淺談初中物理學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究一、初中物理學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的重要性

物理學(xué)是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)則是物理教學(xué)中極為重要的組成部分，它是最能提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和興趣的教學(xué)形式之一，在物理學(xué)的發(fā)展過程中一直起著十分重要的作用。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅輔助了物理課堂教學(xué)，更重要的是它是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維與探究能力的第二課堂。物理的學(xué)科特點(diǎn)決定了它的教學(xué)方式的獨(dú)特性，而學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)則能更好地體現(xiàn)物理教學(xué)的實(shí)踐性和科學(xué)探索性。

二、初中物理學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的教學(xué)現(xiàn)狀

在物理分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，很多教師因?yàn)榕侣闊?，把由學(xué)生親自動手探究的分組實(shí)驗(yàn)變成以教師為主角的演、講實(shí)驗(yàn)。即使他們讓學(xué)生去做分組實(shí)驗(yàn)，也是為了完成教學(xué)任務(wù)，根本談不上拓展學(xué)生的思維，創(chuàng)造性地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后教師也不總結(jié)，不進(jìn)行能力考查和評價，挫傷了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性。由于教師對分組實(shí)驗(yàn)不重視，導(dǎo)致學(xué)生對分組實(shí)驗(yàn)更不重視。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前不進(jìn)行預(yù)習(xí)不認(rèn)真聽教師講實(shí)驗(yàn)的要求和注意事項(xiàng)；在實(shí)驗(yàn)中不明確該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模荒芨鶕?jù)實(shí)驗(yàn)名稱列出所需要的實(shí)驗(yàn)器材，不清楚實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)中需要記錄的數(shù)據(jù)；實(shí)驗(yàn)操作經(jīng)常是憑著感覺做，經(jīng)常忘記或根本不懂記錄需要測量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。就算偶爾能把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄完整，實(shí)驗(yàn)完后也不懂得處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而得不出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，更不能寫出規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報告?？偟膩碚f，學(xué)生對分組實(shí)驗(yàn)顯得較為生疏，反映出學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰^差，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的信心、興趣不足，分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果不佳，分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)難以達(dá)到，導(dǎo)致學(xué)生中考實(shí)驗(yàn)題丟分嚴(yán)重。

三、提高初中物理學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率的策略

1.實(shí)驗(yàn)前教師應(yīng)先“講”好實(shí)驗(yàn)的每一個思維環(huán)節(jié)

這里的“講”實(shí)驗(yàn)并不是指教師先向?qū)W生示范一次實(shí)驗(yàn)，然后讓學(xué)生照著模仿一遍，而是指學(xué)生通過預(yù)習(xí)，整體把握實(shí)驗(yàn)的思路和模式后，再在教師引導(dǎo)下明確每一個環(huán)節(jié)的具體內(nèi)容。對實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的普遍問題，實(shí)驗(yàn)前教師應(yīng)通過“講”進(jìn)行適當(dāng)引導(dǎo)，消除每一環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)障礙，突破難點(diǎn)，同時使學(xué)生更清晰地整體把握實(shí)驗(yàn)的思路，確保實(shí)驗(yàn)成功率。

例如，比較不同物質(zhì)的吸熱本領(lǐng)（比熱容）的實(shí)驗(yàn)。根據(jù)往屆的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生普遍認(rèn)為比熱容是初中物理中最抽象的概念。如果教師在實(shí)驗(yàn)前沒有通過“講”進(jìn)行引導(dǎo)，學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)中對這個概念的掌握會非常困難。所以在學(xué)生做該實(shí)驗(yàn)前教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)多問一些“為什么”，比如：

（1）實(shí)驗(yàn)時要用兩個完全一樣的燒杯和酒精燈，這是為什么？如果酒精燈的火力大小不同，對實(shí)驗(yàn)會有什么樣的影響？如果兩燒杯的大小不同，對實(shí)驗(yàn)的結(jié)果又會有什么樣的影響？很多學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時對桌面上的器材常常是直接拿來用，很少會留意觀察和思考。在這個實(shí)驗(yàn)中教師如果不提前“講”上述的問題，學(xué)生很容易就忽略了實(shí)驗(yàn)中很重要的控制變量法，很難養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)思維習(xí)慣。

