初中物理实验“分组合作”学习模式构建的实践探索

吴玉茹

初中物理实验“分组合作”学习模式构建的实践探索

吴玉茹

（福建省石狮市第一中学,福建石狮362700）

学生的创造思维被传统的学生分组实验教学模式束缚，阻碍了学生的思维能力及综合实验技能的提高。“分组合作”学习模式是围绕学生主动探索为中心，以“分组合作”为形式，在教师指导下，把教授知识、锻炼实验技能和培养学生能力三者统一起来，激发学生学习兴趣，发散学生思维，提高教学质量。

分组合作；学习模式；创新

开展“分组合作”学习，不仅可以提高学生的课堂参与度，还可以提高学生的积极性与合作意识，因此，初中物理实验“分组合作”学习模式的构建势在必行。本文从问题的提出到初中物理实验“分组合作”学习模式的构建再到初中物理实验“分组合作”学习模式的优点阐述了笔者的观点。

一、问题的提出

当前课堂教学存在的弊端：教条化、模式化、单一化、静态化。传统的学生分组实验教学模式一般为：教师演示讲授——学生按预先设计好实验方案操作——学生讨论得出实验结论——分析误差来源及实验改进。学生的创造思维被这种以教师为主体的教学模式束缚，学生的思维能力及综合实验技能的提高也被妨碍。新型课堂“不是教师个人表演的舞台，而是师生之间交往、互动的舞台”，可以有效发散学生的思维，提高学生的创造力，全面提高学生的素质，笔者对初中物理实验“分组合作”学习模式进行了改革和研究。

二、初中物理实验“分组合作”学习模式的构建

“分组合作”学习模式的自主课堂特征：

1.激发学生内在的学习动力——使学生“想学”。

2.符合初中学生自我意识发展——使学生“能学”。

3.掌握一定的学习策略——使学生“会学”。

4.培养坚定的意志——使学生“坚持学”。

“分组合作”学习模式是围绕学生主动探索为中心，以“分组合作”为形式，在教师指导下，经历以提出问题，猜想与假设，制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流、合作这七大要素的科学探究，把教授知识、锻炼实验技能和培养学生能力三者统一起来，激发学生学习兴趣，发散学生思维，提高教学质量。图1为“分组合作”学习模式流程图。

图1

“有章可循”的实验模式被新型模式取代，致力于让学生由“学会”走向“会学”。

在现阶段，深度学习是学生在学习过程中很重要的一项技能，在理解的前提下，用批判性的眼光深度地了解新内容、新知识的同时要与旧知识相互融合起来，构成知识框架，整体性地学习。“分组合作”学习模式的实验探究教学能有效激发深层动机和充分促进学生切身体验，是促进深度学习、发展高阶思维能力和提升思维品质的有效途径。

从近两年的中考物理考题来看，初中物理学科核心素养这一立意在实验探究题中得以充分体现。首先是考查形式灵活多样，将实验知识、实验技能、实验过程、实验态度、实验能力、探究能力以及创新能力相结合。其次是考查的内容全面细致，主要表面在：依托实验，突出科学探究的过程与方法；强调对各项技能的考查，力求引导学生正确使用基本实验器材；反映学生实验的动手能力、观察现象的细节、测量数据的问题诊断，并通过现象的对比、图像描述等方式推理、分析出物理规律。

（一）确定目标——重视实验的导入，构建科学探索的课堂氛围

（二）设计方案

1.重视实验方案的创新设计，培养发散性思维和创造性思维能力

教师尽量提供充足仪器，给予学生设计时具体的指导，指导学生分组合作设计，并让学生边操作边设计方案，指出设计不合理的地方，更加完善和合理化设计验方案。立足一个实验目的进行设计多种实验方法，有效培养学生发散思维和创造思维。本实验设计中，大多数学生采用课本基本方法，一个伏特表、一个安培表进行伏安法测量，电路如图2。

中考电学实验中对于故障分析也是常考的一项，本节课的教学设计中可以融入故障分析，在学生实际操作过程中往往存在故障，此时可以深入探究。近几年中考物理的热点问题之一是电路故障分析，简单电路故障分析是初中学生学习电学的一大难点，对学生分析、推理能力的要求比较高。本实验“分组合作”探究让学生亲身体验几种常见的故障现象，通过直观的感性认识将抽象的复杂难理解的故障分析问题化难为易，让学生由浅入深地建立并掌握分析简单电路故障的思路和方法。通过实验探究，引导学生一步步从直觉思维的认识，到学会分析问题的思辨活动解决实际问题，从而提高学生的思维能力。本实验“分组合作”探究加入电路故障分析，从直觉思维向抽象思维能力的提升。在电学实验中，如何选择电学实验器材、如何选择测量电路、控制电路的问题，一直以来都是中考的热点也是初三物理复习教学的难点。本文拟设计一系列的问题进行变式教学，探讨如何破解此类难点，并对学生进行创新与发散思维的训练。“原”实验之“理”，“验”原理之“实，从电学实验难点的各种表象中提炼出形成难点的主要原因，主要是由于学生对实验原理理解不透彻和实验操作练习太少两个关键因素，并且通过两个课堂教学实例探讨破解实验难点的教学策略。

图2

2.重视实验方法研究物理问题，全面发挥实验方法在培养学生科学素养中的作用

学生不可能凭空产生创新灵感，教师应该提供知识原型给学生，学生加以借助，然后经过不断地模仿、仿造过程中创造出新的事物。这一过程中，学生掌握的研究方法（即科学方法和创新技法）就会发挥巨大的作用。

