摘要:现代物理学是物理学的一个重要分支,现代物理学正在以一种全新的方式改变人类认识世界的方式。在新课程改革的背景下初中物理实验过程,中学物理教学要紧跟时代潮流,注重培养学生的科学素质和创新能力。初中物理教学存在抽象性、复杂性等问题,如何提高课堂教学质量是当前初中物理教学研究的重要方面。因此,本文以新课程改革为切入点,探讨如何更加有效地设计初中物理课堂教学,以提高教学质量,促进学生的全面发展。
关键词:初中物理;物理教学;实验教学
《义务教育物理课程标准(2022年版)》(以下简称《课标》)将“实验探究”作为一级专题,将学生要求进行的实验分为测量实验和探究实验,并对探究内容作出规范性说明,并增加了实验探究的活动建议、学业要求、教学提示等。对此,教育工作者必须认真研读课标,探索改进和创新初中物理实验教学的有效策略。
1.规范实验教学,突出实验教育
新课程标准立足物理实验的教育功能,强调要规范物理实验教学。基于此,教师在改进和创新物理实验教学过程中,应结合演示实验和测量探索实验的特点,规范实验操作,夯实实验教学,更好地落实核心物理素养的培养。例如,在“平面镜成像特性探究”实验教学中,教师规范实验步骤:首先进行猜测和假设。学生根据生活经验和教师提示,猜测平面镜成像的图像大小等于物体大小;图像到平面镜的距离等于物体到平面镜的距离。然后,设计实验方案,开展实验探究。 教师将学生分组,引导学生通过头脑风暴确定实验材料,即白纸、薄玻璃板、直尺、两根相同的蜡烛等。然后制定实验方案:在白纸中央画一条线,将玻璃板按在线上,使玻璃板垂直于桌面。标出物体和像的位置,移动物体到平面镜的距离,观察平面镜成像,测量像到平面镜的距离,比较像和物体的大小。最后观察记录数据,验证假设,得出结论。教师引导学生按照方案开展实验,并将物体到平面镜的距离、像到平面镜的距离、像与物体大小对比的数据信息整理成表格。为了启发学生进一步思考初中物理实验过程,教师通过提问引导学生分析现象,总结实验结论:(1)平面镜中的像与物体大小一样吗? 怎么知道的?学生根据实验结果回答:平面镜中的像和物体大小相同,因为不管蜡烛离玻璃板多远或多近,一根蜡烛的像和另一根蜡烛的像总是重合的;(2)像到镜面的距离等于物体到镜面的距离吗?怎么知道的?学生根据实验结果回答:像到镜面的距离等于物体到镜面的距离,因为用尺子量一下,两根蜡烛到玻璃板的距离相等;(3)通过观察实验现象和记录数据,可以得出平面镜成像的特点。学生根据实验结果回答:像和物体大小相等(像与物相等);像与物体及镜子的距离相等(像与物等距);像与物体连线垂直于镜子。 综上所述,通过规范物理实验教学过程,可以培养学生的科学思维与探究能力,让学生深刻理解实验原理,同时让学生在规范的操作中实现探究性思维、亲身体验与感悟,在深入学习物理知识中培养核心学科素养。
2.注重实验探索,发展物理逻辑
物理学是一门以实验为基础的自然科学,实验探索是研究物理问题的主要途径。在新课程背景下,教师在课堂设计时应注重实验探索,鼓励学生形成完整的物理逻辑。首先,重视实验教学。物理学是一门实验性很强的科学,教师应通过实验帮助学生更好地理解和掌握物理知识,培养学生通过实验探索问题、发现规律、解决问题的能力,激发学生学习物理的兴趣。例如,初中的光学实验,可以让学生在暗室中将手表指针相互照射,观察指针运动的方向,推断光的传播路径是直线。其次,强调学生的参与性。学生是物理课堂的主体,教师应充分尊重学生的主体性和创造性,让学生发挥自己学习的主动性和创造性。例如,在进行实验教学时,可以将学生分成小组,让学生独立设计实验方案,收集实验数据,并进行分析、总结和展示。 这种参与式的教学方式有利于培养学生的创新思维和团队合作能力。最后,注重培养物理逻辑。物理是一门非常注重逻辑思维的学科,教师在教学中应注重培养学生的物理逻辑。例如,在讲授概念、定理时,应突出其逻辑性和推导过程,让学生清楚地了解各个知识点之间的联系,并通过联系推导出新的想法和解决办法。学生也可以通过解决物理问题来锻炼逻辑思维,例如,要求学生在给定的条件下,找到问题的瓶颈,并逐步推导。此外,教师应特别注意物理课堂设计要贴近生活,注重联系实际,通过与实际生活的联系,提高学生的学习兴趣和参与度,激发学生学习的主动性。 例如,在讲授力学知识时,可以结合日常生活中的具体事例,如骑自行车、推车等,让学生学会应用物理知识解决实际问题。另外,还需要采取一定的方式来巩固课堂上学到的知识,如通过课后练习、作业等,让学生复习、巩固所学的知识。在作业中,可以设计一些需要用物理知识解决的实际问题或实验题,以提升学生的动手能力和创新意识。
3. 安排实验课题,促进应用拓展
在学生完成课堂物理实验,掌握科学原理后,教师应设计具有创新意义的小课题,引导学生实现跨学科知识的融合,引导学生拓展和应用所学知识,促进其创新意识和创新能力的形成。例如,在学习了杠杆相关知识后,教师基于STEAM教育理念组织项目式学习,引导学生自主选择小课题进行研究,参与有趣的实验活动。活动中,学生利用小球、木板、皮筋、螺丝、细绳、小木棍、胶水等材料,根据杠杆原理制作了一个“杠杆弹弓”。在制作过程中,有的学生以木板与螺丝的接触点为支点,在杠杆的一侧施力,使小球做抛物线运动,抛入铁环内,再用细绳将小球拉回。 有的学生用一根小木棍作为底座,再在上面平放两根小木棍,在两根小木棍中间叠放一根小木棍;再在上面放一根木棍,用橡皮筋将木棍固定;在小瓶盖横截面中心打孔,安装在上面小木棍的背面;再在最下面放上一根小木棍,确保它与上面的两根小木棍形成一个三角形,确保稳定性。生活中的“杠杆弹弓”可以利用杠杆改变物体运动的方向,达到投掷重物的目的。这样的延伸实验活动,可以激发和培养学生的科学探索兴趣,培养学生的动手能力和独立思考能力,全面提高学生的核心素养。
四、结论
总之,实验是实现物理课程教育需求的重要手段,改进和创新实验教学可以充分发挥课程实践活动的综合教育功能,促进学生核心学科素养的培养。教育者应深刻领悟新课程标准的要求,在实践中建立最优化的实验探究教学流程,加强实验教学,使学生更好地进行深入学习,更好地发挥物理实验的教育功能。
参考
[1]闫伟进.初中物理实验教学改进与创新探索[J].数理问题解决研究,2023(17):80-82。
[2]马宁.提升初中物理教学有效性的策略研究[J].学术周刊,2023(15):82-84.