（2）教材中要求實(shí)驗(yàn)時用酒精燈同時給水和砂石加熱，且加熱相同的時間，這樣做的目的是什么？實(shí)驗(yàn)中加熱時間的長短表示什么意思？這個問題在實(shí)驗(yàn)前教師也必須“講”。因?yàn)榘凑找酝慕?jīng)驗(yàn)，很多學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時都是先點(diǎn)燃一個酒精燈給某杯物體加熱，然后再接著點(diǎn)燃另一個酒精燈給另一杯物體加熱。這樣的話就沒辦法控制兩杯物體吸收的熱量相同，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)錯誤。教師通過提前“講”這些問題，不但可以讓學(xué)生深刻認(rèn)識到實(shí)驗(yàn)中時刻要注意到控制變量才不導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)錯誤，還能使他們認(rèn)識到如果兩杯物體加熱的時間不一樣，說明了什么問題，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會遷移、靈活應(yīng)變的能力。

（3）實(shí)驗(yàn)中該觀察水和砂石的溫度還是觀察其變化的溫度？學(xué)習(xí)中學(xué)生很容易將“溫度”和“變化的溫度”這兩個概念混淆，很多學(xué)生以為這兩個概念表達(dá)的是同一個意思。因此他們做實(shí)驗(yàn)時只想到加熱一段時間后觀察溫度計的示數(shù)，而沒想到加熱前必須先記下水和砂石的初溫分別是多少。在該實(shí)驗(yàn)中，單看溫度的高低是沒有意義的，學(xué)生要研究的是水和砂石的溫度變化情況，如果不記錄加熱前的初溫，實(shí)驗(yàn)的操作就會出現(xiàn)錯誤。因此這個問題也是教師在實(shí)驗(yàn)前必須“講”的。只有教師在實(shí)驗(yàn)前先“講”，學(xué)生才會比較容易理解“溫度”和“變化的溫度”這兩個概念的不同，才會知道在實(shí)驗(yàn)時該如何操作和觀察，實(shí)驗(yàn)后該如何處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，該如何比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)前教師通過多問幾個“為什么”，引起學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)的重視，通過多問幾個“為什么”讓學(xué)生多體會思維的過程，多體會學(xué)習(xí)障礙是怎樣消除的，多感受思維的力量、成功的喜悅。教師實(shí)驗(yàn)前的“講”除了能減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)，還有助于加強(qiáng)他們實(shí)驗(yàn)后對知識的理解和掌握。

2.實(shí)驗(yàn)中教師要做好引導(dǎo)、巡查點(diǎn)撥和實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展工作，注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度

建構(gòu)主義教學(xué)觀強(qiáng)調(diào)，教師要成為學(xué)生的引導(dǎo)者，所以教師教學(xué)時要針對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象點(diǎn)撥學(xué)生思維。布魯納的發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)理論建議，學(xué)生要在自主發(fā)現(xiàn)中去學(xué)習(xí)，所以又要放手讓學(xué)生大膽探索，獨(dú)立操作，使實(shí)驗(yàn)過程成為學(xué)生對知識發(fā)生和發(fā)展過程再實(shí)踐、再探索、再體驗(yàn)、再發(fā)現(xiàn)的創(chuàng)造性活動。例如，在做“探究歐姆定律”的實(shí)驗(yàn)時，在對常規(guī)班的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，本人按照常規(guī)的教學(xué)手段，先把實(shí)驗(yàn)電路圖（如圖1）板書在黑板上，然后用計算機(jī)把實(shí)物圖（如圖2）用導(dǎo)線一根線一根線按順序連接示范給學(xué)生看，示范完后要求學(xué)生模仿把桌面的實(shí)物連接好。由于是“照單抓藥”，學(xué)生能比較順利地完成探究電流與電壓、電阻的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)誤差也比較小。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測量的數(shù)據(jù)，學(xué)生能夠比較快速地總結(jié)出歐姆定律，從表面上看整節(jié)課的實(shí)驗(yàn)效果比較令人滿意。

但在課后的練習(xí)中發(fā)現(xiàn)，很少學(xué)生能正確記住電路圖并把它畫出來，學(xué)生對在實(shí)驗(yàn)探究過程中到底應(yīng)該是控制電流、電壓還是電阻不變感到模糊不清，也不知道該怎么控制電壓和電阻不變，就算知道是通過滑動變阻器來控制，也不清楚手在調(diào)節(jié)滑動變阻器時，眼睛應(yīng)該觀察哪里。至于實(shí)驗(yàn)結(jié)論，剛做完實(shí)驗(yàn)時學(xué)生覺得很簡單，也記得很清楚，但課后對電流和電壓、電阻是成正比例還是反比例仍無法分清。

