新课程下的初中物理实验教学方法研究
摘 要：实验教学是初中物理课程中非常重要的一部分，针对如何通过有效的实验教学提高学生的创新以及团队协作能力的问题，依据多年初中物理教学经验，总结有關研究成果，给出如何在新课改要求下开展初中物理实验课程的建议.
关键词：初中物理； 实验教学； 探究；创新； 团队合作
作者简介：华新卫（1968-），女，中学物理高级教师.
实验教学是初中物理课程中非常重要的一环，但时下的实验教学多数并没有真正达到培养学生创新以及团队合作能力的教育教学功能，主要体现在以下几点：受传统应试教育的影响，教师在开展实验教学时还是重视实验理论和规律，教学形式多为演示实验，轻视实验操作过程；实验课程中学生的主动性和参与程度不足，合作学习能力不强；教师评价多注重卷面考试，忽略学生对物理实验的操作能力的考核，评价不系统化.
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》明确指出，倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学，帮助学生学会学习，激发学生好奇心，培养学生的兴趣爱好，营造独立思考、勇于探索创新的优良环境[1].为进一步在初中物理新课程的要求下，通过合理有效的实验教学提高学生的创新与团队协作能力，应从以下几方面着手：
1 认真做好实验教学前的准备工作
从心理学的角度讲，初中学生对事物的认识存在着知觉优先的倾向性，直观上的印象对于学生学习兴趣的培养非常重要.这就要求教师在进行物理实验课程时，必须做好充分的准备，保证实验效果明显可辨，让学生产生强烈的继续学习的兴趣，激发学生去进一步探索实验现象产生的奥妙.例如摩擦起电实验，其中空气的湿度以及器材的干燥程度决定着实验的效果是否明显.如果课程之前碰上阴雨天，则必须对毛皮、绸布、玻璃棒、橡胶棒、验电器等器材进行干燥处理.
2 开展探究性实验教学
探究式实验教学对于提高学生的科学素养有很大帮助，1996年《美国国家科学标准》中明确指出，科学学习要以科学探究为核心，强调科学探究对培养和发展学生探究能力、交流能力以及合作能力的作用.探究性实验有别于测定性实验，又有别于一般的验证性实验，实验探究过程中，要求学生收集实验有关信息和数据，并对结果创造性加工处理、分析矛盾、解决矛盾.通过探究实验结果的过程，学生能深切体会到收集信息、设计方案、运用科学方法的重要性[2].
案例：在“测量水密度”的实验中，改进传统的演示实验的教学方式，要求学生不脱离实验要求和目的，充分发挥想象，自己设计实验.然后分别对方案进行演示，并讨论结果的有效性.课程中有同学设计方案是先测量空烧杯的质量，装入一定量的水，然后测量水和烧杯的总质量.这个设计方案中，理论上不存在问题，但是实际操作过程中，用量筒测量水的体积时，部分水附着在杯壁和杯底，造成测量结果存在一定的误差.此时，引导学生主动思考如何减小甚至消除误差，最后进行实验方案的改进设计.
3 实行小组合作学习模式
教育部推行的《基础教育改革纲要（试行）》中明确指出[3]，教学不仅要培养学生的独立、自主能力，还要大力倡导合作学习，建立人道、民主、和谐的新型师生关系.现代的初中物理教学课堂，应提倡自主、合作与探究并存.在合作学习模式中，教师的角色是多元化的，不仅仅是实验课堂的精心设计者、发动者和组织者，还是科学的管理者以及公正的评价者.将小组合作学习的模式引入实验教学，能够提高课堂中学生的参与度，发挥学生的主观能动性，激发学生的创造力以及团队合作精神.如何开展合作式实验教学，其简要实施流程如下图1所示.
关于其教学实践，内蒙古师范大学的郭天云[4]在其硕士论文中选取初三的两个班作为实验班和对照班，进行半个学期的合作学习尝试，并对实验前后学生的测试成绩进行了对比分析，得出了结论：在初中物理实验教学中进行合作学习，能激发学生的求知欲和探索精神，同时有利于改善师生关系.
4 利用微课等多媒体手段，丰富教学方式
无线网络的全区域覆盖、移动终端设备的大范围应用，使得以视频为信息传输媒体的微课得到常态化应用，可汗学院和网易公开课等都是时下非常成功的微课代表.初中物理实验教学的过程中，部分实验由于时间和条件的限制，教师不能在课堂上实时呈现出来，但是如果教师将所呈现的物理实验的视频或者相关物理现象制作成微课视频，将实验的原理或者过程直观展示给学生，可有效提高实验课堂的效果[5].例如热机四冲程实验课程，可以将四冲程的课程制作成微课，不仅直观形象，且可反复演示，能够加深学生印象，提升学生的学习兴趣.
