加强“边学边实验”教学 提高初中物理教学效益

1加强“边学边实验”教学提高初中物理教学效益——新课程理念下加强物理实验教学初探上海市长宁中学钱永亮随着二期课改的不断深入，“以学生发展为本”的课程理念得到进一步强化。如何培养学生对物理的学习兴趣、对物理问题的思维能力以及创新能力，成为教学中的热点、重点。通过新教材的教学实践，笔者对物理教学中加强实验教学有了新的认识，在物理教学中将物理实验作为物理教学的重要内容看待，变过去的“边教边实验”为当今的“边学边实验”，充分发挥“边学边实验”的功能和魅力，取得了较为显著的教学效果。一、研究背景与意义《上海市中学物理课程标准》（试行稿）（以下简称《课程标准》）指出，物理实验的功能是全方位的，它主要有七大功能：（1）具有激欲功能。实验能激发学生学习的兴趣，是促进学生主动学习的一个有效方法，具有激欲功能；（2）具有情景功能。实验能呈现物理学习所必要的感性材料，提供学习情景，具有情景功能；（3）具有点拨功能。实验能点出问题的起点，拨动学生思维，能点出问题的关键，拨正思维方向，具有点拨功能；（4）具有释疑功能。实验能揭示现象的本质，解释问题的原因，具有释疑功能；（5）具有训练能力功能。实验还能训练学生的思维，培养观察、操作能力，具有能力训练功能；（6）具有教育功能，实验有助于体验、认识和运用科学方法，有助于开展科学态度教育，有助于培养学生团结协作、积极进取的精神，具有教育功能；（7）具有实践创新功能。实验过程本身作为一种科学实践过程，能为培养学生的创新精神和实践能力提供有效的渠道和宽广空间，具有实践创新功能。物理实验的功能在以往的实验教学中并没有得到充分的体现，从实验教学内容到教学方式没有给学生留出足够的发展空间，在一定程度上限制了学生的主动性与积极性，难以激发他们独立思考的兴趣和激情，抑制了学生个性的发展，不利于创新人才的培养。因此，在物理实验教学中必须充分认识到实验的这七个功能，特别要重视第七个功能，在实验教学中，应注意不断激励学生通过观察、比较、实验、归纳、类比等探索手段，提出种种假设和猜想，培养他们的创新意识和创新能力。从2006年9月起，笔者所在学校开始使用初中物理新教材。新教材重视学2生的学习经历和经验，要求学生具有创新意识、实事求是的科学态度和科学精神，能通过实验，有目的地观察物理现象，确认观察对象的主要特征及其变化，能运用简单的实验手段和科学方法形成证据，得出符合要求的简单结论。利用新教材试点的机会，笔者在物理实验教学中，努力创设条件，开展“边学边实验”教学的研究与实践，发挥物理实验的教学功效，培养学生创新意识和创新能力。所谓“边学边实验”教学，是指学生在教师指导下，一边学习一边进行实验的教学组织形式；是学生在教师的指导下，通过自己动眼、动脑、动手、动口去获取知识，培养学生用实验方法探索物理知识的能力。“边学边实验”的教学组织形式，充分体现了因材施教的原则。学生可以自定学习步调，有不懂的地方可以反复阅读教材，实验现象观察不清楚时，也可以反复做几次，自己解决不了的问题还可以问老师。同样，由于可以自定学习步调，优秀生的思维可以得到充分展开，自己可以学得深一点、多一点。可见，边学边实验不仅使全体学生在不同程度上都能既获得知识，又提高能力，而且解决了将课堂教学统得太死，对学生个体间的差异不能因人制宜的弊端。边学边实验更能体现出小班化教学的优点。在物理新教材中有大量的学生观察和描述的实验，由于这些实验以往要么是教师的演示实验，要么是没有的，实验器材明显不足。因此，让所有学生参与体验每一个实验是不大可能的。但是随着小班化教育的推广，班级学生人数锐减，边学边实验有了更大的可能性。一般一节课有3、4个小实验可以让学生亲自动手，而学生座位也是3、4排。这样上课时每排放一组实验器材，学生完成一组后，交换座位或器材就能进行第二组、第三组实验。通过这种方式，既能让每个学生参与每个小实验，有了亲身体会；又能解决实验器材不足的矛盾，体现出小班化教学的优势。