以问题为导向的初中物理实验教学模式新思考

2023-08-13 21:48秦高生
今天 2023年10期
关键词:实验教学物理实验

秦高生

(大英县玉峰镇智水初级中学校 四川 遂宁 629305)

初中物理实验教学是初中物理教学最重要的组成部分,以问题为导向的初中,物理实验教学是提高初中物理实验教学水平的重要途径。而进行的初中物理实验教学还存在一些问题:教师缺乏专业素养,未深入研读教材内容;教学观念传统,学生缺乏参与感和足够的思考时间与空间;对学生的实际学习情况缺乏了解,忽视学生个体差异性。因此,教师要根据现行的以问题为导向的初中物理实验教学模式的问题进行改进。

1.转变教学观念,深入研读教材

教材是教学的基础,所有课程的开发都要符合教育教学大纲的要求。但是,教科书是静态的,时代是快速发展的,基于课本的针对性在这个阶段也是非常重要的。如何将教材内容融入时代发展的新特点,也是以问题为导向的初中物理实验教学需要关注的内容[1]。因此,为了提高以问题为导向的初中物理实验教学水平,教师需要转变教学,深入研读教材。

例如,在进行教科版八年级上册第三章第一节《认识声现象》的教学过程中,教师首先要对教材进行深入地了解和分析,明确本节课的教学内容和教学目的,帮助学生明确声音发生的条件和传播。教师首先用多媒体展示各种生物发出的声音,然后向学生提出问题,“这些动物是怎么发出声音的,你为什么会听到声音,声音是什么,有什么作用?”教师鼓励学生进行自我表达自由发挥,在学生的讨论过程中,带入本节课的主题-声的产生和传播。教师让学生以小组为单位尝试用刻度尺纸橡皮筋的发出声音,然后认真体验物体,是怎么发出声音的,根据学生的回答引出物体振动,再引导学生思考“当物体振动的时候可以听到什么,物体振动停止时还能发出声音吗?”让学生描述物体发声时的共同特征并进行总结,最后得出发声的物体都在振动,声音是由物体的振动产生的这一结论。对于发出声音,但是震动并不明显的现象,比如敲击鼓面或者击打音叉,教师可以让学生通过实验进行感受。教师将纸屑放在鼓面上或者让学生将手贴在鼓面上,教师敲击鼓面,让学生观察敲击鼓面发出声音的时候,纸屑的情况以及学生手掌的感受。之后,教师让学生按住鼓面使鼓不能发出声音,再次观察纸屑的情况。教师也可以让学生用手触摸喉咙,进行发声,感知声带的振动。通过这种方式,教师启发学生感知发出声音的部位,引出声源的概念。教师通过水波的现象作为对照引出声波,教师准备一盆水将石子投入水中,水波会将水面上的纸片推开,启发学生认识到震动的传播实质是能量的传播。

2.创设教学情境,联系实际生活

情景教学综合了情感、认知和行为环境等因素,蕴含丰富生动的内容。创设情境教学能够引导学生更好地进行思考,锻炼学生思维能力,缓解学生学习压力,为学生创建良好的学习环境,使学生能够更好地展示自我,有利于学生全面和个性的发展。物理具有严密的逻辑性、严谨的公式定理,中学生年纪较小,自我控制能力差,对世界缺乏正确的认知,自我控制能力差、好奇心重,又处于活泼好动的年纪,对于枯燥的理论知识自然会觉得晦涩,很难提起学习的热情。因此教师要通过联系实际生活,拉近学生与物理之间的距离,激发学生的学习兴趣[2]。兴趣是最好的老师,提高教学趣味性,可以引导学生更好地学习课程内容,开阔学生视野,为学生的学习方法做出正确的指导,促进教学工作的有效展开,提高整体教学水平,实现教学的整体发展,对提高整体教学水平具有重要意义。

例如,在进行教科版八年级上册第四章第四节《光的折射》的教学过程中,教师首先播放叉鱼的视频,然后自制实验设备让学生体会叉鱼的方法。教师将空心管制成瞄准器,在塑料鱼上放置金属点,眼睛透过瞄准器瞄准鱼身上的金属点,然后保持瞄准器不动将鱼叉插入空心管松手,让鱼叉自由滑落插入目标灯就会亮。教师让学生体会加水之后叉鱼和没加水之后叉鱼的不同。回顾之前光沿直线传播的知识引出本节课的课题。教师让学生分组探究光在空气和水两种不同的介质的行进路线,并画出光路图。教师引导学生对比光的反射明确界面、入射光线、折射光线、入射角、折射角的概念,同时带领学生复习光的反射定律,请学生思考光的折射是否也有类似的规律,并提出猜想,“折射光线、入射光线和法线三者之间有什么关系?折射角和入射角的大小关系如何?随着入射角的变化折射角如何变化?当入射光线垂直于水面入射时,折射光线的方向如何?”让学生带着疑问探究光的折射定律,教师将实验分成两部分,一部分是空气与水的折射,另一部分是空气与玻璃的折射,将小组分成两部分分别进行实验。在学生分组实验后,总结实验结果,然后分组进行讨论展示小组得出的结论,教师根据学生的实验结果启发学生得出光的折射规律。最后教师向学生提出问题光的折射在生活中是否能够得到实际的应用,让学生进行举例,联系实际生活,丰富学生的生活经验和社会知识,增长社会见闻。

