初中物理實驗教學的實踐

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摘要：物理實驗是初中物理教學的重要內容，優化物理實驗教學，既是培養學生良好物理核心素養的需要，也是提升物理教學效果的必然途徑。在新課程理念的背景下，物理實驗教學更是培養學生物理核心素養、提升學生實驗技能的重要渠道。為此，物理教師在教學中，要充分挖掘物理實驗教學的優勢，創新教學策略，優化教學手段，不斷提升物理實驗教學的實效，在提高教學質量的基礎上發展學生的物理核心素養。

關鍵詞：物理實驗；核心素養；實踐研究

核心素養培養是當前教育工作的重要任務之一，核心素養的培養也已滲透在各個學科的教學點滴之中。初中物理學科承載著培養學生物理核心素養的重任，實驗探究是物理核心素養的內容之一，因此，初中物理實驗教學中，既要注重實驗基礎知識講解，又要認真培養學生的實驗探究能力，為提高學生的核心素養奠定堅實的基礎。本文結合筆者自身授課實踐，就如何在初中物理實驗教學中培育核心素養進行探討。

1重視實驗講解，夯實基礎知識

眾所周知，提高學生的實驗探究能力建立在對實驗基礎知識的牢固掌握之上，因此，授課中應注重初中物理實驗知識講解，使學生切實打好實驗基礎，為實驗探究能力的提升做好鋪墊。一方面，教學中為學生講解相關實驗原理，尤其在實驗的過程中要求學生認真觀察實驗現象，分析引發實驗現象的內在原因，嘗試總結相關的實驗結論，以更加深入地理解物理知識。另一方面，教師要鼓勵學生分析影響實驗現象的因素，提高學生對實驗細節的認識，為他們以后的動手操作帶來良好的啟發，保證實驗的順利完成。密度測量是初二物理教學的重點，也是難點。在講解測量物體的密度實驗時，教師要為學生認真講解實驗原理，即，根據密度的計算公式ρ=m/v進行實驗。實驗中涉及的知識點有天平的使用以及量筒的讀數方法等，因為之前的講解，學生已經掌握了使用天平以及讀取量筒數值時的注意事項。課堂上鼓勵學生根據所學的實驗知識進行動手操作，并設計相關的問題，要求學生思考：實驗中的誤差有哪些？使用量筒測量物體體積時，比實際的值是大還是小？為什么？如果無法測量物體的質量或體積，該怎么辦？這些問題都是基礎的物理問題，教師對學生提出這樣的問題，不僅能夠夯實學生的基礎知識，更重要的是建立學生對于整個實驗環節的全面整體認知。進行物理實驗，只有在全面了解并掌握實驗全流程的基礎上才能夠得出正確的實驗結果，教師以問題的形式引導學生對物理實驗中從頭到尾的各個細節進行把控，在學生腦海中構建起一幅相互關聯、相互影響的物理畫卷，讓學生能夠正確把握其中的各個環節，從整體入手進行實驗效果的精確控制，這對于學生的實驗成功與否是至關重要的一點。基礎知識是搭建知識大廈的根基，在這方面容不得半點馬虎，教師應當對其中的細節進行細致講解，讓學生完全吃透、看透、操作熟練、目的明確，這樣才能真正進行有效的物理實驗教學。在進行這樣的細致講解時，往往會因課堂教學的時間有限而無法全部傳授給學生，此時教師就要把握講解的重心，在一些關鍵點入手，將決定實驗成敗的關鍵因素為學生分析透徹即可。物理教學中，一些關鍵的知識點需要我們教師重點講解，針對學生的思維障礙，通過細致入微的分析，幫助學生走出思維的沼澤地。在本節實驗中，教師通過給學生提供動手實驗的機會，更好地加深了學生的印象，鞏固了所學的實驗基礎知識，很好地提高了學生的實驗操作熟練程度。同時，通過設計相關問題引發學生思考，有助于拓展學生實驗思維能力。最終學生積極思考，正確地回答出了問題，達到了預期的教學效果。

