探索初中物理高效开放性实验设计研究

摘要：实验在初中物理教学中的地位非常高，目前初中物理教学中，实验已经成为初中物理教学的主体，在实验教学中，教师可以通过展示实验、实践操作实验或者户外观察实验等形式的实验，让学生在实验的过程中联系其操作步骤发挥想象力和探究能力.但是目前部分教师在开展初中物理实验过程中，总是固步自封，采用灌输式讲解，或者通过演示和模仿的形式来指导学生进行实验操作，导致学生的实验学习仅仅停留在观察和模仿上，没有体验出实验的探究价值.本次研究笔者围绕开放性实验来展开初中物理实验教学研究.

关键词：初中;物理教学;开放性实验

中图分类号：G632文献标识码：A文章编号：1008-0333（2022）14-0104-03

收稿日期：2022-02-15

作者简介：周燕（1975.6-），女，江苏省如皋人，本科，中学一级教师，从事初中物理教学研究.

开放性实验教学是指在教学的过程中，教师以兴趣激发、启发诱导、活动组织等形式来激发学生实验学习的动力，调动学生主动参与实验探究.发挥学生的聪明才智让学生积极主动地投入到实验设计中，尊重学生的主体特征，让学生能够自己设计和操作实验，最后教师在实验教学中对学生的进行指导和总结.总而言之开放性实验教学是包容性更强，学生主体性更强的实验课堂，在这种实验课堂上学生可以充分展示自己的想法.物理实验是研究大自然研究生活现象的实验，对学生来说吸引力非常强，因此设置开放性的物理实验是非常有价值的.

1 开放性初中物理实验教学意义

1.1 激发学生思维

在初中设置开放性的物理实验可以激发学生的思维能力，思维是学习物理必备的素养，在研究物理现象分析物理问题的过程中，教师不能够仅仅从书本上来指导学生学习，书本上只有文字概念，更重要的是让学生去思考对问题进行探究.在开放性实验教学中，教师给予学生更多的思考空间，甚至教师还可以利用信息技术等教学工具来启发学生的思维，让学生动脑分析现象.

1.2 提高实验教学效率

在传统的初中物理实验教学中，教師基本上都是在实验教学课之前，展示出该实验的操作步骤，让学生根据实验步骤来操作实验.甚至有的教师还将探究性实验的步骤全部展示出来，导致探究性实验 转变为验证性实验，这样一来探究性实验的价值就会发挥出来.但是在开放性实验教学中，教师可以让学生自主搜集资料，自主设计实验，教师鼓励学生让学生不怕失败，让学生积极主动地投入到实验操作中来.虽然有的学生所设计的实验方案并不是非常的理想，但是毕竟学生自己进行了思考和分析，最后再经过教师的指导，学生很快可以掌握实验设计的要领，与传统的演示模仿式实验教学相比效率要高很多.

1.3 调动学生学习兴趣

兴趣是学习最好的老师，在教学的过程中如果学生能够对实验产生浓厚的兴趣，那么学生的学习积极性将会很高，学习的动力也会提高很多.在传统的初中物理实验教学中教师按照演示和模仿的形式进行，学生将实验操作作为一项学习任务，以完成学习任务为目标开展学习，对学生来说仅仅只是完成教师布置的作业.在开放性实验教学中，教师将这种学习任务，转变为研究性课题，课题开展的形式不受约束，课题选择的工具除了教师给出的实验器材之外，学生还可以选择其他生活材料，课题展示的成果可以包括：实验报告、视频、模型等等.可以看出无论是在实验操作还是在实验展示的过程中，都可以体现出多样化的特点，对激发学生的兴趣非常有帮助.

2 初中物理开放性实验教学实践研究

结合对开放性初中物理实验教学的意义，笔者在本阶段研究中针对初中物理开放性实验设计策略展开实践研究.

2.1 信息化技术情境激发学生的实验探知欲

信息技术在初中物理实验教学中，教师可以利用信息技术创设相关情境，引导学生投入到情境中展开思考和分析，思考为什么会出现这种物理现象，这些物理现象的出现会有什么规律呢？我们是否能够通过实验器材来展示物理现象呢？信息技术具有直观性的特点，教师直接展示生活中的物理现象，很容易激发学生的学习兴趣和求知欲.例如在开展实验：《探究串并联电路规律》这节课中，教师要指导学生分析串联和并联电路中电流和电压的规律，通过分析电流表和电压表的读数，从而找出其中的规律，并且构建函数图像和函数关系式，对学生的数理分析能力要求较高，所以学生首先必须要对串联和并联电路的电流和电压变化特征感兴趣.课堂上教师展示了一段视频，视频中为学生呈现的是一个串联电路和一个并联电路，教师告诉学生现在将要通过控制滑动变阻器，来改变这两个电路中的小灯泡亮度.随后视频中的滑动变阻器开始分别向左或者向右移动，沿着不同的方向移动，电路中的灯泡的亮度也开始在不断的改变.教师发现学生的学习兴趣渐渐的被激发起来后，开始询问学生：大家是否思考过在灯泡亮度变化的过程中，电路中的电流和电压的数值是否也会发生变化呢？教师的提问立刻激起了学生的好奇心，学生开始将注意力集中在电流表和电压表的读数上，有观察仔细的学生发现电流表和电压表之间读数存在一定的规律.这个规律是怎样的呢？可否通过大家学习过的函数知识来构建电流和电压之间的关系式.在信息技术的引导下，学生开始利用教师准备的各种电路实验器材，设计出串联和并联电路，开始投入到实验中，通过实验来分析串并联电路中电流和电压之间的规律.本次教学教师并没有像往常那样直接将教学的主题告诉学生，也没有直接将实验的操作步骤告诉学生.而是在实验课正式开始之前，通过设计一段视频，让学生跟着视频的内容，一步步激发起对物理现象的好奇心和求知欲，从而深入的全身心的投入到物理实验中，探索物理现象和规律，从而来满足自己的求知欲，同时本次教学也体现了开放性实验的特点.

