初中物理教師在物理實驗教學中的主導地位

初中物理教師在物理實驗教學中的主導地位

[關 鍵 詞]  新課程標準  教育目標  物理實驗  學生心理特點  教師角色變換　
[內容摘要]  物理實驗在中學階段物理學習中具有不可獲缺的地位，而在這一重要領地中，物理教師如何發揮其主導地位就顯得異常重要，本文就物理教師在物理實驗中應處的角色進行了探討。
 
引    言
物理學由實驗和理論兩部分組成，物理學實驗是人類認識世界的一種重要活動，是進行科學研究的基礎；物理學理論則是人類對自然界最基本、最普遍規律的認識和概括
——《物理課程標準》
“做實驗不如講實驗，講實驗不如背實驗”。一時間，這句話成了物理教學中的“經驗之談”，也成了部分教師放棄實驗教學的“理論依據”。更有高級一點的教師則通過Flash 動畫“做”實驗，卻絕不動手或親手做演示實驗或指導學生進行實驗，理由是“實驗有風險，可能測不出理想的數據”，而Flash 動畫則不然，一切盡在掌握之中，數據要多理想有多“理想”，畫出的實驗圖像要多好看有多“好看”。省時、省力、省心，三省在手，何樂而不為乎？
以上種種，究其原因，卻是“教育目標”的喪失，或者至少是對當前新《課程標準》規定的育人目標的不理解。
“初中階段要求學生掌握必要的文化科學知識和基本技能，具有一定的自學能力、動手操作能力，以及運用知識分析和解決問題的能力，初步具有實事求是的科學態度、掌握一些簡單的科學方法……”
而初中學生心理特點也決定了科學實驗在這一階段學生中所處的重要地位。
初中生正處于從經驗型抽象邏輯思維向理論型抽象邏輯思維的轉變過程中，經驗型抽象邏輯思維在很大程度上仍然是直接與感性經驗相聯系的，仍然需要由直觀的形象來支持。學生通過自已的親自實驗，就能通過眼觀手動獲得他們所需要的經驗。
鑒于此，初中的物理課程，應在小學開展的一些基于現象的探究活動基礎上，開展教師指導程度不同的具有一定認知能力要求的實驗探究活動，這有助于逐步促進學生認知能力和科學探究能力的進一步發展。
可見，物理實驗課程是符合學生身心發展規律的，物理實驗教學的成功于否，直接關系到學生能力的培養和物理教學的質量。
當然，初中生在實驗中還存在種種問題，如盡管大多數的初中生對實驗有濃厚的興趣，也樂于動手實踐，在實驗中表現得積極主動，但總體上來說，由于受到各方面因素的制約，再加上初中學生實驗能力較低。因此初中物理實驗教學質量往往并不理想。這也是很多教師不愿做實驗的主要原因之一。
如何充分發揮教師的主導地位，讓實驗課堂充滿生機和活力，成為學生能力發展的推進器？就是我們需要多思考的問題。
一、         做導游，引導明確目的，弄清原理和方法
導游的任務是為游客提供服務，向導服務、講解服務、處理團隊中的突發事件等，我們這里的導游任務也大同小異，是為學生提供指導，指導學生明確實驗目的，弄清實驗的基本原理和基本方法。
指導學生明確實驗目的，是讓他們做好學生實驗的第一步。所謂“明確實驗目的”即要使學生清楚本實驗要解決什么問題及要達到什么目的。如果實驗目的不明確，不能根據教材要求很好地理解它，則會在實驗時面對眼前的儀器束手無策，此次實驗活動必然“收獲無幾”。也只有明確了實驗目的，才能使自己成為實驗的主人，為實現真正的科學探究打下堅實的基礎。
實驗原理和實驗方法是指導學生完成實驗的根本依據，若不能很好地掌握實驗的原理和方法，做實驗時就沒有了可遵循的原則，當然也多半會在實驗中“事倍功半”。
此過程中，教師作為引導著學生徜徉于知識海洋的導游，既要告訴學生知識的要點，也要讓學生有自我發現的樂趣。既有有組織的指導預習，也應讓學生自主學習與本實驗有關的知識和方法。
二、         做工程師，精心設計實驗，細心選取器材
實驗的設計和選材，可是關系到本節實驗課的效率是否高的關鍵因素之一，如何在不長的一節實驗課上盡可能收獲更多的細節，實驗前的精心設計是不可或缺的一步。這就需要作為物理教師的你作一個非凡的工程師，精心設計學生的實驗過程，并根據實驗細心選擇適合當下學生需要的實驗器材。
實驗的設計包含的要素較多，①注重實驗方法；②盡量減小實驗誤差；③設計的步驟科學可行；④符合初中階段學生的認知規律等。
器材的選擇往往被部分教師所忽視，其實：它是實驗設計過程中的異常重要的一環，有時甚至能左右實驗的成敗。
以筆者教學《熔化與凝固》一節為例，其中的一些經驗與教訓很能說明問題。
課前，先確定本節的主線為利用對比法探究晶體與非晶體的熔化、凝固過程中的區別與聯系。

