引言:不管是在中学物理实验课还是在本科阶段的大学物理实验中,许多平日里解题能力较好的学生,面对实验设备也会感到无可奈何,这是因为他们在解决问题时,常常过于依靠数学工具,而没有从物理的角度来思考问题。《初中物理课程标准》明确提出了“物理实验对学生创造性思维的要求”。教师用演示实验的方式进行创新,既可以展现出一个标准、严格的实验流程,也可以让学生进行科学探究,从而能够帮助他们建立起科学思维,帮助他们对物理学科的核心素养进行培养。在教改的持续深入过程中,实验教学变得越来越重要的情况下,对于初中物理演示实验教学的改进研究与实践策略研究具有明显的实际意义。
一、明确开展演示实验的基本目标
在初中物理教学中开展演示实验的主要目的是实现教学目标。因此,初中物理教师在教学中开展演示实验,应当在教学准备环节明确教学目标,使演示实验更好地服务于物理课堂教学,从而提高教学质量。下面以“电生磁”一课为例,阐述在开展演示实验过程中设计目标的策略。
在“电生磁”一课的教学中,为了获得更好的实验教学效果,笔者在教学准备环节对教材进行了深入的解读,基于学生视角进行了教学目标分析与设计,具体如下。
首先,教材分析。通过深入分析教材可以发现,“电生磁”一课中,磁能生电是激活电流磁效应的一个重要方面,这部分知识是学生学习后续知识的基础,而本节课的核心在于探究通电螺线管的磁场特点。可以说,本节课的内容具有承上启下的特点,是上部分内容的拓展和延伸,亦是下部分内容的基础。
其次,学生分析。在教学实践中,充分了解学生,是教师因材施教的前提和基础。尤其是在新课程改革背景下,“以学生为主体”的教育思想决定了教师在教学设计环节应当充分考量学情,以提高教学质量。在“电生磁”一课的教学设计中,笔者结合九年级学生的学习特点与已有知识和经验,对学生进行了深入分析,在此基础上选择教学方式和方法。
最后,教学目标分析。教学目标设计能够为教师教学指明方向,提高教学质量。在“电生磁”一课的教学中,笔者紧密结合新课程改革的三维教育目标,明确了学生在学习过程中应当掌握的基础知识点以及基本技能、方法。同时,在教学目标设计中,笔者也强化了情感态度和价值观目标的设计,以期培养学生良好的学习习惯,提高学习质量。
二、以问题为主线优化物理演示实验
就初中物理教学而言,教师采用任何一种实验模式都应当将探究这一主题贯穿其中。对于初中物理演示实验,无论是教师现场演示实验还是多媒体视频演示实验,都容易陷入一个误区,即整个演示过程中,教师缺乏必要的问题引导,导致学生一直处于旁观的状态而缺乏必要的思考,这样往往导致演示实验难以收获理想的效果。基于深度学习的视角,以问题为主线优化初中物理演示实验,能够促进学生深度思考、积极探索,不仅能够帮助学生理解知识,还能够使演示实验的效果最大化。
以“电生磁”的演示实验为例,由于这部分知识点较为深奥,即使教师借助演示实验辅助学生理解,学生理解起来也非常困难。因此,在“电生磁”的演示实验中,笔者一直强调问题的主线作用。首先,在导入环节,笔者采取了问题化的导入方式:两块磁铁置于一节七号电池两端,将其放入一段由裸露的铜线绕成的螺线管内(如图),这样会产生什么样的效果?这其中有什么奥秘?问题提出之后,笔者演示实验过程,学生观看实验结果,思考实验原理。其次,新课教学环节,为了让学生把握知识概念、基本原理等,笔者提出了一些探究性问题:结合已经学习过的知识点,通电螺线管的磁场分布是怎样的?如何判定N、S?采用这种基于问题的演示实验模式,能够促使学生探索、思考,促使演示实验的效果最大化。
三、整合多元化的物理演示实验模式
初中物理的演示实验有多种类型,如探究型、验证型、应用型。不同的演示实验模式,目标、效果等是有所区别的。同时,开展初中物理演示实验有多种途径,如教师现场演示、学生小组演示、多媒体辅助的视频演示,每一种演示方式既有优势也有不足,初中物理教师要结合教学需要,灵活应用不同的演示实验模式,以获得理想的实验效果。
如在教育信息化背景下,信息技术已经成为推动教学改革创新的重要手段。在开展物理演示实验的过程中,教师要善于依托现代信息技术,不断优化物理演示实验的形式,提高实验效率。以“电生磁”演示实验的开展为例,为了给学生营造更为直观的演示实验氛围,笔者在教学实践中充分发挥微课的作用,以微课为核心和手段开展物理演示实验,不仅激发了学生学习和探索物理知识的兴趣,同时也深化了学生对相关物理知识的理解和认知,显著提高了教学质量。整体而言,与传统的实验模式相比,以微课为载体的物理演示实验更为高效,是现代教育背景下教师不可或缺的实验载体。
四、强化知识的实践与应用
教师必须明晰物理演示实验的实施作用,根据演示实验目标,从实验取材、实验内容、探究教学、结论生成等方面进行总体优化设计,激活学生物理实验探究思维,实现师生对演示实验的共同参与,从而切实提升物理演示实验实施水准,保证学生物理探究性学习效果。
实践是检验真理的唯一标准。在初中物理实验教学中,要想提高学生的知识应用能力,教师应当通过实践与应用,促进学生物理综合素养的提升。因此,在“电生磁”一课的教学中,演示实验之后,笔者基于应用知识的目标设计了如下问题:通电螺线管两端的磁铁受什么力的作用?问题提出之后,笔者采取小组合作的方式引导学生开展物理探究活动。在探究的过程中,笔者引导学生回顾最初的物理实验,基于安倍定则进行综合分析。物理活动的开展不仅深化了学生对已学知识的理解,同时也显著提高了学生的实践能力。
结论:在中学物理教学中,演示实验具有举足轻重的地位,具有无可取代的特殊功能,它是提高学生物理素养、培养实事求是态度的一个关键途径。在物理学中进行科学的学习,不仅要对现实世界中的现象进行观测,更要对其进行实验仿真,并对其进行分析。“随着人工智能和软件编程等技术的广泛应用,我们仍可以对物理实验进行改善和创新。”在新的情况下,我们可以看到,在新的条件下,物理演示实验的实施方式变得更加多样化,操作空间也变得更加宽广,这就给我们带来了更加有力的支持。在对演示实验教学的应用策略进行优化的过程中,能够对学生进行观察现象、分析信息、总结规律的学习能力进行培养,同时还能够培养出一种实事求是的科学态度,从而提升学生在物理学习过程中的总体效率。
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