2.2 研究性学习为主导的开放性实验教学

开放性实验教学应该要摒弃传统的封闭式实验教学中，演示和模仿的教学模式，应该要让学生行动起来，让学生投入到实验操作中，不能够将实验作为一种负担和压力，要将实验作为自己的一项探究课题，将自己比作为一个有着渊博学识的科学家，积极主动的开展实验探究，这也是开放性初中物理实验一个明显的特点.本阶段研究教师围绕研究性学习活动设计为目标，探索开放性实验设计的方式.

例如在讲授：《摩檫力》这节课时，教师设计了一个研究性学习课题：《探究滑动摩檫力影响因素》表面上该实验是教材中的一个实验内容，但是教师并没有完全照搬教材中的实验设计过程，对实验进行了深度的改进.该课题需要探究的内容包括：生活中静摩檫力和滑动摩檫力现象、通过实验操作来演示滑动摩檫力和静摩檫力、制作直播视频展示对滑动摩檫力和静摩檫力知识的讲解.课题的研究过程有两周的时间，教师将学生分为四人一个小组，学生可以通过拍照、录视频、小组合作操作等形式来完成研究性学习过程.总而言之学生的研究性学习形式多样化，体现了开放性实验特点.教师对学生的研究性学习密切指导，并记录学生的学习进度.其中一组的学生通过拍照的形式，将汽车在马路上行驶的过程记录为生活中的滑动摩檫力，将箱子在斜面上静止不动的现象记录为生活中静摩擦力.有关实验操作教师给了学生一个弹簧测力计，三个同等质量的小车和一些砝码，其余的材料要求学生自己在生活中寻找，这样做的目的也是为了培养学生的探究能力，贯彻落实开放性实验教学的要求.其中一组的学生选择了一块光滑的木板、一块放有少量细沙的木板、一块铺有毛巾的木板，还有细线等等.通过让没有装砝码的小车在三块不同的木板上均速行驶，测量其摩擦力来比较接触面粗糙程度与摩擦力的关系.通过确定接触面，通过砝码改变小车质量来探究摩擦力和质量的关系.第三步是学生借助各种自媒体软件录制一段视频，视频的内容可以是学生的收获，也可以围绕与摩擦力相关的问题展开探究.

将物理实验与研究性学习相结合，给予学生充分的時间在研究性学习过程中展开实验探究，完成各种研究性学习任务，体会实验的趣味性，并且在选择实验材料和设计实验操作方案的过程中，发挥学生的探究能力，从而落实开放性实验要求.

2.3 以生成性教学为主导的初中物理开放实验设计

在初中物理开放性实验设计的过程中，要体现实验的开放性，其实验的内容和方式必须要结合学生，同时也要结合教学，要结合学生的兴趣让学生在实验的过程中，既能够学习到物理知识同时还能够感受到物理学习的快乐.在实际教学中，教师可以结合生成性教学设计的原则，将开放性实验融入到生成性课堂之中，让实验在课堂中生成，让实验能够完美无瑕的契合教学的发展，不再和教学格格不入.例如在讲授：《光的反射》这部分知识的过程中，教师在课堂上提出一个问题如果有连续的两块平面镜，要进行两次光的反射，那光路图应该如何画呢？如何正确有效的分析光的反射呢？为了让学生能够高效的将这个问题弄清楚教师将制作：“潜望镜”的小实验渗透在课堂上，以此作为生成性课堂中，结合教学要求而生成的一个小实验.虽然本实验不是非常繁琐也不是非常大的实验，但是对帮助学生巩固光的反射这部分知识非常有帮助，对提高学生的思维能力和分析能力有积极意义.在课堂上学生对制作“潜望镜”的实验也非常感兴趣，而且制作的过程中，教师也没有过多的干预学生，仅仅只是给了学生一些好的实验器材，将实验操作的步骤，通过流程图的形式展示给学生，同时给学生展示了潜水艇中真实的潜望镜的结构特点，这些情境对激发学生兴趣和思维非常有帮助，突出开放性实验的特点.在学习：《光沿直线传播》这节课过程中，教师可以在课堂上渗透制作小孔成像实验装置的开放性实验，该实验和生活中的照相机非常类似，其原理相同.所以教师可以将其作为开放性实验来开展，根据教师所展示的照相机的结构特点，要求学生在图纸上设计小孔成像实验装置，这是学生结合生活中的实物展开迁移式的学习.当学生设计好实验装置后，就可以开始投入到小孔成像的实验中，观察实验现象，从而深入的理解光沿直线传播的概念.结合课堂教学内容，通过生成性的方式将实验渗透在其中，并且将开始开放性实验的特点融入其中，培养学生的实验操作能力和探究能力.

开放性实验教学在初中物理教学中的作用非常大，也是初中物理教学的一个重要的方式，在教学的过程中教师要引导学生激发实验兴趣，调动学生参与实验的积极性，培养学生在实验中的思维能力和探究能力，让实验更好更高效的开展起来.

参考文献：

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[责任编辑：李璟]