建立与新课程理念相适应的多元化实验形式

陈水勇（龙海第一中学，福建龙海363100）

建立与新课程理念相适应的多元化实验形式

陈水勇
（龙海第一中学，福建龙海363100）

现在不少学校由于实验设备的老化、不足或教师传统观念的影响，课堂上以讲实验或用课件（录像、多媒体）展示代替演示实验、分组实验的现象还普遍存在，与新课程理念严重背道而驰。新课程突出强调了科学探究在物理教学中的重要性，初中物理教学中，物理实验是实施探究教学的最好平台，当前实验教学的几种常见形式（演示实验、随堂实验、学生分组实验、课外实践活动），只要教师精心设计，巧妙设疑，均能起到探究的实效。

新课程；初中物理；实验教学；探究

通过调查了解，现在不少学校由于实验设备的老化、不足或教师传统观念的影响、课堂上以讲实验或用课件（录像、多媒体）展示代替演示实验、分组实验的现象还普遍存在，结果造就了不少“高分低能”的学生，对物理知识一知半解，实验能力、动手能力极差，更不用说探究能力的培养提高，与新课程理念严重背道而驰。全日制义务教育《物理课程标准》（实验稿）中提出：“在义务教育阶段，物理课程不仅应该注重科学知识的传授和技能的训练，注重将物理科学的新成就及其对人类文明的影响等纳入课程，而且还应重视对学生终身学习愿望、科学探究能力、创新意识以及科学精神的培养”［1］，突出了科学探究在物理教学中的重要性。初中物理教学中，物理实验是实施探究教学的最好平台，一方面物理是一门以实验为基础的自然学科，初中物理知识大部分是由实验直接产生的；另一方面，实验又是从感性认识到理性认识，从具体到抽象的思维形成过程，恰好符合初中学生的身心特点和认识过程。根据初中生的认知特点，通过探究实验，更能够使学生直观地感知和认识知识产生的过程，从而进一步理解和掌握知识。沪科版八、九年级物理教科书，每一章都有安排实验探究，明确要求要进行实验探究的八年级共有35个，九年级共有24个。因此，在新课改形势下的物理教学中，探讨如何利用物理实验开展教学是非常必要的。当前实验教学的几种常见形式（演示实验、随堂实验、学生分组实验、课外实践活动），只要教师精心设计，巧妙设疑，均能起到探究的实效。

一、演示实验

通过演示实验，可以将事例的情景进行直观的展现，学生即可省去理解想象这一环节。教师在进行演示实验的基础上要注重增加演示实验的探究成分，以达到培养学生的探究能力。（1）变演示实验为探究实验。如在讲“滑轮”这节课时，在介绍了什么叫滑轮后，笔者没有按照课本用举例的方法来讲解什么叫定滑轮，什么叫动滑轮，而是提供给学生一个铁架台，一根细绳，一个钩码和一个滑轮。让同学们分组试试看，利用滑轮有几种办法可以把钩码提起来？让学生通过反复的动手、动脑、出主意、想办法去探究，最后学生才发现有且只有两种方法，从而使学生较深刻地认识到同一滑轮根据使用方法的不同，可以是定滑轮，也可以是动滑轮，这个结论是学生通过自己动手探究发现的，印象深刻，加深了对知识的理解。（2）重视失败实验的分析总结。在演示过程中，若由于某种原因，造成实验现象与预期的不一样时，可适时诱导提问，为什么会这样？是什么原因造成这样？如在上九年级“温度与内能”这一节课，在演示空气压缩仪时，如果教师在压缩筒内空气时，速度不够快硝化棉燃烧不起来时，就可提问学生，为什么硝化棉不会燃烧？引导学生去思考，学生可能会回答：可能是棉花太潮湿，或活塞与筒壁密封性不够，或压缩速度不够等。然后老师再按照学生的几种猜想一一去检查实验，直到实验演示成功。（3）将演示实验拓展、深化。在做演示实验时，有些实验教师不要一演了之，可顺势提出一些跟这个实验有关，课本又没有提及到的问题，启发学生进一步去思考探究。如在演示完“动滑轮能省一半力”的实验后，还可再演示如果拉力没有竖直向上，拉力还是一半吗？引导学生去进一步思考为什么会这样？引导学生利用所学的知识进一步去思考，并且还可以马上用实验来验证。