二、具体做法与策略（一）选择合适的“边学边实验”的教学内容课改实践表明，凡是与教学过程紧密结合，便于随堂进行并有利于学生动眼、动脑、动手、动口，有利于培养学生科学的实验方法和良好的实验习惯，有利于发展他们智能的内容，都可选为“边学边实验”的教学内容。1．将三维教学目标的具体要求变为“边学边实验”的教学内容可根据《课程标准》对三维教学目标的具体要求，安排“边学边实验”的内3容。如在新教材“测量的历史”一节中，学生对于刻度尺的使用已有一定的基础，但对于什么是刻度尺的量度范围和最小刻度并不了解。因此在课堂教学上让学生通过测量身边的一些物体的长度，如物理教材的长宽、课桌的长宽、纸张的厚度等，让学生理解刻度尺的量程和最小刻度的概念及重要性。同样，在讲解其他一些测量工具时，也可以采取“边学边实验”教学的形式，增加学生对这些仪器的使用频率，逐步提高学生使用这些仪器技能方面的要求，了解这些仪器使用的共性要求。2．将部分演示实验变为“边学边实验”的教学内容可将器材的要求不是很高的演示实验，改为“边学边实验”的内容。如，新教材中在讲解音调的高低跟发声体的结构有关时，可发给学生几根橡皮筋和长方体木块，让学生把1根橡皮筋绑在木块的不同截面上，体验弦越短、张得越紧振动时发出声音的音调就越高；把橡皮筋分成2组，一组1根橡皮筋，另一组几根橡皮筋绑在一起，再把它们绑在木块同一截面上，体验弦越细振动时发出声音的音调就越高。学生通过边学边实验一方面亲身体验了这一物理现象，加深了对物理知识点的理解；另一方面培养了自己的动手能力，实验操作能力。3．将部分学习训练变为“边学边实验”的教学内容可将教材上的部分小实验和习题，改为“边学边实验”的内容。如，在新教材“声音的特征”思考与练习的第4题：在4个相同的玻璃杯里分别盛有不同质量的水（图），用筷子敲击玻璃杯口，能发出不同音调的声音，写出音调由高到低的相对应的玻璃杯序号。多数学生无法回答，采取“边学边实验”，当堂请一位学生上讲台敲击玻璃杯口，就能正确解答这题。与这题相类似的，还有新教材练习部分P9习题7：往保温瓶里灌开水时，随着水位的升高音调是如何变化的，通过当场的实验，学生不仅正确解答了题目，更留下了深刻的印象。在物理习题中，不少习题学生根据“所谓的经验”往往会做出错误的解答，如果能及时配上实验，就能使学生有一个直观的、深刻的印象，这远胜于简单的死记硬背。4．将部分学生分组实验变为“边学边实验”的教学内容有些基本仪器及其操作方法，在新课教学中学生已经掌握了，到学生分组实验时，就可以适当提高教学要求。这样做有利于知识的巩固和思维能力、实验能力的培养。如，将“电流表的使用”和“电压表的使用”改为边学边实验后，在4新课教学中就发给学生电流表、电压表，把两表的使用穿插在教学中，到下一节学生分组实验时，就可以增加“两表”的使用频数。这更有利于学生实验技能的培养。再如，“质量的测量”和下一节学生分组实验“用天平测质量”，也同样可以采用边学边实验教学，都能取得较好的教学效果。（二）选择合适的“边学边实验”的教学时机进行“边学边实验”教学的形式可以根据教材、学生以及器材的实际情况，采用多种方式进行。它可以安排在新课的开始，作为新课的设疑引学，起到激发学习兴趣的作用；也可以安排在新课的教学过程中，用来建立物理概念或得出物理规律，作为学生辨疑解难的一种手段。起到启发、帮助学生理解概念，解决疑难问题的作用；还可以安排在下课前的几分钟；作为复习巩固之用。在教学时间上，可以用一整节课时，也可以用半节课或几分钟。总之，根据教学的需要和可能灵活掌握，以达到最佳教学效果的目的。（三）选择合适的“边学边实验”的教学器材“边学边实验”是一种上课形式的学生实验，一般要求两个学生用一套实验仪器。对学生边学边实验仪器的准备要做到“五不一保证”，即仪器不宜复杂，操作技能要求不宜过高，实验规模不宜过大，一次实验所用仪器数量不宜过多，实验时间不宜过长；实验安全要有保证。由于初中物理实验仪器一般都比较简单，多数实验都是定性的，有些定量的实验精确度要求不高。