凯章福
物理课程是一门以实验为基础的自然科学课程,实验教学是培养学生能力素质的重要途径。初中教师应重视实验的作用,让学生尽情探究,实现提升知识技能与培养知识兴趣的双收获。学生只有拥有实验兴趣,才能体会实验探究的乐趣,在物理实验中主动钻研。本文立足于学生的实验兴趣,从探究性实验的全过程出发,多角度分析了培养学生实验兴趣的策略。
一、探究实验课前的兴趣培养
(一)设定合适的实验目标
完整的探究实验过程要经过提出问题、设计实验、分析论证等多个步骤,完成每个步骤都需要一定的时间,全过程耗时可能超过一堂实验课的时长。因此,教师要合理制定实验教学的目标,科学设计教学步骤,结合学生的兴趣特征和知识掌握情况开展教学,确保实验步骤具有针对性。教师在探究实验中要方法得当,一笔带过学生容易理解的非重点部分,将重点放在学生尚未掌握的内容上。以“液体压强”实验为例,该实验的难点在于找出影响压强的因素。学生很难直观感受液体压强的存在,在思考影响压强的因素时无法联系液体密度等因素。教师可以借机让学生大胆猜想,并注意学生在探究实验中遇到的困难,将其作为探究实验的目标,从而保证探究类实验具有挑战性,让学生充满学习兴趣。
(二)全面考虑实验过程中的各种情况
实验探究本质上就是发现问题、处理问题、总结规律的过程,具有灵活性,学生可以在实验中开动脑筋,结合实验主题提出多种猜想。教师要在实验之前做好充分的准备,设想实验过程中可能出现的问题,制定应对突发情况的对策,以顺利推进实验进程,增强教学效果,培养学生的探究兴趣。以“电学”实验为例,该实验的重点在于小灯泡是否闪亮。导致小灯泡不亮的因素有很多,如灯泡本身的状态、导线的连接情况等。假设在实验过程中电流表出现故障,教师不要直接用一个新的电流表代替旧电流表,而应该引导学生找出问题所在,以培养学生的问题处理意识,激发学生的探究兴趣。
(三)鼓励学生自主准备实验器材
探究实验的开展不能脱离实验器材,实验室的器材终究有限,教师可以让学生参与实验器材的准备环节,丰富实验器材的来源,这不仅可以保证探究实验的顺利开展,还能激发学生的主人翁意识,为学生提供主动探索的空间。以“滑动摩擦力”实验为例,部分学校内的器材难以满足每名学生的需求,仅使用学校的器材使得部分学生无法进行实践,这会弱化他们的探究兴趣。日常生活中很多物体之间存在摩擦力,教师可以引导学生收集木板、玻璃板、毛巾等材料,并在探究实验之前检查学生实验器材的收集情况,让学生利用自己收集的器材探究滑动摩擦力,以激发学生参与实验的兴趣。类似的例子还有很多,比如,在“探究小孔成像”实验中,教师可以让学生使用牙膏盒、食物保鲜膜等生活中常见的物品开展实验。又如,在“声音形变”实验中,教师可以让学生收集废弃橡皮筋等材料开展实验。通过自主准备实验器材,学生会发现生活中充满了物理实验资源,进而产生深入探究的兴趣。
二、探究实验课中的兴趣培养
(一)融入生活情境
很多物理现象与生活息息相关,教师要将生活中的事物作为物理探究实验的素材,帮助学生找到探究实验的最近认知区,激发学生的实验兴趣,以促进学生的理解,让学生快速进入实验状态。
物理知识比较抽象,学生难以理解。比如,牛顿第一定律的先决条件是物体不受力,但是现实生活中不存在这种情况。教师可以将物理知識融入生活情境,采用实验的方式开展教学,引导学生将小车从同一斜面高度滑到不同材料的水平面,让学生观察小车在粗糙程度不同的平面上的运动距离,感受阻力对物体运动的影响,从而理解“不受力”和“受力”的差异,发现物理学的别样魅力,产生浓厚的学习兴趣。
(二)重视问题设计
问题是实验过程的重要引线,也是学生兴趣的催化剂。围绕探究实验,教师可以设置多样化的、具有开放性和趣味性的问题,给学生更多的思考空间,提高学生的参与度。教师要丰富自身的知识储备,提出有针对性的问题,解答学生的各种疑问,并进行追问。教师还要与学生一起探讨各类答案的对错,把握好实验探究的方向,引导学生进入与问题有关的情境中,以更好地激发学生的兴趣。以“液体压强”实验为例,在教学导入环节中,教师可以播放运动员潜水的视频,向学生提出问题:“潜水运动员为什么必须穿潜水服才能潜入深水中?”接着,教师可以引导学生联想自己的游泳过程,得出“潜水过程中呼吸不顺畅,肺部有压迫感,而且这种压力与潜水的深度成正比”的结论,有的学生穿过潜水服,他们会意识到潜水服的抗压作用。在此过程中,学生既可以积极发表意见,又可以评价其他学生的观点。即便学生的回答是错的,教师也要予以鼓励,以激发学生参与讨论的积极性。值得注意的是,教师要为学生留足思考的时间,最大限度保证学生的课堂参与度。
(三)开展合作实验