先在10班上時，師生共同學習了熔化、凝固定義后，很自然過渡到熔化、凝固過程中的吸放熱關系及溫度變化規律的探究上來了，共同討論實驗方法時，同學們都認識到物體吸放熱不均勻有可能影響本實驗，不失時機推出“水浴法”及通過不停攪拌等手段來使吸熱均勻。然而“百密一疏”，在冰的選擇上，我采用通常的碎冰（即用錘子將冰塊一一敲碎）裝入大試管，進行實驗，結果卻并不理想。小結如下：①缺少冰在低溫吸熱升溫而物態不變的過程發現；②冰在熔化過程中，雖經不斷攪拌，即溫度卻仍有小幅振蕩；③熔化過程過短（3.5min），不足以在學生中產生強烈印象……
痛定思痛，在3班再上本節課時，我對實驗的器材作了根本改變：①變貯冰保溫瓶單層為“雙層”，在夾層中裝入—10℃的20%酒精，從而可控制實驗時碎冰的初溫達—6℃左右，可讓學生發現晶體固態物質在未達熔點前吸熱升溫　而物態卻并不變化的過程；②變碎冰為霜，使顆粒更細小，受熱更均勻，甚至無需攪拌；③變水浴為空氣浴，即通過冰從空氣中吸熱給冰“加熱”，使冰得以緩慢吸熱。實驗中，經4~5 min后，冰溫度達到了0℃，此后經歷了“漫長”的15min的熔化時間，這期間學生們還發現這些細冰熔化后形成的一個個氣泡在冰水中緩慢上升這一以前老師也未見過的過程，收獲到了許多意外之喜。學生們充分理解了“盤中水冰，冰化水水溫不升”這句話的含義。
   怎么樣，工程師的地位不可或缺吧！
三、         做主持，啟發思維碰撞，引來百花齊放
學生實驗時，應創造一個相對開放的環境，對其探究內容不過統得過死，否則可能會扼殺了學生的創造性。而開放實驗的結果必然會帶來百花齊放的局面，此時的物理教師更應是一個激情澎湃的主持人，為這一偉大的思維碰撞時刻推波助瀾。以筆者去年上的一節公開課《光的折射》為例，即可見一斑。
我給每位同學準備了一杯熱水（熱水的水霧可用于顯示光在空氣中的光路），一只激光手電筒，一張硬白塑料片，一只空塑料杯，一只長吸管等，讓學生在學習了光的直線傳播及光的反射的基礎上，結合自習，自主探究光的折射規律。得到的結論比平時單純由老師演示得出結論要好得多。
實驗討論時，我作為“主持人”，讓同學們廣開言路，各抒已見，結果呢？經統計，本節課，學生探究后，共提出了這樣一些有意義的探究結論參與實驗后的總結交流：①、光從空氣中斜射入水中，改變傳播方向，且偏向法線；②、增大入射角，折射角也隨著增大；③、光從空氣中垂直射向水中時，不改變光的傳播方向；④、光從水中斜射入空氣中時，光的傳播方向改變且偏離法線；⑤、在④結論中，當入射角增大到一定時候，沒有光線進入空氣；⑥、光線在水中也是沿直線傳播的；⑦、光斜射到空杯底某點，慢慢加水后，點向法線方向靠近；⑧、斜射入水中的吸管看上去向上彎折了；⑨、豎直放的吸管從上面看上去在水中的部分好象變短了，而從旁邊看過去，好象變粗了……
在這百花齊放的時刻，聽課者情不自禁為這些可愛的學生的探究精神所感動，相信我們大家都體會到了有一種東西在發生著質的升華吧！
四、         做導師，縱論實驗得失，升華實驗成果。
實驗的及時總結，可以說是至關重要的。此時就是作為學生學習上的導師發揮作用的時候啦！
實驗中雖有百花齊放之樂，卻也需“去偽存真、去粗取精”。導師此時的作用可謂“畫龍點睛”，不失時機的點評實驗的得與失可加深對實驗結論的理解和掌握。必要時，你這位導師還應采用更為直觀的方法來幫助學生找尋實驗數據間的聯系。圖像法就是一個不錯的選擇。
用圖像法來描述物理過程具有形象直觀的特點，通過圖像的比較，學生能夠較容易的理解物理過程發現物理規律，這種直觀印象有時能透過事物的本質，誘使人們做更深入的探討，利用圖像法思路清晰可以使得物理問題簡化明了，能起到一般計算法所不能起到的作用，可以使物理概念得到進一步拓展，而且圖像法能將物理學科和其它學科有機地結合起來，啟迪學生的創新意識，培養創造能力，提高學生的綜合能力。而這些都是學生通過自學不可能達到的啊！
教師的這些角色變換，使教師從單純的知識傳授者變為學生學習的促進者、組織者和指導者。而教師也可以在參與指導的過程中吸納新知識，成為學生的學習伙伴，和學生探索新知，建立了新型的師生關系。同時面對新的課題、新的要求，將不斷激勵自己刻苦鉆研，提高自身的專業水平和研究能力。相信到那時，師生們均可在這一和諧氛圍中共同進步，共同成長。
參考文獻：
［1］物理課程標準    第一版北京師范大學出版社 2001
［2］廖伯琴 張大昌   物理課程標準解讀第一版 湖北教育出版社 2002
［3］項紅專  物理學思想方法的研究  第一版   浙江大學出版社2004
［4］孟進    物理教學問題   遼寧師范大學出版社 2000年

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