“双减”背景下初中物理实验教学策略研究

施志敏

(江苏省南京市江宁区麒麟科创园学校,江苏 南京 210000)

“双减”政策提出以来,学校教育要将“减负增效”作为导向,高效利用课堂教学时间,设置教学活动,激发学生学习兴趣,提高学习效率.物理教学内容大多和生活有关,通过学生熟悉的生活现象,揭示物理本质或规律.实验教学过程中,教师要从减轻负担、提高效率角度出发,探索高效的实验教学之路,响应政策要求,提高教学质量.

1 “双减”对初中物理实验教学提出的要求

“双减”提出两个减法,一是减轻学生作业负担,二是减轻校外培训负担.对“双减”政策深度分析,不难发现,改革教学方向,提高课堂教学质量就是减轻学生压力.从物理实验教学角度分析,实验属于物理学科的重要教学内容.通过实验教学,启发学生思考,参与动手实践,掌握物理知识.在“双减”政策实施阶段,物理实验教学不再局限于学生对知识的理解,更重要的是要使其掌握实验操作,发现知识规律,实践能力得到全面发展.教师要从“双减”政策要求出发,开展实验教学设计,秉承减负增效教育理念,优化实验教学方法,运用以生为本理念,让学生轻松参与实验学习,实现能力提升[1].

2 “双减”背景下初中物理实验教学策略

2.1 从实际生活出发,关注学生兴趣培养

在“双减”背景下,实验教学要从学生生活出发,将物理实验和学生生活相联系.初中生对生活事物感兴趣,特别是新鲜事物,所以,实验过程运用生活化教学方法,能够增强学生对实验内容的熟悉度,还能减轻学生学习过程的枯燥感,使其体会到物理实验学习的乐趣,感受知识魅力.生活化教学方法的应用还能深化学生对物理实验的认识,从而产生主动探索知识的热情,帮助学生在轻松学习环境当中掌握物理知识.

例如,在“力”这部分知识学习过程中,为了帮助学生理解“力的作用是相互的”,如果条件允许,教师可以组织学生参与拔河比赛,利用比赛实践,感受力的作用.同时,为了呈现直观的实验效果,教师可以选择2个弹簧测力计,将其相互挂接之后拉引,帮助学生清晰地看到力的作用是相互的[2].

2.2 巧用信息技术,营造轻松课堂氛围

在“双减”背景下,教师要与时俱进,树立先进的教学理念,利用信息技术辅助实验教学,营造轻松的课堂教学氛围,达到减负增效目的.信息技术应用过程中能够营造直观的实验情境,学生对于信息化资源更感兴趣,能够集中精力观察实验现象或流程.同时,网络中实验教学资源极为丰富,大部分视频都能将物理实验现象、实验步骤等呈现出来,用直观的方式展示抽象实验.部分物理实验过程具有危险性,无论是在课堂还是实验室讲解都相对困难,此时,教师可以选择信息化视频或者利用教学软件作为实验教学的补充.信息化资源具有可重复利用的特点,信息共享便利,能够突破时空限制,对于课堂上不理解的知识,学生课后能够重复复习,直到完全消化.所以,教师可以发挥信息技术应用优势,达到减负增效目的[3].

比如,讲解电路实验时,教师可选择仿真实验软件,在软件当中对电路连接操作进行模拟,指导学生自主完成电路设计,最后绘制电路图.信息化软件的应用,虚拟实验平台被引入物理实验教学,学生可以根据需求对电路进行调整,还能自主选择实验器材.在虚拟的实验环境下,学生可以大胆操作,无需担心实验仪表或者仪器由于操作失误受到损害,也不会对学生安全造成威胁.学生在探索电路知识的时候,通过大胆猜想和验证,轻松学习,感受物理实验学习的乐趣,提高探究能力,形成高阶思维.除此之外,信息化软件能满足学生课后探究物理实验的欲望,学生在家也可利用软件检验电路图设计的合理性,满足其拓展学习需求.

2.3 转变实验类型,调动学生自主性

传统物理实验教学,大多是由教师平铺直叙地将知识直接传授给学生,难以完全将实验教学的价值充分发挥.在“双减”背景下,教师要转变传统教学方式,将验证实验进行转换,使之变为探究实验,鼓励学生在实验当中参与探究学习,深挖实验探究功能.经历实验假设、情境创设等环节,将物理实验作为载体,找到问题解决方式,提高学生科学素养.用探究实验转变学生学习态度,令其主动参与实验过程.实验教学过程中,教师可以创设问题情境,要求学生通过猜想和假设设计实验方案,掌握抽象演绎、综合分析等实验方法,形成批判思维,达到学习目的.

例如“探究液体压强”这部分实验教学,笔者要求学生利用生活经验进行联想,猜测影响液体压强因素有哪些?学生在猜想阶段积极发散思维,有的认为液体压强和液体本身性质相关,不同液体压强不同,用物理语言表达,就是液体压强与之密度相关.部分学生还可结合自身游泳经历,大胆猜想压强和液体深度相关,主要是人在水中深度越大,感受到的压力也就越大.对于以上学生给出的答案,教师可以暂不点评,要求学生根据猜想设计验证实验,证明自身结论正确与否.在教师的引导下,学生根据假设,制定实验方案.认为压强和液体密度相关的学生选择三种液体,保证其他变量相同,认为液体压强与深度相关的学生,通过观察液体深度不同压力大小,判断结论.在探究实验实施阶段,学生对于实验猜想和实验过程具有主动权和决策权,在探究过程中感受物理知识,提高问题分析、问题解决的能力以及学生学习的成就感,动手能力得到锻炼,实现减负提质的教学目标.