3.树立学生主体,培养创新能力

现在的物理实验教学在一定程度上是限制了学生的创造性思维和创造能力。在传统的物理教学中,通常是以教师为主导,向学生灌输知识,进行填鸭式教学,教师更注重理论知识的输入而忽视了锻炼学生的实践能力的必要性,而且物理实验教学中的实验大多是验证性实验,学生缺乏自主设计实验、完成实验的机会[3]。因此在教学过程中,教师要树立学生的学习主体地位,将课堂交给学生,充分调动学生的主观能动性,激发学生的学习兴趣,促进学生创新意识的提高,通过激发学生的好奇心,让学生进行自主思考独立完成实验过程,营造和谐的教学氛围,帮助学生激发想象力,活跃思维,提高创新能力。

例如,在进行教科版九年级下册第10 章第一节《神奇的电磁波》的教学过程中,教师播放通过录音机收听广播、观看电视、打电话等视频,引导学生进行思考,这些现象是通过什么传递信号的,让学生仔细观察并根据教材和生活中的经验进行回答,引出电磁波这个主题。教师根据学生的回答进行总结,并提出问题“什么是电磁波,它与平时接触的水波、声波有什么相同或不同的地方”,让学生带着问题进行学习。教师用收音机进行实验,将收音机调至没有节目的位置,让学生自己动手操作观察过程中,“什么时候听到的电磁波信号最大,当导线与电池正极完全接触或完全脱离时电磁波的信号如何?”然后,教师对电磁波下定义,并引导学生通过刚刚的观察思考电磁波有什么规律,教师进行总结,得出电流的变化会激起电磁波的现象。教师留给学生时间进行思考,并进行小组范围内的自主实验和交流讨论,教师此时在一旁进行巡视,及时解答学生的疑惑,纠正实验的细节,引导学生对教师的总结提出疑问。之后,教师通过展示水面的波动过程引出电磁波的波长和频率。教师向学生展示收音机,让学生观察外壳上标注的数字并向学生提问这些数字代表的含义,结合学生的回答教师进行补充和纠正,最后请学生结合教材内容,仔细思考电视节目的频道是什么情况,鼓励学生大胆进行猜测、回答,并提出自己的疑问。教师启发学生得出电磁波频率不同的认识,并进行延伸展示电磁波谱可见光光谱,引导学生与声波进行对比,帮助学生理解频率。

4.结合实际学情,实行互动教学

由于先天或后天的因素,学生在认知水平、理解能力以及记忆能力等,存在不同程度的差异。在传统的教学模式中,教师主宰课堂,且由于课时限制,教师与学生之间缺乏交流的时间和空间,师生之间存在距离感,缺乏沟通和了解。因此,教师在教学过程中,要给学生留下充足的思考时间和空间,平等地与学生进行交流,拉近彼此距离缓和师生关系,营造舒适的交流环境,缓解学生的学习压力。在备课过程中教师要通过对班上学生的性格,学习侧重点和学习方式进行观察和分析,结合教材的教学内容因人而异制定适合学生的教学方案[4]。与此同时,教师要及时关注了解学生的实际情况,根据学生的兴趣,爱好创设趣味性的教学活动,鼓励学生积极表达自己的观点,展现个人,不仅能活跃课堂气氛,还能提高学生的表达欲。

例如,在进行教科版八年级下册第八章第二节《力得平衡》的教学过程中,教师首先明确本节课教学的重难点在于二力平衡的条件探究和应用以及平衡力与作用力的区别。首先,教师播放磁悬浮列车的视频,设置悬念,引出本节课。教师带领学生复习牛顿第一定律的内容得出平衡状态的概念之后,请学生列举出生活中处于平衡状态的物体,尝试画出物体处于平衡状态时的受力示意图。在此过程中教师给学生留下充足的时间和空间进行思考,在遇到疑难之时,可以向其他同学或者教师寻求帮助。教师根据学生的回答进行总结,引出平衡力和二力平衡的概念。之后,教师向学生提出疑问“物体受任意两个力一定会处于平衡状态吗?”引出两个力使物体处于平衡状态,这两个力需要满足一定条件的定理。教师鼓励学生进行猜想二力平衡的条件。与此同时,可以在一旁进行思维引导,“二力平衡时两个力的效果相互抵消,力的哪三要素影响力的作用效果?”,启发学生认识到二力平衡的条件可能与力的三要素有关。然后,教师提供滑轮购买小车,请学生以小组为单位,根据所学知识设计实验,随后教师展示实验方案,帮助学生优化方案结构并进行实验。

