童芳芳

(江蘇省泗洪育才實(shí)驗(yàn)學(xué)校 江蘇 泗洪 223900)

前言

在初中物理教學(xué)中實(shí)驗(yàn)是關(guān)鍵組成部分，不僅是物理學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，也是物理教學(xué)的核心手段、方法與內(nèi)容。正如著名物理學(xué)家丁肇中所說(shuō)，實(shí)驗(yàn)?zāi)芡品锢砝碚摚碚撌遣豢赡芡品瓕?shí)驗(yàn)的，可見(jiàn)物理實(shí)驗(yàn)的重要性，物理教師必須加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力的重視和培養(yǎng)。生物學(xué)科是初中階段的必修科目，在初中教學(xué)中有著相當(dāng)重要的地位。這是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，教師需要引導(dǎo)學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中學(xué)習(xí)知識(shí)。通過(guò)生物實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅能夠形成科學(xué)的思維方式，還能運(yùn)用歸納、概括、演繹、推理等方法進(jìn)行高效的學(xué)習(xí)。在初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，教師需要從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和評(píng)價(jià)反思這幾個(gè)方面進(jìn)行探索和優(yōu)化，為學(xué)生打造高質(zhì)量的初中生物課堂。

1.初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略優(yōu)化的必要性與重要性

在傳統(tǒng)初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師往往會(huì)選擇一些具有代表性且難度系數(shù)較低、安全性較高的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生動(dòng)手操作，剩余大部分實(shí)驗(yàn)則主要由教師完成。這樣的教學(xué)方式，使得學(xué)生主動(dòng)參與性不強(qiáng)、參與感不夠，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興致不高。除此之外，實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過(guò)程過(guò)于機(jī)械化、教條化，學(xué)生往往只是嚴(yán)格按照教師的指示或者教科書上的指導(dǎo)，按部就班、一板一眼地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，并沒(méi)有自己的思考和創(chuàng)新，不利于培養(yǎng)他們的核心素養(yǎng)。另外，在初中階段的生物教學(xué)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)課沒(méi)有得到應(yīng)有的重視。由于初中生物考試成績(jī)并未計(jì)入中考總分，因此有一部分學(xué)生對(duì)生物的學(xué)習(xí)并不上心，甚至有一部分學(xué)生會(huì)將實(shí)驗(yàn)課當(dāng)成“放松課”。對(duì)此，教師需要轉(zhuǎn)變學(xué)生的態(tài)度，引導(dǎo)學(xué)生積極參與生物實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)踐中主動(dòng)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)步驟，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以此增強(qiáng)他們的參與感，同時(shí)也能夠激發(fā)他們的創(chuàng)造力，有利于提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

2.初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中具體的優(yōu)化策略

2.1 重視實(shí)驗(yàn)的導(dǎo)入，培養(yǎng)學(xué)生的生命觀。生命觀是初中生物學(xué)科教學(xué)中的核心思想之一。教師需要引導(dǎo)學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，理解生命的意義，深入大自然，了解各種生命形態(tài)存在的方式及其存在的價(jià)值和意義，以此來(lái)提升學(xué)生的人文素養(yǎng)。在實(shí)驗(yàn)課前的導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師需要為學(xué)生安排觀察和探究活動(dòng)，讓學(xué)生明確生命存在的價(jià)值和意義，同時(shí)為學(xué)生明確生物學(xué)科所研究的對(duì)象和這門學(xué)科開(kāi)設(shè)的意義，讓學(xué)生從生命的起源處著手了解生物這門學(xué)科的深層含義。在教授生物的基本特征的內(nèi)容時(shí)，教師會(huì)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)生物區(qū)別于非生物的基本特征，讓學(xué)生了解生物的基本概念。由于“人”是生物圈中的一員，也是食物鏈中重要的一環(huán)，與其他生物之間相互影響，因此，教師在教授生物生存的環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)和生物圈這兩部分內(nèi)容時(shí)，需要通過(guò)課前導(dǎo)入讓學(xué)生樹(shù)立正確的生命觀。在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前，教師需要為學(xué)生介紹身邊常見(jiàn)的生物，讓學(xué)生從自己的實(shí)際生活出發(fā)，關(guān)注校園中的生物。有的學(xué)生提到了花壇和草叢，教師可以進(jìn)一步為其解答，花壇和草叢實(shí)際上是兩個(gè)環(huán)境系統(tǒng)，里面蘊(yùn)含著許多的生物，可以把它們看作一個(gè)小小的生物圈。然后，教師可以讓學(xué)生進(jìn)行生物調(diào)查，尋找花壇和草叢中的生物，并思考它們之間存在的聯(lián)系。通過(guò)這種方式，教師可以幫助學(xué)生初步構(gòu)建生命觀，有利于進(jìn)行接下來(lái)的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