因此，大部分初中物理实验仪器都可以自制，可供选择的器材也很广泛。例如，没有平底试管，可用废旧的平底小药瓶来代替；没有弹簧秤，可发动学生用废钢丝绕制，没有溢水杯，也可以用在玻璃杯上套两个橡皮圈的方法代替；等等。引导学生积极参与自制教具学具的活动，不仅为边学边实验教学提供了一定数量的实验仪器，为物理教学创设了良好的实验条件，而且学生通过自制教具和学具，增长了才干，提高了动手能力。（四）选择合适的“边学边实验”的教学策略边学边实验课一般包含下列三个环节：“设疑引学，辨疑解难，释疑巩固。”“设疑引学”是教师通过一些物理现象和问题情景，使学生产生疑问，提出需要解决的问题。“辨疑解难”是要求学生对他们所提出的问题进行假设，估计5可能的结果是什么，然后教师指导学生讨论如何用实验进行研究，拟订实验方案，并在学生实验观察和测定的基础上开展小组或全班讨论分析。学生在这一教学环节中，通过看书、观察、实验、思考、讨论、争辩、答问、练习、应用等，做到四动，从而既学到了知识，又培养了能力。“释疑巩固”是在教师的指导下排除疑问，通过练习、应用和小结等来运用和巩固所学的知识。上好边学边实验课的关键在于放手让学生去看、去想、去做。去说，尽量让学生提出问题，大胆猜想，设计实验方案和进行实验。教师做的主要工作是巡视、“集疑”、“布疑”，对个别差生进行适当辅导。对难点、重要的概念、分歧大的问题，组织学生讨论。在适当的地方，教师给予必要的点拨。放手让学生自己去边学边实验，必须遵循因材施教、循序渐进的原则，要设计好边学边实验的阶梯，帮助学生步步深入。既不要使学习的跨度过大，使学生无从入手，又不要使学习的跨度太小，不利于学生的发展。在设计边学边实验的方案时，应注意了解学生实际，对实验教学中可能出现的问题，可能遇到的困难等，都要作充分的估计和准备。例如，在进行物体浮沉条件的实验时，教材的安排是先把鸡蛋放在浓盐水中，观察鸡蛋的悬浮和下沉；再加入浓盐水，观察鸡蛋的上浮。在实际操作时，加入清水的多少不容易掌握。会出现由于一下子倒入过多的清水，鸡蛋就下沉到杯底，而看不到悬浮现象，再加浓盐水时，鸡蛋就可能上浮不起来。有老师在设计边学边实验方案时，作了如下的改动：让学生先把鸡蛋分别浸没在清水和浓盐水中，观察鸡蛋的下沉和上浮，分析鸡蛋的受力情况，得出下沉和上浮的条件。接着让学生缓缓地向浓盐水中加入清水，观察悬浮现象，分析得出悬浮条件，然后讨论为什么鸡蛋在清水中和在浓盐水中受到的浮力大小不同？为什么漂浮时和悬浮时鸡蛋排开液体的体积不同而受到的浮力去相同？这样处理，不但实验成功的把握大、效果好，而且学生容易理解。三、实践效果与体会通过“边学边实验”的教学研究和实践，笔者更新了教学观念，认识到将“边学边实验”应用到物理实验教学对于培养学生的实验能力、思维能力和学习能力的积极意义。1．学生的实验能力得到明显提高“边学边实验”不是在原来物理实验基础上的简单改进，而是在物理实验教6学中有创新意识的实验。首先“边学边实验”可以使课堂上的全体学生在科学情趣的引导下各个成为投入科学探究的主角，也就是“见物思理”，通过观察测量归纳出印象鲜明的物理规律。其次，“边学边实验”有时需要学生独立探索，有时需要学生合作共同探索完成，从而培养他们的合作能力和探究能力。另外“边学边实验”实施为学生重视科学实验、重视创造发明提供了实例的展示，是对学生进行创新精神和创造力能力培养最好的榜样。在进行“边学边实验”实验的过程中，学生的实验能力得以明显提高。2．学生的思维活力得到明显增强实验教学的核心问题是学生的参与状态和参与度的问题，即学生是主动参与还是被动参与，是部分参与还是全面参与。学生参与实验教学要参与到各个环节，关键在于激发学生的思维，最大限度地调动他们的积极性和自主性，我们提倡“边学边实验”实验，目的也是促进每一个学生能够充分自由地发表自己的意见，因此在实验教学中自主学习、主动探究是提高教学质量和教学效果的前提和条件，也是实现学习方式转变的核心。实验探究、实验改进，激发了