王茂東

初中物理實驗教學(xué)資源整合策略

王茂東

物理是一門以觀察和實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，對于剛剛接觸物理學(xué)科的初中學(xué)生來說，實驗教學(xué)顯得尤為重要，因為物理實驗形象、直觀，可以通過顯性的物理現(xiàn)象將隱性的物理規(guī)律表現(xiàn)出來，符合初中學(xué)生的年齡特征和思維形式，并且在實驗教學(xué)過程中，教師和學(xué)生能融為一體，實現(xiàn)師生互動、生生互動，達到課堂教學(xué)效果的最大優(yōu)化。再有在國家基礎(chǔ)課程教學(xué)改革不斷深化的新形勢下，對于物理實驗的教學(xué)也提出了更高的要求：“學(xué)生應(yīng)具有對科學(xué)的求知欲，樂于探究自然現(xiàn)象和日常生活中物理學(xué)道理，勇于探究日常用品或新器件中的物理學(xué)原理，有將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活、社會實踐的意識?！币虼?，不管是從主觀上調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性、激活學(xué)生內(nèi)在學(xué)習(xí)潛力，還是從客觀上提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、提升教學(xué)質(zhì)量的教學(xué)要求，都對物理教師提出了新的要求，那就是教師在實際的物理實驗教學(xué)過程中，要盡可能應(yīng)用科學(xué)的教學(xué)手段，采用現(xiàn)有的實驗教學(xué)設(shè)備，多方面、多角度整合物理實驗教學(xué)資源。

一、重視物理實驗室的建設(shè)，激活實驗器材的實用價值

二、重視實驗中形式的變換，實現(xiàn)課堂教學(xué)的高效達成

物理課堂中的實驗包括教師的演示性實驗、學(xué)生的驗證性實驗和師生互動的探究性實驗。在課堂中要想獲得較為理想的實驗效果，取得較好的教學(xué)效果，教師不能唯課本中的實驗類型進行操作，應(yīng)該結(jié)合教材內(nèi)容、班級學(xué)生的學(xué)情以及課堂教學(xué)容量，因地制宜地變換實驗教學(xué)方式，適時、恰當(dāng)?shù)貙⒔處熝菔緦嶒灨臑榻處熤笇?dǎo)下的學(xué)生演示實驗、將驗證性實驗改為師生共同參與的探究實驗。變換方式后的實驗教學(xué)，不僅能讓學(xué)生從中體會到在課堂上展示的成功感和經(jīng)歷探究實驗過程的樂趣，調(diào)動學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)積極性，起到意想不到的效果，而且變換以后的教學(xué)方式，會給學(xué)生留下終生難忘的記憶。

如在教學(xué)“影響壓力作用效果”時，按照課本上的安排教師往往會用手掌和手指同時按在充足氣的氣球上進行演示，讓學(xué)生觀察手指和手掌陷入氣球的深度。這種教師在講臺上演示的方式，前排的學(xué)生看到的現(xiàn)象很明顯：手指陷入得深而手掌陷入得淺；而對于后面的學(xué)生往往就看不清楚。不妨變換一下方式，讓全體學(xué)生取出鉛筆，用兩個手指分別按在鉛筆的筆尖和筆尾部分，讓學(xué)生經(jīng)歷該實驗演示的過程，從中體會到按在筆尖部分的手指較疼，從而能切身感受到壓力作用效果與受力面積有關(guān)，最后總結(jié)得出在壓力一定時，受力面積越小，壓力作用效果越大。這樣的實驗教學(xué)方式不僅能讓全體學(xué)生體會到壓力作用效果的存在，增加了演示實驗的信度、效度，還能使學(xué)生很好地理解和掌握實驗過程的研究方法，自然滲透了物理學(xué)習(xí)過程中的方法引導(dǎo)。

