初中物理实验教学优化策略
周少华
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周少华,. 初中物理实验教学优化策略[J]. 现代物理学报,2024.2. DOI:10.12721/ccn.2024.157020.
摘要: 《义务教育物理课程标准(2022年版)》(以下简称“新课标”)提出,聚焦中学生发展核心素养,培养学生正确价值观、必备品格与关键能力。在此视域下,集中提升学生物理学科核心素养是初中物理教学的重中之重。教师可基于学生物理核心素养发展诉求探索教学优化路径,通过优化初中物理实验的教学方式、教学内容丰富教学内涵,达到促进学生进阶提升的教学目的。
关键词: 初中物理;物理实验;实验教学
DOI:10.12721/ccn.2024.157020
基金资助:

物理,作为自然科学的核心学科,其理论源自于对自然现象的深入观察和实验验证。实验,作为物理教学的重要组成部分,它不仅仅是验证理论的一种方式,更是培养学生观察、思考和动手能力的有效途径。在初中阶段,物理实验教学尤为重要,它为学生打下坚实的物理基础,激发对物理学的兴趣,培养科学素养。

一、具体演示实验流程,形成整体认识

物理实验流程包括操作前准备、实践操作以及操作后整理三个阶段。其中,操作前准备指的是明确实验探究主题并提出猜想、设计方案、准备操作器材等;实践操作指的是按照预先设计的方案应用相关器材组成实验模型、调节某一变量观察其改变后其他变量的变化情况、记录变化情况、总结规律等;操作后整理指的是将实验探究所用到的工具、器材,所得到的数据、结论分类整理。在课堂上演示整体流程,可以使初中生明确实验操作的基本步骤,同时使学生从物理学视角出发感悟物质变化所引起的相应改变。实际教学中,教师可以在课上演示整个实验操作流程,并在演示过程中组织师生对话活动,如“你说我做”“我做你猜”等,使学生作为演示教学的主体参与到演示活动当中,加深学生体验。例如,在粤沪版八年级物理上册“探究凸透镜成像规律”一课教学中,教师可在演示教学中组织“你说我做”活动,与学生展开对话:“蜡烛、凸透镜、光屏等器材都已经备好,我现在该怎么做?”在此活动中,引导学生主动讲出“将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上”“点燃蜡烛,调整烛焰、凸透镜、光屏高度,使三者中心在同一高度上”等指示。这样,按照学生指示内容进行操作,不仅能够为学生直观呈现实验过程及现象,还能使学生在观察的过程中联想、分析、归纳,从而明确物理学理论对相关实验的指导意义,明确实验中自变量、因变量的内在逻辑,形成物质相互作用的观念。

二、组织归纳活动,培养科学论证思维

论证思维是科学思维的重要组成部分,是一种将现实情况与真实数据作为证据进行推理、归纳的一种思维。教师可以在实验教学过程中组织归纳活动,驱动初中生基于实验现象、实验数据探索物理规律,训练学生基于物理事实得出观点、推理结论的论证思维。例如,在“探究影响动能大小的因素”实验教学中,教师可以出示小球从斜面滚落推动平面上方块前进的实验过程,通过调控小球质量(如将小球改成塑料球、钢球等)、调节斜面坡度观察不同情况下方块前进的距离,并将其如实记录下来。在演绎实验内容、呈现观测数据后,组织学生基于实验事实进行推理论证:在保持斜面坡度不变、改变小球质量的情况下,小球质量越大,其落下推动方块前进的距离越大;在保持小球质量不变,斜面坡度改变的情况下,斜面坡度越大,小球速度越快,下落后推动方块前进的距离越大。由此类演绎推理可知:物体动能大小取决于物体的质量与速度,其速度越大、质量越大,动能也就越大。这样,让学生经历观察、分析、推理、论证的全过程,并基于实验情况、数据演绎出物理原理,实现对学生论证思维的有效培养。

三、演示实验工具制作,培养物理眼光

实验工具在初中物理实验教学中发挥着重要作用。目前,多数教师使用批量购买的工具组织操作活动,常常按照教科书所示内容搭建实验模型,完成相关操作。这种教学方式固然能够使初中生了解相关实验的主题以及操作方法,但在一定程度上限制了学生自由想象、自由发挥,难以培养学生的创新观念。对于此类情况,教师可在教学中为初中生演示实验工具的制作过程,使学生认识到物理实验的形式、方法并不是唯一的,从物理学的角度出发重新审视现实生活中的各种物质,如纸板、灯泡、塑料瓶等。演示过程中,教师还可以围绕工具制作方法、制作原材料提出问题,驱动初中生联想生活场景,提出工具制作创意,进一步增强学生思维的灵活性。比如,在“探究:杠杆的平衡条件”这一实验中,教师可提出问题:“猜一猜,我要使用什么代替杠杆?”“猜一猜,我要使用什么代替钩码?”通过提问驱动初中生在演示活动中运用物理学眼光分析实验器材,感悟现实生活事物与物理研究内容的深刻关系,逐渐树立物质观念。

四、借助实验任务,促进科学探究

科学探究素养由提出问题、形成猜想、实施方案等关键能力构成。在初中物理实验教学中落实科学探究素养的培养教学,有利于初中生的综合发展。传统实验教学背景下,学生缺乏独立操作、合作探究学习机会,对操作实验器材、调控实验变量等方法理解不透彻。任务教学法是一种围绕具体任务驱动学生实践的教学方法。教师可以将此教学方法应用到物理实验教学当中,通过布置实验任务驱动初中生实践学习,确保学生在实践中获取经验,形成良好的科学探究能力。首先,教师可以布置实验设计任务。基于课程主题组织初中生以小组为单位合作讨论,敲定实验探究主题,并基于现实生活提出物理问题,发出质疑与猜想。通过布置此任务,使初中生形成发现物理问题、提出猜想、制定处理方案的探究能力,为学生参与实验探究奠定基础。然后,可以布置操作任务,要求学生基于已设计的方案应用小车、弹簧测力计等工具组装实验器材,调控实验变量,记录数据,从而锻炼学生按步骤操作的实操能力。最后,可以布置总结任务,要求学生基于实验过程、现象与数据做出结论,锻炼学生物理抽象的评估能力。

五、结束语

物理实验教学的优化不仅仅是为了提高教学效果,更是为了培养学生的科学思维和探索精神。让我们共同努力,为初中物理实验教学注入更多的活力和创意,为学生提供更加丰富、有趣的实验体验,激发他们对物理世界的好奇心和探索欲望。只有这样,我们才能真正培养出既有理论知识,又有实践能力的优秀人才,为科学事业的发展做出贡献。

参考文献

[1]李小均.核心素养视阈下初中物理探究实验教学研究[J].新课程,2022(41):57.

[2]王玉柱.基于核心素养的初中物理实验教学的创新与实践[J].家长,2022(32):43.

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