實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)等，還能讓他們認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，由此對相關(guān)物理知識有更加深刻的認(rèn)知和理解。繼續(xù)以“大氣壓強(qiáng)”這一內(nèi)容的教學(xué)為例，為了讓初中生了解大氣壓的測量方法，教材選擇了“托里拆利實(shí)驗(yàn)”。但是該實(shí)驗(yàn)需要用到“汞”這種有毒重金屬，在缺乏足夠的安全保障的情況下，不適宜在教室中直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示。因此教師可以讓初中生觀看錄制好的實(shí)驗(yàn)視頻，并以提問的方式引導(dǎo)初中生仔細(xì)觀察視頻中的實(shí)驗(yàn)過程。如教師可以在播放視頻之前提出以下問題：“你們覺得玻璃管中的水銀會出現(xiàn)哪些變化呢？”實(shí)驗(yàn)視頻播放完之后，教師可以繼續(xù)以提問的方式引導(dǎo)學(xué)生思考，如提問：“實(shí)驗(yàn)開始時(shí)玻璃管內(nèi)的水銀柱為何會下降？為何后來又不下降了？玻璃管上方為何物？怎樣計(jì)算水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)？若在玻璃管上方開口會有何現(xiàn)象？若將玻璃管傾斜放置，水銀柱的高度是否會發(fā)生變化？”初中生結(jié)合自己看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和之前所學(xué)的物理知識來思考這些問題，很容易就能理解大氣壓的測量原理以及測量時(shí)的影響因素，從而對相關(guān)知識點(diǎn)有一個(gè)比較深刻的認(rèn)知。

當(dāng)然，除了視頻演示這種虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，教師還可以利用仿真物理實(shí)驗(yàn)室3.5、NB仿真物理實(shí)驗(yàn)室等虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件來進(jìn)行物理虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)。此外，部分虛擬仿真物理實(shí)驗(yàn)軟件依照初中教材編寫制作，使用這類軟件可以模擬操作教材中所有經(jīng)典的物理實(shí)驗(yàn)。還有一些虛擬物理實(shí)驗(yàn)軟件有自主實(shí)驗(yàn)功能，允許操作者根據(jù)自己的想法或需求來自由操作實(shí)驗(yàn)器材開展自己想要的實(shí)驗(yàn)。此種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式新穎有趣、效率高，而且擁有極強(qiáng)的安全保障，可以作為物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的輔助方法。

需要注意的是，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)畢竟是虛擬的，不能完全取代真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，否則將不利于初中生實(shí)驗(yàn)操作能力的發(fā)展，乃至影響初中物理教學(xué)的整體效果。

結(jié)語

針對當(dāng)前初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的一些問題，筆者提出了對實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法加以創(chuàng)新的一些思路。具體而言，初中物理教師應(yīng)當(dāng)重視初中生在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中的主體地位，注重創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)還要重視激發(fā)初中生的物理實(shí)驗(yàn)興趣，提高其對物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的重視程度，以及引進(jìn)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)等新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，從而不斷提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。當(dāng)然，初中物理教師還應(yīng)在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中不斷進(jìn)行總結(jié)和反思，借鑒以往的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)，反思自身在開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)存在的問題，并且探索合理解決這些問題的方法，這樣才能更好地提升初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

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作者簡介：鄭書燮（1968.07—），男，福建省古田縣新城初級中學(xué)，一級教師。