當(dāng)然，在進行各種類型實驗教學(xué)的過程中，欲達到激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升課堂教學(xué)效率的目的，教師在注意實驗方式變換的時候，還要力求遵循“科學(xué)規(guī)劃、循序漸進、適度開放、充分探究、深入研討”的原則，特別是在實驗方案的設(shè)計、實驗器材的選擇、實驗設(shè)計的演示以及實驗方法的指導(dǎo)等方面，要注意各個教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)在教師的引導(dǎo)下，啟發(fā)學(xué)生積極思維，努力實現(xiàn)實驗教學(xué)效果的最大化。從而讓學(xué)生在自主、開放的實驗教學(xué)環(huán)境中，促進實驗技能的掌握，在交流、合作、探究的實驗過程中，提高提出問題、分析問題、解決問題的能力，使他們的思維更加縝密。

以“測電阻”為例，上課時教師先向?qū)W生闡明該實驗的目的要求，接著讓各小組討論自己的實驗方法，并要求學(xué)生畫出相應(yīng)的電路圖。學(xué)生由于掌握了測電阻的原理和串并聯(lián)電路的電流、電壓等特點，所以通過相互討論、研究、交流后，會發(fā)現(xiàn)有很多方法，如常規(guī)情況下的伏安法、缺電表情況下的伏阻法和安阻法、運用電路變化的極端法等。然后讓學(xué)生根據(jù)自己設(shè)計的實驗方案，動手操作實驗，在動手前教師強調(diào)各種電表的使用方法以及注意事項。由于在實驗教學(xué)過程中，不同層次的學(xué)生經(jīng)歷了自己設(shè)計方案的實驗操作，體驗了實驗的成功，更為重要的是在此實驗過程中學(xué)生由于自己的實驗設(shè)計有別于其他組，心中的成功感和自豪感就會油然而生，學(xué)習(xí)物理的內(nèi)在原動力就會得到激發(fā)。實驗結(jié)束后教師組織學(xué)生對各個實驗方案進行評估，指出各實驗設(shè)計中的優(yōu)點和不足，讓學(xué)生開放性地歸納，這樣既培養(yǎng)了學(xué)生分析、概括實驗結(jié)論的能力，還拓展了學(xué)生的知識領(lǐng)域。

通過這樣自主、開放性的實驗活動，大大提高了學(xué)生運用知識的綜合能力，同時挖掘了學(xué)生的發(fā)散思維和勇于創(chuàng)新的精神，學(xué)生的主動性學(xué)習(xí)與研究性學(xué)習(xí)的精神得到充分發(fā)揮，真正使學(xué)生在寬松和諧的氣氛中學(xué)到知識，在樂學(xué)環(huán)境中鍛煉能力。

三、重視多媒體資源的運用，呈現(xiàn)實驗教學(xué)的多樣形式

運用多媒體實驗教學(xué)資源時，可以借助于圖片、聲音、影像、Flash動畫、視頻等形式，將一些無法用實驗器材直接演示、驗證的物理性質(zhì)或在實驗中無法在短時間內(nèi)進行的操作過程直接展示出來，讓學(xué)生能夠獲得圖文并茂、視聽一體的交互式集成信息。這種立體、直接的教學(xué)資源能給學(xué)生感官上的直接刺激，大大調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

初中物理中很多實驗如用天平測量物體的質(zhì)量、平面鏡成像、凸透鏡成像、焦耳定律等可以在實驗室進行，而其他諸如光的色散、擴散現(xiàn)象等揭示物理性質(zhì)的示范性實驗，由于受到條件的限制，往往很難在課堂中直接演示，通過多媒體課件來輔助完成，既有助于教學(xué)效果的實現(xiàn)，又能使教學(xué)過程按照預(yù)設(shè)的思路前進。特別是對很多無法進行實驗的理論知識，多媒體課件教學(xué)更是凸顯了其極大的優(yōu)勢。如核裂變中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是學(xué)生學(xué)習(xí)該部分內(nèi)容的重點和難點，如果僅憑教師在課堂上用黑板通過畫圖的方式呈現(xiàn)，學(xué)生很能理解，更不能體會到鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中所產(chǎn)生的巨大能量。為了突破該教學(xué)難點，首先通過視頻形式給學(xué)生展示一下多米諾骨牌的實驗過程，然后利用Flash的動畫功能和CAI課件，演示用一個中子轟擊一個重核所產(chǎn)生的一系列的裂變過程，最后視頻播映從網(wǎng)絡(luò)上收集來的關(guān)于重核裂變(原子彈)產(chǎn)生的極具震撼力的影像。通過這樣的教學(xué)，不僅填補了由于教師枯燥無力的講解所帶來的乏味，更為重要的是學(xué)生經(jīng)歷了上述的教學(xué)活動，能夠從聽覺、視覺上認識抽象的內(nèi)容，實現(xiàn)了形象思維與抽象思維的完美結(jié)合，極大地提高了學(xué)生對知識理解的準(zhǔn)確度。