2.2 突出學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)科學(xué)探究的能力。實(shí)際上，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)候，教師可以給予學(xué)生一定的指導(dǎo)和幫助，但不能完全代替學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作；進(jìn)行生物教學(xué)時(shí)，教師沒(méi)有辦法做到時(shí)時(shí)刻刻都給予及時(shí)的指導(dǎo)和幫助，對(duì)此，教師需要鼓勵(lì)學(xué)生培養(yǎng)自主探究的精神以及科學(xué)的探究意識(shí)，讓學(xué)生在自我挑戰(zhàn)的過(guò)程中不斷獲取真知，同時(shí)也能從側(cè)面檢驗(yàn)學(xué)生個(gè)人對(duì)知識(shí)的熟悉程度。通過(guò)這種方式，可以提升學(xué)生對(duì)生物學(xué)習(xí)的自信，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中更加積極主動(dòng)，同時(shí)也能夠幫助他們反思自己目前在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在的問(wèn)題。教師在進(jìn)行觀察細(xì)胞的結(jié)構(gòu)這一章節(jié)的教學(xué)時(shí)，需要開(kāi)展“觀察顯微鏡下動(dòng)植物細(xì)胞”的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。在具體教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)先為學(xué)生細(xì)致講解顯微鏡的構(gòu)造，指導(dǎo)學(xué)生逐步掌握顯微鏡的正確使用方法，然后讓學(xué)生進(jìn)行動(dòng)植物細(xì)胞的觀察實(shí)驗(yàn)。教師也可以讓學(xué)生自主收集動(dòng)植物細(xì)胞的樣本。收集之前，教師應(yīng)為學(xué)生講解樣本的收集方法，并讓學(xué)生以小組為單位進(jìn)行采集。在采集和準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，有的小組可能比較細(xì)心，收集了多個(gè)樣本，以防樣本無(wú)效或者樣本被污染的情況發(fā)生，考慮得十分周全；有的小組則在收集樣本時(shí)懂得分工合作，使得整個(gè)過(guò)程十分順暢。此外，每個(gè)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中都需要記錄自己觀察到的現(xiàn)象，然后在小組中進(jìn)行討論，通過(guò)不同的視角探究細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。同時(shí)，教師還可以讓學(xué)生發(fā)揮自己的繪畫天賦，將顯微鏡下所觀察到的動(dòng)植物細(xì)胞用繪畫的方式呈現(xiàn)出來(lái)，以便進(jìn)一步對(duì)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。另外，教師還可以讓學(xué)生嘗試用不同倍數(shù)的顯微鏡觀察細(xì)胞，并且認(rèn)真比較和記錄不同倍數(shù)的顯微鏡下動(dòng)植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的異同點(diǎn)。

2.3 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)技巧方法訓(xùn)練。物理教師要給予學(xué)生有效示范和指導(dǎo)，在學(xué)生的操作中給出針對(duì)性的反饋，并且加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的巡視，針對(duì)學(xué)生的典型錯(cuò)誤進(jìn)行集中講解，使其形成熟練的操作技能，掌握物理實(shí)驗(yàn)思維。初中物理實(shí)驗(yàn)中涉及探究性實(shí)驗(yàn)、觀察驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和測(cè)量性實(shí)驗(yàn)。為了讓學(xué)生掌握基本的操作能力素養(yǎng)，必須讓學(xué)生首先掌握相關(guān)儀器的原理和構(gòu)造，明確儀器的使用要求，而后再進(jìn)行操作。比如使用溫度計(jì)之前，要了解一定的溫度計(jì)原理和構(gòu)造知識(shí)。例如，體溫計(jì)有著很細(xì)的縮口，構(gòu)造特殊。在體溫計(jì)離開(kāi)人體后，這個(gè)縮口會(huì)發(fā)揮自動(dòng)斷開(kāi)水銀的作用，能穩(wěn)定數(shù)值。因此在測(cè)量之前需要甩一甩。此外，體溫計(jì)一般是制作成三棱鏡形狀的，這就利用了凸透鏡的放大作用。學(xué)生還要懂得選擇儀器，規(guī)劃操作順序的方法，這樣才能確保物理儀器布局合理，連接正確，進(jìn)而開(kāi)展后續(xù)的操作與觀察。例如，在進(jìn)行液體密度測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，可以首先測(cè)量燒杯的總質(zhì)量，而后測(cè)量被測(cè)液體與燒杯的質(zhì)量。接著使用量筒測(cè)量被測(cè)液體的體積求出密度，但是由于無(wú)法把所有液體倒入量筒中，最終結(jié)果可能比較大，物理教師可以為學(xué)生指出引發(fā)誤差的環(huán)，鼓勵(lì)學(xué)生重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)消除誤差。學(xué)生馬上想到，首先可以測(cè)量量筒質(zhì)量，而后把液體倒入量筒中接著測(cè)量量筒中殘留液體和量筒的總質(zhì)量。采用這種流程可以消除誤差，最終得出相對(duì)準(zhǔn)確的結(jié)果。