針對常規(guī)班實(shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)的問題，我在實(shí)驗(yàn)班的教學(xué)中本人對教學(xué)方法作出了調(diào)整。剛開始上課時不直接給出電路圖，而是先引導(dǎo)學(xué)生思考要探究電流和電壓關(guān)系時，要控制哪個物理量不變。因?yàn)閷W(xué)生在這之前學(xué)過的電學(xué)物理量只有電流、電壓和電阻三個，所以他們通過教師的引導(dǎo)和結(jié)合以前在實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到的控制變量法，很容易想到要探究電流和電壓關(guān)系，就應(yīng)該控制電阻不變。學(xué)生悟明方法后，在探究電流和電壓關(guān)系時，不用教師提示就會知道是控制電阻不變，懂得了方法的遷移。

待學(xué)生明白了控制變量法的應(yīng)用后，可引導(dǎo)學(xué)生怎樣控制電阻不變，學(xué)生根據(jù)已有的電學(xué)知識很快想到用同一個定值電阻就可以保持電阻不變。接著再引導(dǎo)他們思考測電流和電壓分別要用到什么儀器，這些儀器應(yīng)該怎樣連接在電路中。通過上述的引導(dǎo)，電路圖中最重要的部分學(xué)生已經(jīng)能夠畫出來，這時再引導(dǎo)學(xué)生思考一個基本電路應(yīng)包括哪些基本組成部分。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)前不久剛學(xué)了基本電路的組成，所以學(xué)生很快就想到電路中應(yīng)添加電源和開關(guān)。

本人按學(xué)生的思路把他們想到的電路圖畫到黑板上，再引導(dǎo)他們觀察電路圖有什么不足的地方，應(yīng)該如何改進(jìn)。經(jīng)提醒，細(xì)心的學(xué)生馬上發(fā)現(xiàn)了問題，如果按照他們自己設(shè)計的電路，只能測量一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，不符合多次測量的實(shí)驗(yàn)原則。待學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題后，再引導(dǎo)他們思考如何才能做到多次測量。由于剛學(xué)了滑動變阻器不久，所以學(xué)生也很快想到了在電路中再串聯(lián)一個滑動變阻器。通過教師的一層層引導(dǎo)，學(xué)生終于能通過自己的理解設(shè)計出一個正確的電路圖。

經(jīng)過教師的引導(dǎo)和自己的思考發(fā)現(xiàn)，學(xué)生除了加深了對控制變量法的應(yīng)用和由于推導(dǎo)理解而深刻記住了實(shí)驗(yàn)電路圖外，還在發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中獲得了成就感，提高了興趣。由于嘗到了甜頭，他們在以后的學(xué)習(xí)中也會自然而然地用到這種實(shí)驗(yàn)推理方法，在學(xué)習(xí)中主動思考，主動發(fā)現(xiàn)。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)電路圖是學(xué)生根據(jù)自己已有的知識設(shè)計出來的，所以接下來的實(shí)驗(yàn)操作對他們來說難度就降低了很多。

實(shí)驗(yàn)過程中，教師要做好巡查和點(diǎn)撥工作，及時發(fā)現(xiàn)和糾正學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中的困難、錯誤和不規(guī)范，引導(dǎo)困難學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)，幫助他們樹立做好實(shí)驗(yàn)的信心。對于每個小組在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，教師一定要及時指導(dǎo)，絕不能視而不見，不然會浪費(fèi)學(xué)生的寶貴時間，更會打擊學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性。在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)過程中，很多時候物理教師一個人忙不過來，這時就要學(xué)會充分發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)員的協(xié)助作用。

