基于学情

张毅

【摘 要】物理教学离不开实验，在初中物理教学中，教师应根据学生的思维、观察和动手能力，有针对性地设计出有效的物理实验，以达到启迪学生观察、分析、归纳和总结的目的。但在现实的物理教学中，始终存在低效甚至无效的教学实验。所以，笔者认为，提高物理实验教学的有效性，可以为物理情景的创设提供便利条件，从而激发学生的兴趣和求知欲，促进学生思维的发展和能力的提高。

【关键词】演示实验;探究实验;实验设计;有效性

目前，物理课堂中的实验主要分为两类：一是教师进行的演示实验;二是学生参与的探究实验。在学生刚接触物理的初始阶段，教师应注重引导学生以科学的态度和方法去发现和解决问题，并在教学过程中不断训练学生的实验技能和动手技能。本文以“乐音的特性”一课为例，结合本节课的教学内容，浅谈如何提高实验教学的有效性。

一、有效设计演示实验

物理演示实验是创设情境、引入环节或实施探究活动的重要途径，它具有演示性、展示性和探究性。实施演示实验的方式有很多，包括传统的教具式操作和新兴的多媒体操作等。无论采取哪种演示方式，教师只要针对特定的教学内容和教学环境设计出有效的演示实验，都可以动态实时地体现实验过程、展示实验结果，能使学生从直观思维向抽象思维过渡，可以巩固和加深学生对所学物理知识的理解和应用。

（一）改变演示实验的呈现时间，让低效变高效

在“乐音的特性”常态教学中，教师通常把摩擦高脚酒杯的实验环节放在整体教学内容结束后，目的是对音调这一特性的知识进行延伸和拓展。

常规的实验时间安排是：学习完乐音的三个特性后，为对音调知识的细节进行补充，会把一个装有少量水的高脚杯放在桌面上，一只手按住高脚杯的底座，将另一只手的手指润湿后沿着杯口边缘摩擦（手指不要脱离杯口），使其发出声音，进一步操作是改变高脚杯中的水量，让学生分辨声音音调的变化，进而让学生联系之前所学知识思考其中的原理，以达到对知识延伸和拓展的目的。

笔者在设计本节课的引入时，把上述实验放置在开始的情景创设中，改变了传统的教学安排。联系实际教学，用摩擦高脚杯的演示实验代替用多媒体进行的模拟仿真声音，让抽象感官变为实在的形象感触。笔者重新安排此演示实验的方案是：把原来装有少量水的酒杯换成了装有大量水的高脚酒杯，先用湿润的手指摩擦杯口边缘，学生用眼观察，用耳聆听。为了实验展示的生动性，下一步操作是把高脚杯中的水喝掉一点，使水量变少，重复之前摩擦杯口边缘的操作，学生发现音调明显变高;教师再次喝掉一点水，水量变得更少，再次摩擦，音调变得更高。在刚刚形象生动的演示实验展示下，学生能迅速找出重点问题，之后教师启发他们思考，让学生顺利地融入到接下来的“学”中。

实际教学结束后的反思：根据此演示实验所期望达成的教学目的，深刻体会到把摩擦高脚酒杯的实验从“后”搬到“前”，进行针对性的编排设计，创设了生动形象的课堂情景，多了一个生动展示的教学功效，提高了教学效率。

（二）增大可见性，让演示实验起到更好的效果

本节课中，在“探究影响声音高低的因素”时，笔者设计成两部分。第一部分是教师的演示实验探究;第二部分是学生验证猜想的探究实验活动。常规的演示实验设计是用一张硬卡片先后在木梳的齿上划过，一次快些，一次慢些，分析卡片发出声音的高低有什么不同。或者是把硬卡片放在旋转的齿轮上，使齿轮敲打硬卡片，让硬卡片振动发声。通过摇动手柄让齿轮的转速逐渐增大，让学生仔细比较硬卡片两次发出声音的高低有什么变化。