二、随堂实验

随堂实验是指在课堂教学中，在教师的启发指导下，让学生自己动手做实验去探求知识、获取必要的感性认识的教学活动。随堂实验所需器材应该是简洁、常见，费时又较少，实验现象生动明了、能说明问题，达到进一步理解物理概念、规律的目的。所需实验器材我们可以发动学生利用日常生活、学习用品或自制的简易教具等来达到。如八年级学“惯性”时，笔者让学生利用日常学习生活中常见的器材钢笔、纸条、文具盒、橡皮等，让学生把笔套放在笔盒上，突然拉动笔盒，笔套向后倒；用手拉着笔盒运动，当运动的笔盒突然碰到障碍物时，笔套向前倒，让每个学生随堂直接参与实验探究，让学生亲身体会物体有保持原来运动状态不变的性质，加深对惯性概念的理解。这种教学方式能有效促使学生耳听、眼视、手动、脑思同时激发，不再是死板的灌输，而是自身的直接参与知识的探究，符合初中生的年龄特征，满足学生好动的特点，是一种“投其所好”的教学，极大地提高了学生学习物理的兴趣，不仅能够深刻地理解掌握知识，而且学生的探究意识、实验能力也得到了有效提高。

三、学生分组实验

学生通过分组实验，全面培养了实验仪器的使用、物理量的测量、仪表的读数、实验数据的处理、实验误差的分析、成员间的分工合作能力等各方面实验能力。因此对于课本中要求的学生分组实验，教师一定要不折不扣的开展。此外，教师还可采取以下三种方式增强学生的实验能力。①把一些验证性、测量性实验改为设计型实验。如测量导体的电阻，若给你一组电池、一只开关、若干根导线，还需哪些仪器？让学生根据要求，至少设计出四种测量方法。方法1：电压表和电流表各一只；方法2：两只电压表、一只定值电阻；方法3：两只电流表、一只定值电阻；方法4：一只电流表、一只已知最大阻值的滑动变阻器。还有其他解法，让学生学会将学到的知识（串并联、局部短路、滑动变阻器的使用等知识）运用于具体的题目，体会到学以致用、殊途同归的理科魅力。②在原有的学生分组实验课上，增加探究性实验。如学生在做完“浮力的大小”的探究实验后，笔者再提出一个相关的探究实验：1N的水能否产生大于1N的浮力？学生受到课本中的实验的影响，把一个物体浸入装有水的溢水杯，最多也只是把杯里的水全部排出，常常误以为1N的水不可能产生大于1N的浮力的错误结论。笔者先让学生去思考讨论，再适时予以提示引导，如1m3的水被排开的体积能否超过1m3？并让学生准备一些相关器材，如两个相同的纸质杯，水、量筒及圆柱体金属块（底面积略小于量筒）。引导学生把装有较多水的纸质杯放入装有较少水的纸质杯中，发现处于漂浮状态，就得出了1N的水是能够产生大于1N的浮力的。③增设物理课本上没有的分组实验课，如：笔者在讲授浮力一章后，要求学生自行选取实验器材做测量石块密度的实验，选取哪些器材，如何测量，有几种测量方法，哪一种最简单？可供选择的器材有托盘天平（含砝码）、弹簧测力计、溢水杯、量筒、玻璃杯、足量的水、细线、石块等。这样学生就要利用所学知识，思考应该选取哪些仪器、怎样测石块体积、有几种测量方法等问题。既锻炼了学生的开放性思维、又达到培养学生的学科内知识的综合、达到对知识的融会贯通、学以致用。另外在分组实验探究时，要注意好、中、差不同学习水平的学生相互搭配，小组成员之间要注意分工协作，这样才能确保探究实验顺利完成，并使每一个学生都能得到长足的发展。教师要在课堂上不断加以巡视，适时予以指导。