2.4 小组合作学习,提高学生综合能力

物理学知识相对抽象,部分学生的认知能力和理解能力不高,在实验学习方面显得尤为吃力.在“双减”政策实施环境下,教师要秉承减负提质增效原则完成实验教学.小组合作教学模式中,小组成员可以发挥自身的优势互补作用,学优生帮助学困生,共同完成实验探究.同时,学生在合作交流过程当中还能增进情感,树立合作意识,提高协作能力.对此,在物理实验教学过程,教师应围绕教学目标,设置探究任务,要求学生以小组为单位,完成任务深入理解物理知识,培养学生的操作技能和道德品质,打造高效物理课堂,完成“双减”教学目标.

例如“欧姆定律”实验探究活动组织阶段,教师可以提前设置探究主题“电流和哪些因素相关”,要求学生以小组为单位,共同参与探究过程.在探究之前,为各个小组准备实验材料,滑动变阻器、开关、电压表、定值电阻(15 Ω、10 Ω、5 Ω)各一个,干电池两节,导线若干.小组成员可以合作探究电流影响因素,根据探究思路,设计电路图,验证假设.合作探究之前,合理分组为关键,教师要遵循“组内异质”和“组间同质”等原则,保证每个小组成员能力存在差异,各小组之间学生物理水平均衡.在探究任务发布以后,每个小组成员都能大胆提出假设,共同参与实验方案,验证实验结果.各小组探究实验完成以后,选出一名代表展示成果,教师及时点评.在合作教学模式应用下,学生团队精神、合作意识能够得到培养,还能树立实事求是科学态度,实现能力多元化发展,完成育人目标,促进“双减”政策有效落实.

2.5 改进实验方案,增强实验效果

部分教材当中的实验选用传统实验装置,实验现象的呈现可能不够明显.比如“做功改变物体内能”这一实验,传统装置在物体内能改变,实验现象明显度略有不足,将传感器装置引入,能够改进装置,克服时间困难.教材当中“内能”部分演示实验是将硝化棉置于带活塞的玻璃筒内,实验过程将活塞快速下压,此时硝化棉温度升高被引燃,代表当气体温度增高时,内能增加,也能代表做功可改变气体内能.在烧瓶内加入适量水,之后向内部充气,烧瓶上方的塞子可以跳起来,并在瓶内产生白雾,代表瓶中水蒸气能够液化成水滴,实验结果表明气体膨胀过程对外做功,温度下降,内能减少,以上实验可以代表做功可改变物体内能.但是第一个实验装置操作过程,要注意力度技巧应用,可能由于活塞力度或者硝化棉受潮因素,影响演示效果,且硝化棉燃烧生成气体会污染环境,操作不容易.第二项实验装置可能由于温度变化不够明显,导致教室后排学生可能难以看到那白雾,液化程度定量显示不足,学生存在疑问.两种实验装置未能直观将物体内能变化影响因素呈现出来.

针对以上问题,笔者对教材实验装置进行改进,选择温度、压强、湿度等传感器,数据采集器、打气筒、热熔胶、橡皮活塞、玻璃胶枪、启普发生器等.使用胶枪对于启普发声器当中气体压缩做功,以温度作为内能变化量度,通过显示装置对温度情况实时显示.电脑显示器还能呈现温度变化图像,进而得到压缩空气做功及内能变化关系.对压缩气体进行持续做功,直到活塞弹出之后观察温度变化,借助压强传感器、湿度显示器对于瓶内气压变化、水蒸气液化等情况实施监测.实验过程,推动胶枪压缩空气时,装置显示温度、湿度和气压等均上升,直观呈现出压缩的气体能够增加其内能,机械能向内能转化,持续做功一直到活塞被弹出,启普发生器当中出现白雾,代表温度降低、瓶内水蒸气液化成水滴.实验现象不明显时观察湿度、气压变化图像,也能够验证结论.

经过改进实验装置,利用先进的传感器对于物体内能变化实时反映,实验阶段没有明火出现,安全系数更高.同时,活塞与启普发生器可以使用细线连接,防止活塞飞出伤到学生,保证实验安全.传感器灵敏度高,可以随时反映压缩瓶内部温度、湿度和气压变化,得出结论可信度更高.改进实验装置之后,借助传感器测出瓶内温度、湿度和气压变化,得到曲线图,将以上物理量对比,学生可以清晰观察到实验现象,利于学生思维过渡.传感器的应用数据信息获取更加精确,便于总结温湿度、内能变化、做功之间关系,利于学生严谨科学态度的培养.实验结果显示直观,减少课堂实验时间,提高实验效率,能够落实“双减”政策要求.

3 结束语

“双减”政策的实施为初中物理实验教学指明了方向.教师在物理实验教学中,要积极贯彻“双减”政策,从学生兴趣培养出发,善于应用信息技术,营造轻松的学习氛围.利用探究实验、家庭实验等培养学生物理思维,依托小组合作,为学生搭建探究平台,提高其综合能力.