在没有引入音调、频率的概念前，教师进行演示试验的目的是让学生通过看到的现象、听见的声音，初步形成一个声音的高低与声源振动快慢有关的思维意识。但之前木梳、齿轮的实验设计，可见度低，学生看到的声源振动状况不明显，听见声音的高与低之间的跨度不够大。以木梳为例，梳齿振动时的快慢不易观察，学生往往是通过拨动硬卡片的速度来判断梳齿振动的快慢的。同样，尽管增大了齿轮的转速，但硬卡片振动的加快并没有形象直观地显示出来。展示现象的不明显是这两例实验的不足之处，如何达成演示实验的有效性呢？为此，笔者尝试了多种替换的实验器材，最后发现，长形的硬塑料卡片和旋转的自行车轮胎是最佳搭配。在这么多的尝试中，长形塑料卡片的振动快慢“可见度”最高，即振动的快慢清晰可寻，并且声音的高低区域变化相当明显，甚至令人震撼。最重要的是该演示实验可操作性很强，通过手动旋转脚踏板，控制轮胎的转速，转速越快，硬塑料卡片振动越快，声音越高。

学生通过生动的现象，包括对老师演示实验操作的感知，可以自主发现问题和提出问题，即通过有效的演示实验，能够达成有效的实验现象，能促进学生的有效学习。

二、有效设计学生探究实验

探究实验对引导学生追求根源、探索知识有极其重要的作用，有效的探究实验要突出探究的问题，要凸显探究实验的目的，其他方面的知识不要延伸过长，以免混淆学生的视线。本节课的探究实验目标不是培养学生分析和处理数据的能力，而是使学生初步养成良好的科学品质，因为只有明确探究目的和任务，探究活动才能做到有的放矢，活动的有效性才能得到保证。

探究实验的设计主旨之一是有系统地锻炼、培养学生的探究动手能力，所以，教师在探究实验的设计过程中，要考虑到学生可以从展示的现象中萌生出与之相呼应的疑问，即需要把握学生探究实验的达成度，否则无效的探究实验对于刚接触学习物理这门学科的初二学生来说，会产生一定的认知障碍。

（一）以“大”换“小”，初显成效

在“探究影响声音高低的因素”时，学生的探究实验设计是将钢制刻度尺的一端紧压在桌面上，另一端伸出桌面，拨动刻度尺使它振动，听它振动时所发出声音的高低，同时注意观察刻度尺振动的快慢;改变刻度尺伸出桌面的长度，再次拨动，指导学生比较两种情况下刻度尺振动的快慢和发出声音的高低，分析它们之间有怎样的关系。

此探究实验的目的是让学生知道声源振动越快，产生的声音就越高。探究源于问题，而问题又离不开具体实验现象的展示，所以这里需要改变刻度尺伸出桌面的长度，再用大小相同的力拨动（目的是让刻度尺前后两次振动的幅度大致相等），让学生观察到声源振动快慢的改变。之前学生都是用的小号刻度尺，现象不够明显，即无法有效观察到钢尺振动的快慢。在实际的操作中，若换成大号的钢制刻度尺，振动的快慢就会被有效“放大”。简单的把实验工具以“大”换“小”，高效达成了实验展示的可观性，提高了此探究实验的成效。

（二）合理利用电教手段，扩大探究实验的效益

在上述探究實验中，由于实验观察目标小，现象细微，增加了学生的理解难度，直接影响了活动效果。对此，教师可以让学生用投影仪或摄像头将自己的操作过程和实验现象放大，使其在银幕上清晰地展示出来，增加学生之间的互动和交流，方便学生的观察与思考。通过合适的电教手段，能够加深学生对某些问题的认识，可使一些抽象的问题具体化、形象化。在物理课堂中，利用投影仪等电教手段，能够“凸出”学生的探究过程，能使学生不由自主地重视自己的实验收集记录，可在主观上产生分析和处理记录的欲望，之后教师可指导学生利用探究实验的结果解决出生活中的实际问题，这样可提高物理探究实验的有效性。

总之，教师的实验设计应该多元化，应避免设计思路的单一，应对实验器材精挑细，最大化地达成实验的有效性。在本课的实验案例中，对某些实验设计的改动尽管很小，但实验效果得到了很大提升，从长远眼光看，有效的实验设计可以全面激发学生的动手能力和思维能力，有助于教师的“教”和学生的“学”。因此，我们在设计实验的过程中应以“有效”为宗，达成所“学”。

【参考文献】

[1]张倩.新课改背景下初中物理作业有效设计探究[J].甘肃教育，2018（03）

[2]甘淑君.基于新课改环境下构建初中物理高效课堂的措施[J].华夏教师，2019（01）