2創設實驗情境，做好實驗訓練

為提高學生的實驗探究能力，在學生牢固掌握實驗知識的基礎上，教師要注重創設新穎的實驗情境，對學生進行實驗訓練，在鞏固基礎知識的同時，提高學生實驗思維的靈活性。一方面，認真總結學生學過的實驗知識，明確重點實驗內容，對學生已學的實驗知識進行整合、創新，要求學生靈活運用所學知識設計實驗方案。另一方面，在實驗過程中，應認真觀察學生的操作，掌握學生實驗過程中存在的問題，給予針對性的指引，使學生及時糾正實驗中的錯誤，確保實驗的成功進行，增強學生實驗訓練的自信。例如，在進行測量物體的密度實驗后，教師為學生創設以下新穎的實驗情境，對學生進行訓練：提供燒杯、水、牛奶和天平，要求學生根據所學，運用給出的實驗器材，自己設計實驗步驟，測量出牛奶的密度。該實驗情境是教材中實驗的拓展，具有一定的難度，能很好地鍛煉學生的實驗靈活性。認真觀察給出的實驗器材，可知缺少量筒，因此無法直接測量牛奶的體積，此時需要用替代法進行求解，即，通過測量水的體積間接求出牛奶的體積。學生經過認真思考，設計如下實驗步驟：首先，使用天平稱出空燒杯的質量m1；其次，向燒杯中倒滿水，稱出總質量m2；再次，將燒杯中的水倒掉，向燒杯中倒滿牛奶，稱出總質量m3。則燒杯的體積V=V牛奶=（m2-m1）/ρ水，則不難計算出牛奶的密度為ρ牛奶=（m3-m1）/（m2-m1）ρ水。該實驗的訓練很好地拓展了學生的思維以及實驗探究能力。由于年齡上的固有限制，學生在一開始往往無法給出正確的實驗設計，針對這種情況，教師不能心急，而是要循循善誘，適當提出反饋問題，反問學生這樣會不會出現某些誤差或者失誤，引導學生發現實驗設計中存在的漏洞。當學生能夠設計出正確的實驗步驟后，教師應當用適當的稱贊話語表揚學生，讓學生對自己的能力產生信心，從而能夠在今后的步驟設計中大膽開闊自己的思路，實現實驗教學的有效創新，這種細心引導和鼓勵是構建實驗情境中的重要一環，它們一同組成了幫助學生建立詳細完備實驗設計的教學方法。構建實驗情境能夠很好地激發學生的探索欲望，在學生陷入思考后，教師針對實驗中的瓶頸及時給予點撥，當學生茅塞頓開、問題得以順利解決后，學生既感受到了運用物理知識解決實際問題帶來的樂趣，又掌握了學以致用的本領。

3優化實驗設計，豐富學生思維

物理思維的培養是物理學科的重要內容，是學生物理核心素養的重要組成。在物理教學中，教師要引導學生學會分析物理知識，感受知識的本質，厘清知識之間的內在規律，學會構建物理模型，在對問題的分析和推理中生成對新知的獨特理解，并在對知識的質疑中提出自己的見解。這樣，學生的學習能力才會逐步得到提升，他們的思維也才會在實驗的不斷優化和精心預設中得到發展。例如，在教學“摩擦力”時，探究影響摩擦力大小的因素是這一節課的重點。新課伊始，筆者列舉學生生活中熟悉的自然現象，然后直接提出問題：摩擦力大小與哪些因素有關？學生結合相關現象產生懷疑并提出假設。有學生認為，摩擦力可能與接觸面的材料有關，他們通過比較，得出汽車在平直公路上行駛要比山路快，而且還省油。也有學生認為，摩擦力跟物體所受的重力大小有關，他們觀察一輛相同的汽車，坐滿乘客時要加大油門才能跑起來。還有學生認為，摩擦力大小跟物體運動的速度有關，一個物體運動速度越快，受到的摩擦力就越小。這幾個學生都有一批“粉絲”，他們都認為自己的觀點是正確的。在經過爭論和思考之后，筆者和學生們通過實驗對這幾個觀點進行了驗證。首先，通過設計一組對比實驗，針對這三個有代表性的觀點一一進行驗證，讓學生在實驗現象的觀察中產生深刻的印象，對摩擦力的知識形成了深刻的認知。最終通過實驗，學生認識到摩擦力的大小只決定于接觸面的粗糙程度和壓力的大小，與其他的因素都沒有關系。這樣的實驗拓展了學生的思維，極大地激活了學生的探究意識，吸引學生深度融入物理實驗的探究之中，既培養學生的實踐能力，又發展了學生的物理核心素養。實驗原本是鮮活真實的現象，對學生充滿了吸引力。但是如果我們刻板地演繹物理實驗，同樣會遭遇學生的厭倦。在物理教學中，若想優化學生科學思維的培養，教師在教學中，應盡可能地引導學生提出問題，鼓勵他們展開質疑，從而激活學生的思維，對實驗進行優化設計，科學地進行整合。引導學生借助實驗手段，對物理問題進行論證，不僅可以促使學生的物理實驗能力得到較大提高，更會讓學生的物理核心素養在耳濡目染中得到發展，物理能力自然也會與日俱增。