借助控制变量法研究物理问题，着重于知识的形成过程，有助于改变重结论、轻过程的偏向，有助于培养学生的科学素养，使学生学会学习。

借助转换法研究物理问题，将一些相对抽象，看不见、摸不着的微观现象，通过研究它们的运动等规律，使之转换为学生熟知，看得见、摸得着的宏观现象认识它们，化抽象为具体，帮助学生深入理解。例如控制变量法和转换法在“科学探究：动能的大小和哪些因素有关”实验中都运用到。

借助等效替代法研究物理问题，在相同的实验效果前提下，将直观、简单的物理过程或现象代替抽象、复杂的物理过程或现象研究处理的方法，解决了实验存在中的难题。例如在“平面镜成像特点”中，等效替代法体现在两处，一是玻璃板替代平面镜，既能成像，又便于确定像的位置；二是另一支相同的蜡烛替代前面一支蜡烛的像，便于比较物和像的大小，有效解决了两大难题。等效替代法在“托里拆利”实验中也运用到。

借助微小放大法研究物理问题，针对有些实验，不容易观察实验现象，往往采用一些方法将产生的效果进行放大再进行研究。例如在“科学探究：声音产生的原因”实验中，音叉的振动极其不容易观察，学生可以采用小泡沫球将其现象放大，用平面镜观察桌面的微小形变时可以借助光学知识。实验器材：电源、两个平面镜、激光器、刻度尺，在一张大桌子上，放置两个平面镜、让一束光依次被两个平面镜反射，最后射到墙上的刻度尺，形成一个光点，用手按压两平面镜的桌面，观察刻度尺上光点的位置变化，可以发现光点有明显的移动。桌子用手按压时有微小形变，桌子发生微小形变时，使两平面镜发生倾斜，虽然入射光线方向不变，但改变了入射光线与镜面间的夹角，光经过两次反射后，光点明显移动。手按压桌面的微小形变被放大了。

（三）操作探索——重视利用实验方案，让学生“分组合作”实验

教师根据学生设计的实验方案类型，将设计方案完善后，准备相应的仪器，指导学生按方案进行“分组合作”操作，测出相应的数据。在“分组合作”的实验方案设计过程中，放手让学生自己探索设计。学生不仅设计出了多款实验方案，而且对于自己设计方案是否可行产生了急于验证心理，对于探求实验结果带来了动力，促使学生亲自动手操作。在“分组合作”的实验操作探索过程中，教师引导各组大胆按设计的实验方案进行实验，学生按要求做到实事求是、认真、细致、深入、眼脑并用观察。教师要培养学生严谨的科学态度和严格的科学方法，就必须准确测量，如实记录。教师还要善于引导学生，当实验结果偏差太大，以此为出发点，提出新的问题，组织学生讨论分析，探寻问题所在，改进或创新实验方法，学生的实验能力和创新能力进一步提高了。

（四）得出结论——重视引导学生对实验现象的观察和对实验数据的分析

探寻实验数据之间隐含的关系，才能正确解答。借助数学方法探寻实验数据间隐含的关系时，通常采用两种方法：一是函数关系式——找出数据之间存在的关系；二是图象法——分析物理量间的数值关系。学生要针对实验观察到实验现象或者根据得到的实验数据进行分析、讨论、归纳、综合得出结论是关键。为了减小误差，提高待测电阻的阻值的准确性，用多次测量求平均值或作图法这两种方法对实验数据进行处理。为进一步提高学生分析、处理实验数据的能力，教师要向学生介绍作图法处理实验数据的优点及具体如何作图。

（五）课后补正——重视引导学生重温实验，提供探索提高机会

课外时间物理实验室的开放，不仅仅给动手操作能力弱、实验掌握不理想的学生提供补缺补漏的机会，也给动手操作能力强、实验掌握理想的学生提供创新探索的机会。

三、初中物理实验“分组合作”学习模式的优点

1.“分组合作”学习模式打破传统模式中以学生为主体、教师为辅助的教学原则，弱化了应试教育，强化了素质教育。

2.“分组合作”学习模式涵盖了实验设计、实验操作、实验观察、查阅资料、实验数据分析处理，有助于提高学生全面综合应用能力。

3.“分组合作”学习模式给教师因材施教更大的空间，多方向多角度的信息交流流露于师生之间。“分组合作”学习模式还可以让教师对学优生进行自由探索，对学困生进行重点辅导。

4.学生自行设计实验，增强了学生的自学能力和创新能力。教师通过实验探究再现知识、原理、归纳出结论，鼓励学生创新，反对墨守成规。该过程需要翻阅大量课外资料，被动接受知识向主动获取知识转变。

初中物理实验“分组合作”学习模式的构建让每个学生都能参加实验的全过程，从制定计划到得出结论，均是在学生“分组合作”学习模式下自主进行的。表面上看上去课堂是“混乱”，但“混乱”在议论、探究、归纳上，“乱”中求“知”，这个“乱”是值得的。

[1] 唐剑英.物理分组实验“创造教育”模式的研究[J].物理教学,2001,23(9):14-15.

[2] 黄海燕,赵晓.设计实验发展能力[J].物理教学,2001,23(10):21-22.

G632

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1002-7661(2022)05-0153-03

石狮市教育科学“十三五”规划（第二批）研究课题2020年石狮市首届名师工作室专项课题《初中物理实验“分组合作”学习模式构建的实践研究》（课题编号SGC20-103）。