四、课外实践活动

这里专指学生学完一定的物理知识后，学生利用课外时间，主动或在教师的引导启发下对某些课题，自己动手做实验进行探究的活动。由于课外实践活动不受时间和地点的限制，教师完全可以对学生课外实践活动的引导，进一步扩大课内物理知识的外延，培养学生的学科兴趣，激发出学生的内在潜力。让学生自行组成几个小组（每组4-8人），根据所选题目，以小组为单位分组进行合作探究、讨论制定实验计划、自行选择实验器材、测量、实地调查访问、小组成员交流讨论得出结论、写出简单实验探究报告，必要时教师再给予指导、点拨。1.教师可结合当前学生所学的内容，引导学生就自己感兴趣的课题或布置一些设计性、探究性的实验课题，让学生在课外时间完成。如讲到“密度知识的应用”这节课时，笔者提前向学生提出了几个问题让学生思考：你家里的蓄水池能蓄多少水？你家里爸爸妈妈戴的金戒指是纯金的吗？商店卖导线为什么用秤而不是用尺子测长度？由于设计的问题，贴近学生的生活实际，大大激发了学生的探究兴趣，也加深了对密度概念的理解，并提高了知识应用的水平。我们教材中具有开放性或STS教育方面的内容，都是课外实践活动的很好课题。2.开放实验室。学校定期开放物理实验室、探究室，不但可以让学生进一步熟悉实验器材（因为有些演示实验，学生没有亲自动手参与实验，对实验仪器的使用、原理及实验过程并不是很熟悉、了解），而且可就为学生自己兴趣的课题，自己动手做实验进行探究提供便利，进一步加强了学生的实验动手能力及探究意识、探究能力的提高。3.开展物理小制作比赛，分享成功的喜悦。物理课程标准明确指出“使用身边随手可得的物品进行探究活动和各种物理实验，可以拉近物理学与生活的距离，让学生深切地感受到科学的真实性，感受到科学和社会、科学和日常生活的关系”。所以应提倡师生在平常教学生活中利用日常器具、自制实验器材，开展以设计和动手制作为主的实践活动，也是进一步贯彻“从生活走向物理、从物理走向社会”的理念。学校可以利用教学开放周、科技节等节日，定期组织开展科技小制作、小发明等竞赛活动。如望远镜、潜水艇模型、电铃、验电器、电动机等器具的制作，又如“弹射飞机”的制作，比赛谁射得比较远？“鸡蛋撞地球”，比赛从高空同一高度向地面某一指定位置扔下一个鸡蛋，如何设计既使鸡蛋不破，又离指定位置最近，设计的装置又最轻？等设计活动。进一步营造学生“爱科学、讲科学”的浓厚氛围。培养学生养成动手的习惯，使学生尝试到动手动脑的乐趣。4.结合学校研究性学习，从生态环境建设、资源的开发与利用的角度去开展调查研究等。如当地的水电站、火电站是如何发电的？废旧干电池乱扔有何危害？当地周边有没有专门废旧电池的回收站？有何建议？或就当地的环境污染、交通环境恶劣深入社区、单位进行调查研究，向相关部门提出改进意见，促进所在地的环境、交通等改善。通过这些课外实验和实践活动达到既培养学生收集信息、处理信息的能力，又培养学生关注社会时事，养成爱护环境、保护环境的意识。

以上的四种实验形式都是物理教学必不可少的，相辅相成的，教师应当深入结合当地生产、生活实际，了解学生真正兴趣之所在，提出或引导学生针对不同的课题选择合适的实验形式，以确实提高学生的物理学科素养，真正把新课程理念落到实处。

（责任编辑：詹国荣）