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摘 要:本文通过对深度学习理念下初中物理实验教学进行探讨,指出初中物理教师可在课堂 采取创新实验教学、小组实验教学、问题驱动实验教学以及课外实验教学等策略.在初中物理实验 教学中融合深度学习理念,是促进初中生对实验有效把握、深入探究的有效举措,也是促使学生养 成正确的学习观念,提升学生的物理综合能力的有效途径.
将深度学习理念融合到初中物理实验教学中, 是新课程标准下物理课程提质增效的重要途径.物 理是一 门基于实验的学科,初中物理教师要将实验 探究作为教学的主要内容,确保学生能够真正参与 到物理实验中来,在科学探究的过程中观察实验现 象,解答自己的疑惑与问题,并自主进行思考[1] . 初 中物理教学过程中,教师应始终将学生作为学习的 主体,注意让学生能够在动手操作过程中不断产生 新的体验与感悟,帮助学生将理论知识应用于实际.
1 深度学习理念
深度学习理念指出学生的学习具有梯度性,能 够将所学的知识实现由浅入深、由表及里地认识,不 断将新知识充分融合到已有的知识体系之中,并将 旧知识合理运用到新情景之中,最终更加全面、系 统、深刻地掌握知识.深度学习理念指明了当今教师 的教学方向以及学生的学习方向,使学生在后续的 学习中能够更好地解决学习问题,同时培养批判性 思维和知识迁移能力.
2 初中物理实验教学目标
实验作为初中物理教学的重要内容,旨在通过科学探究,为学生创造动手操作的机会,并将课本上 抽象的物理知识应用到实际中,挖掘学生的创新潜 力.教师在物理实验中创设一定的情境,进而驱动学 生将问题作为导向开展更有针对性的实验,最后得 出实验结论,在这个过程中极大地激发学生对于物 理学科的学习热情,增强学生的创新能力与分析能 力,让学生学会思考,提升学科核心素养,进一步提 升初中物理课堂的教学效益,锻炼学生的逻辑思维 能力,养成科学严谨的学习与生活态度,促进学生在 学习物理的过程中实现深度学习.
3 深度学习下初中物理实验教学
3 . 1 创新实验教学
好奇心是学生学习动力的重要来源,教师可以 根据教材内容,设计出具有一定创新性的物理小实 验,进而激发学生的学习热情和学习积极性,加深学 生对于创新的认识,在一定程度上促进学生发散思 维与创新能力的培养[2] . 例如,在学习液体的压强 时,教师可以先设计一个富有创新型的简单小实验. 为每个实验小组分发一个较大的液体容器和若干个 塑料手套,在容器中盛上一定量的水,让学生戴上塑 料手套,并将手伸入水中,随着手的不断伸入,让学生感受水对手的影响的变化.接着,再将空矿泉水瓶 的底部与侧壁都打上一定数量的孔,让学生将空矿 泉水瓶竖直压入盛水的容器中,等待几秒后,将矿泉 水瓶缓缓提起,观察矿泉水瓶中水的变化.通过简单 有趣的实验,将压强等相关的抽象物理概念进行一 定程度的具象化,为学生对于“在液体的内部,各个 方向都会产生压强”以及“ 压强与液体的深度成正 比关系”两个结论留下初步的印象.之后,再引入压 强计( 如图 1) , 并围绕压强计展开对于液体的压强 相关知识点进行实验验证与总结.甲、乙实验中,首 先确保容器内部所储存的液体高度相同,而且甲、乙 实验的液体均为水,然后让甲、乙实验的橡皮膜静止 在不同深度处,乙实验的橡皮膜所处深度更深,进而 让学生通过观察压强计,体会液体压强与深度的关 系,得出液体压强会随着深度的增加而增加的结论. 在丙、丁实验的容器中,橡皮膜在盐水中所处的深度 一致,但是容器的形状不同.教师要引导学生通过对 比丙、丁两个实验,明白液体的压强与容器的形状并 没有关联.此外,要将乙、丙实验的橡皮膜所处液体 深度调整相同,进而保证两个实验之间唯一 的不同 点是液体的种类,让学生观察乙、丙实验,体会液体 压强与液体密度存在的正比关系.掌握各物理量关 系的同时,引入物理公式,如 P = ρgh , 并将各物理量 赋予一定的数值让学生进行计算与分析.