5.倡导小组合作,促进自主探究

合作学习是简单而有效的学习方法之一,以问题为导向的初中物理实验教学过程中的课堂小组学习也不例外。小组学习符合中学生喜欢与人交流、展示自己的心理,也能增进同学之间的友谊[5]。学生是学习的主体,以问题为导向的初中,物理实验教学必须根据学生的不同学习情况和学习特点,结合教学目标,倡导相互合作探究的学习方式,以此激发学生的求知欲、好奇心,积极主动进行学习,增强学生的凝聚力,彰显学生的自我。小组学习为学生提供了一个交流知识和思想的舞台,有利于发展他们的个性,培养他们的合作精神。在学生进行合作学习的过程中,学生为了共同的目标努力,履行个人的义务,积极参与其中,对学生以后的学习具有重要意义。

例如,在进行教科版九年级上册第七章第三节《电磁铁》的教学过程中,教师单刀直入直接提出问题,“我们制作电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”,并播放电磁起重机工作时的视频,引导学生思考、大胆推测,回答问题,激发学生对磁性强弱研究的兴趣。教师通过学生的回答总结影响电磁铁磁性强弱的因素之后,请学生分组讨论,“如何设计实验验证电磁铁的磁性强弱与什么因素有关”。经过学生的交流,探讨决定设计两个实验研究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数和电池节数的关系。教师让学生制定小组研究计划,重点考虑如何做到公平实验,以及实验中需要改变的条件和不变的条件,引导学生控制变量,合理地设计实验过程,保证实验过程的公平。教师给学生充足的时间思考如何进行实验,在此过程中教师在一旁进行巡视,对于学生的思路进行及时的引导和纠正,对于学生提出的疑问进行及时准确的解答,帮助学生减轻所遇到的困难。学生设计实验实施计划整理实验数据,并填入表格,最后总结实验结果进行汇报交流。由于每个学生的学习情况和认知发展规律的不同,教师要制定不同的标准,因此,在教师评价学生的时候,对于表现优异的学生进行鼓励和表扬,对于实验完成程度低失误较高的学生进行思维引导和错误指出,给予积极性评价,给学生向上的课堂情绪。

6.完善评价体系,重视教学过程

评价是人进行自我认知的重要途径。通过完善教学评价体系,推动教师评价的科学性、专业性,帮助教师改进教学方案,提高教学水平,同时有利于学生进行科学合理的自我评价,增加学生的自信心,促进学生全面发展,帮助学生在学习过程中,对自身的学习行为进行不断的调整与监督,形成科学有效的自我调整与反思机制,推动学生对自己的未来进行规划制定,促使学生真正成为学习和评价的主人[6]。在学生互评的过程中,增加学生之间的了解,促进友谊的升温,也能提高学生比较和分析的能力,推动学生学习水平的提高。在过往的教学评价中,教师偏向于教学结果的判定,而忽视了教学过程,因此,在以问题为导向的初中,物理实验教学中,教师要注重教学过程中学生的表现以及思路等,对学生的学习行为进行全面的分析,方便今后教学方案的优化以及教学工作的开展。

例如,在进行教科版八年级下册第九章第一节《压强》的教学过程中,教师要注重本节课的教学重难点,帮助学生理解压强的概念,对压力与重力面积进行正确的理解。教师首先向学生展示两张图片,蝉将口器插入树皮,骆驼凭借脚掌行走于沙漠之中,并提出用牙签扎手和棉签扎手的不同感觉,并向学生提出问题,为什么这些现象会发生,以此引入新课。教师请学生相互交流,讨论根据教材提出影响压力作用效果的因素。然后,教师鼓励学生大胆地进行猜想和假设最后归纳总结得出压力的作用效果可能与受力面积和压力大小有关,并请学生根据自己以往的知识,制定方案,设计实验探究影响压力作用效果的因素。教师根据实验结果引导学生归纳出压力的作用效果与压力的大小和受力面积都有关的知识。之后,教师根据压力的作用效果引出压强的定义,讲解压强的计算公式,并且向学生寻求改变压强的办法。教师启发学生从实际生活中的经历和本节课所学影响压力作用效果的因素,找到增大,压强和减小压强的办法。在学生进行合作探究之后,根据学生的回答教师总结改变压强的办法,在压力一定时,减小受力面积可以增大,压强增大,受力面积可以减小压强。最后,教师请学生总结本节课所学的内容。学生回答完毕之后,教师根据学生的课堂表现和实际知识,掌握程度分层次对学生按不同的标准进行评价,帮助学生找出不足提高自身,并且组织学生进行互相评价和自我评价,依据课堂的表现情况、态度、实际效果等等,作为评价标准进行科学评价。

结束语

综上所述,以问题为导向的初中物理实验教学在初中物理教学中具有重要的地位和作用。可以提高学生的学习兴趣,锻炼学生的实践操作能力和物理思维,提升学生的综合素质,培育学生的核心素养,促进初中物理实验教学水平的整体提高,因此,教师要转变教学观念,创设情境教学,联系实践生活,结合学生的实际学习情况设计教学活动,提高学生的参与感,倡导合作探究,培养学生的集体主义和合作精神。

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