4理論聯系實際，豐富探究內容

在初中物理教學階段，學生所學的內容和自身生活存在著各種關聯，因此，為了提升物理實驗教學效果，教師可以采用理論聯系實際的方法，讓學生將物理知識和生活現象聯系起來，不斷豐富學生的探究內容。生活經驗是指在生活中憑借認知和觀察不斷積累起來的經驗和常識，這是學生最熟悉的一套經驗體系，將物理知識聯系到學生的生活經驗中來，極大地降低了學生理解物理實驗的難度，有效促進其進行知識學習和探究，為學生的物理實驗學習打開了新的大門。如在進行彈力的講解時，學生接觸到的是物理學上對彈力的抽象定義，這種定義不僅使學生難以理解，且教師進行教學時也會覺得較為枯燥，這時候教師就可以采用理論聯系實際的方法，為學生的實驗探究提供突破的思路。教師首先為每位學生準備一個生活中常見的乒乓球，接著讓學生開始實驗：“大家將乒乓球懸在離桌面一定高度的空中，用手抓住乒乓球接著松開手，此時你會觀察到什么現象呢？”學生此時開始進行實驗，觀察到乒乓球不斷從桌面上彈起、落下。此時教師詢問學生：“乒乓球為什么會不斷彈起呢？是什么給了它彈起的力？”學生此時就會回答教師：“是桌面。”教師看到學生能夠憑借自己的生活經驗分析出其中的一些原理后就可以開始引入彈力的相關物理知識，在講解的同時，利用多媒體為學生播放乒乓球落下時的慢放動畫，讓學生仔細體會。這樣，就讓學生通過生活中的物品將物理知識和生活經驗結合起來，實現了物理實驗內容的引入。

5鼓勵實驗反思，注重實驗總結

實驗反思是提升學生探究能力的重要環節，也是升華學生能力的重要途徑。因此，教學中應注重鼓勵學生反思實驗，對實驗的過程進行評估，通過反思能夠對實驗的細節進行優化，不斷提高實驗效果。一方面，要求學生認真反思實驗考查的物理知識以及相關的實驗思路，并與其他學生進行交流，分享實驗經驗，注重采納他人可行的意見，對實驗進行適當改進；另一方面，認真總結實驗技巧以及自身在實驗操作中的問題，針對實驗中的不足認真分析原因，是實驗基礎知識掌握不牢固，還是應用實驗知識的靈活性較差，而后采取措施加以針對性的彌補與強化。同樣，在測量牛奶的密度實驗后，教師要給學生留下一定的反思時間，要求他們認真回顧實驗過程，在實驗的過程中有哪些地方會導致密度測量產生誤差，是質量測量不準還是體積測量不精確導致的誤差？我們應該采取何種措施加以避免，或者是否有什么替代措施能規避這種問題的發生？在教師提出這些問題后，學生會針對實驗過程抒發自己的想法，此時，教師可以選擇將每位學生提出的想法寫在黑板上，并針對學生所提出的觀點進行分類。例如有的學生認為是眼前的道具準備不夠充分，實驗器具本身存在一定缺陷，這可被歸類為實驗前準備步驟所發生的錯誤；有的學生則認為是操作不當導致的結果失敗，學生的這個觀點可以歸類為實驗過程中所發生的錯誤；有的學生則認為是在記錄時出現了差錯。學生對實驗結果的反思和分析都是基于自身在實驗時所進行的觀察和思考，教師引導其說出自己的分析依據，讓不同的學生針對自己的觀點展開辯論，最終由教師揭曉正確的答案并對提出正確觀點的學生進行表揚，這樣就實現了實驗過程的有效回顧與反思。學生對實驗過程和實驗結果進行匯總、評價可以讓學生更加全面地了解整個實驗過程，鍛煉了學生的觀察力和思辨力，后續再遇到類似的實驗情境時能夠迅速找到實驗思路，并及時給予解決。在教師的鼓勵下，學生積極反思，結果發現將燒杯中的水倒掉后直接加入牛奶，殘留在燒杯中的水會稀釋牛奶，導致測量的牛奶密度較實際值小。于是教師要求學生認真反思，相互討論，最終經過認真討論找到優化實驗的方法，即，實驗過程中將燒杯中的水倒掉后應用力甩掉燒杯中殘留的水，進一步提高實驗的準確性。另外，實踐發現，部分學生遇到一些新穎的實驗時不知如何下手，教師可以引導學生認真分析相關原因，總結相關實驗方法，即，無法直接測量出物體的質量、體積時，應靈活運用水的密度以及相關的浮力知識，間接進行測量。

6結語

核心素養是學生學科素養中最核心的部分，實驗能力是學生物理學科素養的重要組成，是學生綜合能力培養的關鍵環節。初中物理是學生接觸物理學科的起始階段，初中物理教師要創新教學方法，不斷點燃學生對實驗的興趣和熱情，從物理學習之初就萌生對物理奧秘的無盡興趣，產生對物理新知濃厚的探究欲望。為此，在初中物理實驗教學中，為更好地提高學生的實驗探究能力，順利完成核心素養培育工作，教師應積極總結以往的教學經驗，通過夯實實驗基礎、做好實驗訓練并引導學生認真反思與總結實驗中的不足，創新開展實驗教學工作，不斷促進學生實驗探究能力的提升。

參考文獻：

[1]惠貴清.初中物理實驗教學中學生核心素養的培養策略[J].新課程研究，2020(08)：22-23.

[2]楊春華.談新課標下初中物理實驗教學的實踐與策略[J].中學物理，2009，27(12)：5-7.

作者：張妍 單位：江蘇省淮陰中學新城校區