3 . 2 小组实验教学
开展小组实验是教师在初中物理教学过程中重 要的教学模式之一,小组实验能够提升学生的合作 探究能力,全面促进学生思维的发展.在实验中体会 分工与合作的价值与意义,同时通过小组竞争适当 给予学生一定的压力,奖励表现最好的实验小组,进 而提高学生的实验热情,提升物理实验效果.例如, 在学习大气压强知识时,教师可以为小组设置多个 实验内容.第一个实验内容可以设置为把矿泉水瓶 盛满水,然后将玻璃杯倒扣在矿泉水瓶的瓶口处,注意保持两者之间能够紧扣,然后将矿泉水瓶与玻璃 杯一起倒置,并将玻璃杯平稳的放在水平桌面上,观 察此时是否有水流出瓶口.然后将矿泉水瓶稍微向 上移动一段距离,记录此时矿泉水瓶内水的变化;第 二个实验要求学生将热水倒满玻璃瓶,两分钟后将 热水倒出,将煮熟的鸡蛋进行剥皮处理,并将鸡蛋立 刻保持竖直状态放在玻璃瓶的瓶口处,之后轻按鸡 蛋,确保瓶口将鸡蛋吸住,五分钟的时间内观察鸡蛋 是否有变化,如果有变化,则将变化进行记录;第三 个实验可以将已经封口的空塑料杯,以小组为单位 进行分发,然后让学生利用吸管将杯内的空气吸出, 观察并记录塑料杯的变化.小组成员要按照老师下 发的实验任务,进行分工,根据实验内容难度分配人 数,并为每个人安排确定的任务,实验结束后,所有 小组成员要共同完成一份实验报告,并将做实验的 过程通过照片记录下来,最终教师要评选出实验最 快最好的小组.完成小组实验后,教师将实验结论与 教材内容进行一一对应,让学生更加深刻的理解大 气压强在各项实验中的作用.举例经典实验例如帕 斯卡的裂桶实验( 如图 2) , 以及演示身边的例子,如 吸盘上挂东西仍然不会掉落( 如图 3) , 用吸管喝水, 水会上升( 如图 4) . 让学生以实验小组为单位,进行 抢答,判断哪些例子与大气压强有关,哪些无关,通 过举例经典与演示实验,帮助学生巩固所学知识.
3 . 3 问题驱动实验教学
通过演示实验,教师根据各种实验现象向学生 抛出问题,通过问题不断驱动学生观察并主动思考. 例如,教师可以将通电螺线管隐藏在盒子中,实现盒子吸引大头针的实验操作.根据这种看起来非常奇 特的实验现象,向学生抛出问题:为什么盒子能够吸 引大头针?根据以往对于生活的观察,大家认为都 有什么物体可以实现吸引的效果?将电源开关断开 后,继续抛出问题:为什么断开开关,盒子无法吸引 大头针?通过一系列的问题,引出电与磁相关的知 识,明白电流可以产生磁场的科学道理.而当学生明 白通电导线周围可以产生磁场的物理规律后,教师 可以进行下一项演示实验,将铁屑洒落在通电螺线 管上面的木板上,让学生观察铁屑的分布情况( 如 图 5) . 之后便可以根据实验现象对学生进行提问: “ 为什么铁屑会如此排列?”当学生明白铁屑展示的 是磁场的分布情况之后,可以接着提问:同学们能否 想出其它的方法,将磁场的分布显现出来? 让学生 了解通电螺线管的磁场分布之后,教师可以利用提 问进行下一步引导:与之前所学到的条形磁体的磁 场分布以及蹄形磁体的磁场分布进行对比,能够得 到怎样的物理结论? 将实验与问题进行结合,实现 对于学生思维上的引导,帮助学生在实验中学会思 考,在思考中解决问题.
3 . 4 课外实验教学
开展课外实验教学,能够将实验融入到生活之 中,有利于教师充分调动学生的学习兴趣,以实验的 方式促使学生在课外巩固自己所学的知识,并将实 验、课堂与生活进行有机结合[3] . 例如,在学习动态 电路部分时,为学生提供初中物理电学实验箱以及 实物连接图( 如图 6) , 要求学生完成动态电路相关 知识的探究任务.让学生画出该电路对应的伏安特 性曲线,并根据实物连接图画出正确的电路图,在画 出的电路图中标注出电流方向以及电阻等数据.还 要安排学生通过实验操作,解决老师提出的问题,问 题一为移动滑动变阻器时滑片,R2 接入电路的阻值 如何变化? 问题二为在伏安特性曲线中( 如图 7 ) , 电阻 R1 的图像是否与线段 AB 相交? 问题三为在移动滑动变阻器的滑片时,电路消耗的总功率是如 何变化的? 学生在记录所观察到的实验现象的同 时,也要根据课上所学到的理论知识,针对教师提出 的问题进行合理的解释,不懂的可以只记录现象,教 师可以根据学生提交的实验报告,了解学生不懂的 知识点,并在下一节课堂上进行着重的讲解,有利于 提高初中物理课堂的针对性与教学效率.除了必须 要完成教师规定的电路与实验任务,也要鼓励学生 积极进行思考,并将思考的问题通过自己亲手实验 得出答案.课外实验的优势在于不再像课堂上的实 验课一样,受课时的限制,而是可以拥有更多自由的时 间进行自主探究与自主学习,进而满足学生的求知欲 与探索欲,更多的自由操作空间有利于培养人才,为学 生后续的成长与发展提供了良好的条件.
综上所述,深度学习理念是符合学生思维成长 的重要教育理念.基于深度学习理念的初中物理实 验教学,可以帮助学生根据实验现象进行规律的总 结与概念的应用,有效锻炼学生的科学思维,在一定 程度上开阔学生的视野,掌握更多的物理学习技巧. 深度学习理念要求学生在课堂上主动学习,因此也 有助于提高学生的物理课堂参与度,使其感受到物 理学习的乐趣.教师应立足深度学习理念不断优化 实验教学,培养学生严谨的科学态度,提升学生的学习效率与学习质量,为学生物理水平的提升奠定基础.
参考文献:
[1] 陆莎莎.深度学习视角下的初中物理实验教学策略[ J] . 数理化解题研究,2021(2) : 69 - 70 .
[2] 杨小春.基于深度学习的初中物理实验探究素养 培育策略[J] . 科学大众(科学教育),2019(7) :22.
[3] 赵晓莲.初中物理课外实验的设计与研究[ J] .天津教育( 中、下旬刊),2020(9) : 109 - 110 .
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