2.4 培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。觀察是物理實(shí)驗(yàn)操作的前提，直接影響到學(xué)生的操作結(jié)果。比如，概括思維就是學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)觀察中必須具備的。所謂概括是形成概念的一種思維方法與過(guò)程，可以把物理實(shí)驗(yàn)中具備相同屬性的事物抽取出來(lái)，認(rèn)識(shí)本質(zhì)屬性形成相關(guān)的普遍概念。在觀察中采用概括方法進(jìn)行思考，能發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律和概念。例如，水在不同橫截面積的管子中流動(dòng)時(shí)。如果橫截面積小，那么管子上方的細(xì)管水柱會(huì)更低。在生活中灰塵和樹(shù)葉都會(huì)緊追飛速行駛的車輛，在地鐵站候車時(shí)不能站在安全線外。這些現(xiàn)象雖然有著較大的差別，但是其中都蘊(yùn)含著相同的物理規(guī)律，那就是流體流速?zèng)Q定著壓強(qiáng)。如果通過(guò)進(jìn)一步觀察和分析就能得出相同特征，也就是流體流速越大，那個(gè)位置壓強(qiáng)越小。如果學(xué)生具備較強(qiáng)的觀察能力，可以有效概括分類對(duì)比抽象，通過(guò)邏輯推理來(lái)發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律。在出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)故障后，學(xué)生應(yīng)具備通過(guò)觀察來(lái)發(fā)現(xiàn)故障并且排除故障的能力，在發(fā)現(xiàn)故障后需要首先確定癥狀，比如分析電路設(shè)計(jì)是否出現(xiàn)錯(cuò)誤，自己有沒(méi)有正確連接電路，在正確連接的情況下，需要觀察電流表和電壓表是否正常運(yùn)行。根據(jù)相關(guān)儀器是否有讀數(shù)來(lái)判斷故障范圍，在確定范圍之后可以具體分析故障點(diǎn)，而后者需要結(jié)合自身的綜合物理能力來(lái)排除故障，根據(jù)各個(gè)儀器的特點(diǎn)和狀態(tài)來(lái)分析產(chǎn)生故障的因素，通過(guò)排除故障來(lái)恢復(fù)實(shí)驗(yàn)。

2.5 重視基本操作能力的培養(yǎng)。在初中物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中?？紤]到實(shí)驗(yàn)的性質(zhì)和基本內(nèi)容，學(xué)生應(yīng)具備以下幾方面的基本操作能力。第一，會(huì)拿?？梢哉_拿取儀器，比如使用鑷子來(lái)拿砝碼，不能用手直接摸透鏡。第二，會(huì)放。科學(xué)合理的放置儀器。比如，在使用天平稱重時(shí)，在右盤中放砝碼在左盤中放物體，如果需要測(cè)量液體溫度不能直接拿著溫度計(jì)，而且需要保證液體與溫度計(jì)玻璃泡的充分接觸，同時(shí)又不和底部或者容器壁接觸，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后讀數(shù)。再比如，伏特表和安培表要水平放置，操作者正對(duì)刻度盤。第三，會(huì)調(diào)。在使用一些物理實(shí)驗(yàn)儀器時(shí)，需要首先進(jìn)行矯正和調(diào)節(jié)，遵循規(guī)定順序。在使用天平時(shí)，首先調(diào)節(jié)底板而后校準(zhǔn)衡量與游碼，確保衡量是平衡的。第四，會(huì)讀。也就是掌握讀儀器數(shù)值的方法，一方面要關(guān)注單位，另一方面要讀出有效數(shù)字。眼睛不能俯視或者仰視讀數(shù)需要正對(duì)刻度線。需要讀伏特表和安培表的數(shù)值時(shí)，刻度盤和視線垂直。第五，會(huì)安裝。在物理實(shí)驗(yàn)中，涉及多種儀器和連接設(shè)備。為了確保各個(gè)裝置正確，簡(jiǎn)單連接需要首先安排好元件與儀器的布局，而后正確連接安培表或伏特表。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的操作程序進(jìn)行安裝，可以達(dá)到合理安裝和正確安裝的目的，在進(jìn)行操作之前全面檢查，進(jìn)而及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正出現(xiàn)的問(wèn)題。