再者有時在物理課堂上利用多媒體技術(shù)代替某些演示實驗的操作，可以讓學(xué)生直接感知演示實驗不能代替的效果，同時還能有效地控制課堂節(jié)奏，讓教師按照預(yù)定的教學(xué)思路進行下去。如研究牛頓第一定律的實驗，若采用讓小車在毛巾、棉布和木板表面上運動的實驗裝置，讓學(xué)生通過分析、討論得出“運動物體不受力時將做勻速直線運動”這個結(jié)論，是有一定難度的，因為在實驗過程中小車不管在什么表面上運動，其速度都是越來越小的，最終停止下來。如果采用多媒體技術(shù)，讓該實驗通過Flash動畫的形式將小車在不同表面運動，然后讓小車在光滑的表面上永遠運動下去，學(xué)生就可以通過直觀形象的動畫效果直接感知，這樣學(xué)生在概括結(jié)論時就能得心應(yīng)手，也就不會出現(xiàn)課堂冷場的尷尬，同時也大大節(jié)約了課堂時間，為更好地提高課堂教學(xué)效率提供了保障。

當(dāng)然，“生活處處有物理，留心觀察皆學(xué)問”。物理教師在實際的物理實驗教學(xué)過程中如果能夠注意積極收集、開發(fā)、整合生活中的實驗資源，充分運用現(xiàn)代教學(xué)媒體，根據(jù)實際教學(xué)的需要，變換思維形式，從教情、學(xué)情出發(fā)，采取有效的實驗教學(xué)手段，充分整合實驗教學(xué)資源，那我們的物理實驗教學(xué)一定會取得更大的進步。

[1] 全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗稿)[S].2002.

[2] 房玉健.物理實驗開出率低的原因和對策[J].山東教育,2011,1-2(合):55-56.

[3] 韋超.研究實驗教學(xué)模式 提高實驗教學(xué)效益[J].物理教學(xué)探討,2009,9:77-79.

2011-05-27

王茂東，本科，中教一級，教研組組長。

江蘇省寶應(yīng)縣夏集中學(xué)。

物理課堂教學(xué)中的各種實驗活動，可以使學(xué)生對物理事實獲得具體的、明確的認識，是學(xué)生理解物理概念、掌握物理規(guī)律、學(xué)會實驗技能的重要途徑。而物理實驗室既是教師實施“自主、合作、探究”教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生實踐和創(chuàng)新能力的重要場所，也是教師進行教學(xué)研究的主陣地。教師要用足、用活實驗室中已有的各種器材開展實驗教學(xué)，并結(jié)合生活實際，開發(fā)利用生活用品為物理學(xué)習(xí)服務(wù)，使教學(xué)資源達到最大限度的利用。

1.充分利用現(xiàn)有實驗室資源，大力開發(fā)生活中的實驗資源

隨著教育現(xiàn)代化進程的不斷發(fā)展，很多中學(xué)甚至農(nóng)村中學(xué)都已經(jīng)配備了齊全的設(shè)備、專業(yè)的人員、完善的制度、功能全面的實驗室。在實驗室中，各種設(shè)備和器材都能按照一定的原則分門別類地放置在指定的位置上，并且每個器材的用途、安裝方法、使用注意事項都明確地說明，學(xué)生在進入實驗室后可以根據(jù)需要，選擇實驗器材進行實驗。所以這些儀器、設(shè)備、模型都是學(xué)生進行實驗的重要資源，教師要充分利用這些資源在課堂、課外，讓學(xué)生經(jīng)歷實驗探究的過程。