探究实验的顺利开展离不开学生间的合作,在小组合作实验中,成员各抒己见,共同解决问题,彼此之间也能打气鼓励。通过团队合作,学生可以互相学习,在与同组伙伴交流合作的过程中增强合作意识。
物理实验的步骤较复杂,实验中还要不断记录实验数据,单凭一人努力未必能取得良好的结果。以“探究杠杆平衡条件”实验为例,对于处于平衡状态下的杠杆,需要分别在两侧施加动力和阻力,反复增减钩码。如果杠杆不平衡,钩码就会很容易落下。当独自一人操作时,学生就必须在手扶杠杆的同时加钩码。挂钩码的绳子比较脆弱,学生需要多次反复操作才能挂好钩码,这会浪费很多时间,使后面实验的时间仓促,从而导致实验效果不佳。然而,在合作探究模式下,同组的学生可以进行明确分工,有的挂钩码,有的记录数据,有的维持杠杆平衡,协作完成探究实验,以取得理想的结果。
关于实验小组的划分,教师不能沿用传统观念,而是要结合学情,使不同小组的情况尽量接近,实现相对平衡。各个小组组员的任务分配至关重要,教师要合理分配每个学生的任务,让全部学生都能找到最佳定位,并引导学生积极思考,从而高质量完成自己的任务。
(四)编写优质实验学案
学案是物理教师智慧的结晶,它充分融合了教师的教学经验,优质的物理探究实验学案理应语言简洁,提要钩玄。以“探索声音特性”实验为例,教师可以在学案中设计阶梯性问题,先让学生思考声音音调的含义,说出频率的含义和单位,再将视角转移到人耳,让学生思考人耳的听力范围,并对比联想超声波、次声波,最后让学生思考声音的响度和音色的含义。
教师还可以结合学生的生活习惯编写学案,让知识的学习贴近学生的生活。比如,考虑到学生每天起床后要照镜子,在设计“探究平面镜成像规律”实验的学案时,教师可以让学生联想早上起床照镜子的场景,比较真实的自己与镜中的自己,并回想镜中的自己处于何种状态。教师还可以让学生在照镜子时移动自己的位置,思考移动方向對个人成像大小的影响。这些探究性问题与学生的实际生活高度相关,学生很容易完成学习任务,产生学习兴趣。
学生实验兴趣的培养与探究环节设计的有效性关系密切,教师要努力给学生提供更多的自学、自问、自练的机会,激发学生的学习兴趣,使学生真正成为学习的主人,结合学案一步步顺利推进实验进程,感受实验的乐趣,从而提高探究兴趣。以“通过导体的电流、电压关系”实验的学案为例,首先,教师可以让学生自己设置探究问题,并分析实验过程中的不变量。然后,教师可以引导学生将灯泡连接到电路中,让学生调整电路中的干电池数量,分析灯泡亮度与干电池数量的关系,让他们说明原因并验证自己的猜想。最后,教师可以让学生记录自己测量的物理量与使用的器材,自主设计实验步骤并编制数据表格,最终说明结论。在设计学案时,教师要注意探究环节的层次性,让学生明确实验的流程,避免不必要的时间消耗,以提高课堂教学效率。
三、探究实验课后的兴趣培养
(一)重视学生学案的完成情况
教师要重视学案的作用,严谨批阅学案,利用学案激发学生的兴趣,让学案在实验中更好地发挥作用。以“探究滑动摩擦力”实验为例,在实验中,学生使用了改变接触面粗糙程度的材料,包括木板、棉布、毛巾等,控制了压力大小、匀速状态、接触面面积等实验条件,并记录了每种情况下测力计的示数。学生在学案中记录的数据并没有问题,但是他们未必能准确掌握原理。又如,在速度探究实验中,学生对匀速和变速的理解比较片面,未能准确理解速度的概念。因此,在实验教学中,教师要通过学案定位学生在实验中的短板,让学生认真对待学案,在探究的过程中感知实验的魅力,进而提高实验兴趣。
(二)设置课后实验作业
教师要引导学生在课后开展实验,在生活中应用物理知识,让学生进一步体会物理的独特魅力,以增强学生的实验兴趣。在布置课后作业时,教师不能拘泥于书面作业,而应以培养学生的能力为导向,布置具有趣味性的实验作业,让实验作业成为巩固学生兴趣的重要手段。当意识到物理与生活的紧密联系时,学生会主动探索生活中的物理知识。以“凸透镜成像”实验为例,教师可以布置“自己制作照相机”课后实验作业,以深入考查学生对凸透镜、光屏的理解与应用。面对这一作业,学生不仅要寻找相关制作素材,还要精心计算、处理凸透镜的焦距,并结合照相机成像原理合理设定照相机的像距。在完成作业的过程中,学生会主动回想课上的实验过程,感受到物理知识在生活中的广泛应用,意识到物理与生活的紧密联系,从而主动探索生活中的物理现象,产生更加浓厚的学习兴趣。
结语
若要为探究实验赋予更多生命力,就要激发学生的兴趣,这是教师开展探究实验教学的突破口。教师要认识到兴趣在学生学习中的重要作用,让兴趣成为推动学生开展探究实验的关键驱动力,并合理设计探究环节,以培养学生的创新意识、实践能力和科学素养,为学生的全面发展奠定基础。
(作者单位:黄平县湖里中学)