當(dāng)學(xué)生做了一會實(shí)驗(yàn)，慢慢摸清了實(shí)驗(yàn)過程和操作方法后，會容易產(chǎn)生無趣和輕視的心理。這時教師可以在原來的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)卦黾有﹥?nèi)容來擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)，開闊學(xué)生視野的同時讓他們的腦子能隨時動起來。如在上述探究電流和電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)學(xué)生非常熟悉了是通過調(diào)節(jié)滑動變阻器來保持定值電阻兩端的電壓不變時，教師可以交給學(xué)生一個新任務(wù)：思考一下當(dāng)定值電阻由5ω?fù)Q成10ω再換成15ω時，要保持定值電阻兩端的電壓不變，在調(diào)節(jié)滑動變阻器時，滑動變阻器的電阻是變大還是變小了？在實(shí)驗(yàn)中會發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？當(dāng)學(xué)生接到了新的任務(wù)，他們的興趣又會被激發(fā)起來。這樣不但可以調(diào)動學(xué)生的積極性，培養(yǎng)他們多觀察、多動腦的好習(xí)慣，還可以擴(kuò)展課本的知識，增加學(xué)生的知識面。

在實(shí)驗(yàn)探索過程中，會出現(xiàn)部分學(xué)生自以為是、好勝心強(qiáng)，為了早點(diǎn)做完實(shí)驗(yàn)，隨意篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，甚至拼湊實(shí)驗(yàn)結(jié)果來搶先得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的現(xiàn)象。這時教師必須要求學(xué)生堅(jiān)持實(shí)事求是的態(tài)度，要尊重事實(shí)，忠于數(shù)據(jù)，以“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”作準(zhǔn)繩。那種湊改實(shí)驗(yàn)結(jié)果，弄虛作假的作風(fēng)是絕不允許的。在實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了誤差，特別是較大的誤差后，教師一定要及時引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真討論，分析誤差產(chǎn)生的原因。教師在教學(xué)中要以身作則，隨時注意因勢利導(dǎo)，使學(xué)生逐步形成一種嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍的學(xué)風(fēng)。

3.實(shí)驗(yàn)后讓學(xué)生重述一遍實(shí)驗(yàn)

語言是思維的外殼，要讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)本身的理解明確化，從意識下層面進(jìn)到意識上層面，這就要求學(xué)生能用語言把它表述出來。學(xué)生通過預(yù)習(xí)和討論，教師“講”實(shí)驗(yàn)，再通過自己動手去探究，對實(shí)驗(yàn)基本上已經(jīng)有了整體的了解，這時要求學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)思維的過程，逐一“說”清每一思維環(huán)節(jié)的具體內(nèi)容、難點(diǎn)及應(yīng)注意的問題和技巧等。如果學(xué)生能把整個實(shí)驗(yàn)“說”清楚，說明整個實(shí)驗(yàn)已經(jīng)“裝”在學(xué)生心中，學(xué)生探究的目的已經(jīng)達(dá)到，這為學(xué)生在以后的分組實(shí)驗(yàn)中增強(qiáng)了信心。

但現(xiàn)實(shí)中真正能把整個實(shí)驗(yàn)“說”清楚的學(xué)生其實(shí)少之又少，他們在“說”的時候或多或少都會存在一些錯誤或漏洞。所以這個階段教師的作用主要是對學(xué)生的“說”評價，對他們的“說”進(jìn)行“挑”毛病，幫助學(xué)生完善他們的“說”，讓學(xué)生明白在做實(shí)驗(yàn)時自己最應(yīng)該注意的問題和自己最容易出錯的地方在哪里。

例如，比較不同物質(zhì)的吸熱本領(lǐng)（比熱容）的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師要求學(xué)生從頭開始“說”一次實(shí)驗(yàn)時，學(xué)生基本上都忘記了在加熱前要先記錄水和砂石的初溫，他們記錄的都是加熱一段時間后水和砂石的溫度而不是升高的溫度。這時教師就要在他們邊“說”的過程中邊給他們糾正和完善。在學(xué)生最后“說”實(shí)驗(yàn)結(jié)論時，他們很容易把“質(zhì)量相同”、“升高相同的溫度”等重要的控制變量字眼漏掉，更不會把“加熱時間的長短”轉(zhuǎn)換成“吸收熱量的多少”。這時學(xué)生的“說”顯得特別重要，只有他們通過自己的“說”才能發(fā)現(xiàn)自己存在的大問題，在知識理解上和以后的學(xué)習(xí)中才會特別的注意。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后使用這種方法不但鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力，同時也加深了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的印象，還能培養(yǎng)他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度。再有，實(shí)驗(yàn)做完后，學(xué)生總是有許多問題和感受要問、要交流。教師通過讓學(xué)生“說”實(shí)驗(yàn)，還可以讓學(xué)生分享實(shí)驗(yàn)后的一些新的思考、從中受到的啟發(fā)等，有利于