然而，實驗室中的這些資源在設(shè)置與配備上有一定局限性，它往往會受到所屬版本教科書、教學(xué)參考書上剛性要求的限制，對于教學(xué)活動中的教師演示實驗、學(xué)生分組實驗的安排都是按照“菜單式”開展。這樣的要求和安排就大大束縛了教師與學(xué)生在實驗活動中的創(chuàng)新思維，阻礙了師生之間創(chuàng)新實驗活動的持續(xù)發(fā)展。這樣就導(dǎo)致了實驗室中的器材、模型在學(xué)生進行課內(nèi)、課外探究實驗過程中可能存在著不足，因此很有必要讓教師和學(xué)生從生活中收集物理實驗的器材資源，變生活中的“廢物”為物理實驗中的“寶貝”。

如生活中經(jīng)常見到的廢牙膏皮、可樂瓶、易拉罐、玻璃、鐵釘、注射器等，利用這些生活用品和廢棄品可以做很多的實驗，這樣能夠豐富實驗室資源，開闊學(xué)生進行物理實驗的深度和廣度。以生活用品—玻璃杯為例，它可以做有關(guān)聲學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、力學(xué)、電學(xué)方面的很多實驗，如聲學(xué)方面：(1)用筷子輕輕敲擊玻璃杯的口，會聽到玻璃杯發(fā)出清脆悅耳的聲音；當(dāng)不用筷子敲擊時，玻璃杯是不會發(fā)出聲音的。說明聲音是由發(fā)聲體的振動而產(chǎn)生的；當(dāng)振動停止時，發(fā)聲也就停止了。(2)在幾個相同的玻璃杯中放入不同質(zhì)量的水，使水面高低不等，當(dāng)用筷子輕輕敲擊不同玻璃杯口時，會發(fā)出音調(diào)不同的美妙“音樂”。說明發(fā)聲體的長度不同，其發(fā)出聲音的音調(diào)也不相同。(3)如果取用兩只厚度不同的玻璃杯，用筷子輕輕敲擊其杯口，會發(fā)現(xiàn)這兩只杯子發(fā)出聲音的音色也不相同。說明發(fā)聲體的形狀不同，其發(fā)出的聲音具有不同的音色。

2.定期開放實驗室，提供實驗的空間

物理實驗室不僅是師生進行課堂學(xué)習(xí)、交流的場所，也是學(xué)生在課后進行實驗探究、提高實驗操作技能的重要渠道，所以學(xué)校的物理實驗室應(yīng)該積極為學(xué)生進行科學(xué)探究創(chuàng)設(shè)條件，提供一切可以讓學(xué)生經(jīng)歷自主學(xué)習(xí)、合作交流的機會，特別是在課后不受時間和空間限制的情況下，讓他們自己利用已經(jīng)學(xué)過的物理知識自制實驗?zāi)Ｐ?，驗證物理學(xué)習(xí)過程中所得出的結(jié)論、規(guī)律，探究課堂學(xué)習(xí)中遇到的新問題，體會學(xué)習(xí)物理的樂趣。

而如今很多學(xué)校對物理實驗室的管理都是封閉式的，即只有在上物理實驗課時，教師和學(xué)生才可以進入實驗室，其余時間學(xué)生基本上沒有機會進入。這樣的管理模式必然會導(dǎo)致學(xué)生失去交流、合作的機會，對調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣存在很大的障礙，特別是對原來有較大熱情的學(xué)生來說，由于很多問題得不到親自動手實驗操作、驗證，久而久之就會對物理失去興趣。因而從保護學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性來看，定期開放物理實驗室，變封閉式管理為開放式活動，讓學(xué)生隨時熟悉并接觸各種實驗儀器和設(shè)備，以便選擇適當(dāng)?shù)膬x器和器材進行科學(xué)探究是很有必要的。

作為物理教師要積極以組織和開展物理興趣小組活動為契機，充分利用實驗室中教學(xué)資源，開展物理實驗活動，變限制性的實驗活動為開放型的探究性實驗，極大調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)和探究物理的積極性，激發(fā)他們內(nèi)在的學(xué)習(xí)動機，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)造性思維能力，為學(xué)好物理知識打下扎實的基礎(chǔ)。