2.6 發(fā)揮家長(zhǎng)的輔導(dǎo)作用，幫助學(xué)生提高操作能力。除了在小型制作活動(dòng)中利用好自身的優(yōu)勢(shì)，我們還要發(fā)揮好家長(zhǎng)的作用，讓家長(zhǎng)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行操作，這不僅可以開(kāi)展難度較大的操作活動(dòng)，還可以提高家長(zhǎng)在學(xué)生心目中的形象。例如，在初中三年級(jí)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生被要求制作一個(gè)“自制桿秤”的簡(jiǎn)短結(jié)構(gòu)，制作要求書中的實(shí)驗(yàn)有明確的說(shuō)明，所以學(xué)生知道他們可以毫無(wú)問(wèn)題地完成。但是當(dāng)我們收到學(xué)生的作時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)在家長(zhǎng)的指導(dǎo)下的作品比沒(méi)有導(dǎo)師指導(dǎo)的作品在質(zhì)量、美觀和實(shí)用性方面更有優(yōu)勢(shì)。大多數(shù)學(xué)生都選擇筷子進(jìn)行簡(jiǎn)易制作，這種作品難度較小，有些學(xué)生是在父母的指導(dǎo)進(jìn)行制作的，所制作出來(lái)的秤與實(shí)際生活中的差距不大。有一個(gè)學(xué)生在父母的指導(dǎo)下，選擇了一根鐵棒作為桿秤的桿子，他還在家里找到了一塊大鐵，他的父母鉆了一個(gè)洞，用繩子掛起來(lái)當(dāng)作桿秤的秤砣，老師在表?yè)P(yáng)這名學(xué)生時(shí)，他禮貌地說(shuō)，沒(méi)有父親的指導(dǎo)，他不可能做出這么好的作品。

2.7 重視學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)的操作能力。為了上好實(shí)驗(yàn)課，教師應(yīng)努力進(jìn)行盡可能多的小組實(shí)驗(yàn)。只有小組體驗(yàn)才能額外鍛煉學(xué)生的能力，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和現(xiàn)象有更清晰、更直接的了解，并進(jìn)行積極的探索和研究，幫助培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，讓他們不再是被動(dòng)地獲取知識(shí)，這也可以讓他們加深對(duì)知識(shí)的記憶。組成小組時(shí)，教師應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：小組的人數(shù)必須合適，通常建議一個(gè)小組4-5人，團(tuán)隊(duì)成員必須有適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)操作能力，組內(nèi)分工必須明確，小組之間的整體操作能力應(yīng)該相近。

結(jié)束語(yǔ)

總之，在初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中，教師不僅要關(guān)注新授知識(shí)的結(jié)構(gòu)，更要致力于在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中提升動(dòng)手能力、溝通能力和表達(dá)能力。教師要鼓勵(lì)學(xué)生嘗試優(yōu)化初中生物實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的各個(gè)環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮其課堂的主體作用，進(jìn)而真正提高其生物學(xué)科素養(yǎng)。為了保證初中升物理實(shí)驗(yàn)操作能力培養(yǎng)的效果，物理教師要加強(qiáng)對(duì)培養(yǎng)方法與途徑的創(chuàng)新，在實(shí)驗(yàn)之前指導(dǎo)學(xué)生合理布局，在實(shí)驗(yàn)中則規(guī)范正確操作，及時(shí)排除出現(xiàn)的故障，進(jìn)而完成實(shí)驗(yàn)操作，在實(shí)驗(yàn)后能有效反思和回顧發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在。學(xué)生僅僅具備操作技巧是難以順利完成實(shí)驗(yàn)的，他們還要具備基本的物理常識(shí)與知識(shí)，所以實(shí)驗(yàn)原理與基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)也是十分必要。