案例：2013年6月20日上午十点，神舟十号的三位宇航员进行了我国首次太空课堂教学，整个授课过程中，宇航员利用自己的真实体验和丰富的实验内容讲述了太空无重力环境的特点.将宇航员的太空生活视频制作成微课展示给学生，加深学生对重力的产生以及应用的理解，同时可对同学介绍我国在航天事业中取得的举世瞩目的成就，激发学生探索太空奥秘的兴趣.
5 应用虚拟现实技术丰富完善实验教学
随着信息技术的提升，虚拟现实技术在大众科学知识普及、科学研究、培训教学、展览展示和虚拟仿真体验方面的应用越来越多.目前，虚拟现实技术在初中物理实验教学上的应用主要在于虚拟仿真实验室.通过虚拟仿真实验室，能够将复杂的物理图景真实形象地展现出来，突出学生在实验课程中的主体地位，帮助学生将学过的物理知识再次整合，使之结构化、系统化、更具实用性，这些都是传统实验课程难以比拟的.
关于其应用实践，山东师范大学的毕於生[6]以及陕西师范大学的李璐[7]在其硕士论文中分别做了介绍，其中毕於生对初中物理《探究凸透镜成像的规律》、《天平的使用》、《电路短路问题》的实验课进行了虚拟现实的尝试，并对实验教学的应用效果进行了问卷调查.
6 增设课外开放性的物理探究性试验
课外开放性的物理探究对于系统化学生的物理知识，激励学生创新，丰富学生视野有很大的帮助，学生在这项活动中可以不受老师和教材的约束，独立自由的去想象思考，因此课外的探究性活动必须内容丰富、形式多样、方法灵活.
案例1：风车提重物，要求在有限的空间内设计一个重物提升装置，以提升物体的重量大小为评判标准，实验器材：吹风机（功率固定），杠杆、滑轮、叶片、胶带等物理实验室器材皆可.
小组合作自作风车，老师引导学生利用杠杆、滑轮、齿轮等省力装置，综合比较各个方式的优缺点，在有限的空间内提升最大的重物.
案例2[8]：利用“探究凸透镜成像”的整套实验装置，再加一个凸透镜和一个凹透镜，引导学生探究近视眼的矫正用什么透镜.
综上所述，物理实验教学的目的不仅仅要传授学生知识，更重要的是引导学生去积极思考，培养学生的创新思维以及团队合作能力.因此，为了在新课改的要求下更有效地开展初中物理实验教学，应做到以下几点：实验课程之前做好充分准备，开展探究性实验教学，采用小组合作的学习模式，利用微课等多媒体手段丰富教学方式，引入物理虚拟仿真实验室，增设课外开放性的物理探究性试验.
参考文献：
[1]李红霞. 初中物理实验教学存在的问题及对策研究[D]. 华中师范大学， 2014.
[2]方仁好， 李江浦. 新课程下的物理探究式教学[J]. 中学物理：初中版， 2015， 33（5）：2-3.
[3]靳玉乐.合作学习「M].成都：四川教育出版社，2005.
[4]郭天云.合作学习在初中物理实验教学中的实践研究[D].呼和浩特：内蒙古师范大学.2013.
[5]韩秋玉. 微课在初中物理实验教学中的有效应用[J]. 中学物理：初中版， 2016， 34（11）.
[6]毕於生. 虚拟现实技术在初中物理实验教学中的应用[D]. 山东师范大学， 2012.
[7]李璐. 虚拟仿真实验室应用于初中物理实验教学的理论与实践研究[D]. 陕西师范大学， 2009.
[8]陈铁杭. 对初中物理探究性实验教学的研究[J]. 逻辑学研究， 2006， 26（5）：89-95.
关键词：初中物理； 实验教学； 探究；创新； 团队合作
作者简介：华新卫（1968-），女，中学物理高级教师.
实验教学是初中物理课程中非常重要的一环，但时下的实验教学多数并没有真正达到培养学生创新以及团队合作能力的教育教学功能，主要体现在以下几点：受传统应试教育的影响，教师在开展实验教学时还是重视实验理论和规律，教学形式多为演示实验，轻视实验操作过程；实验课程中学生的主动性和参与程度不足，合作学习能力不强；教师评价多注重卷面考试，忽略学生对物理实验的操作能力的考核，评价不系统化.
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》明确指出，倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学，帮助学生学会学习，激发学生好奇心，培养学生的兴趣爱好，营造独立思考、勇于探索创新的优良环境[1].为进一步在初中物理新课程的要求下，通过合理有效的实验教学提高学生的创新与团队协作能力，应从以下几方面着手：
1 认真做好实验教学前的准备工作
从心理学的角度讲，初中学生对事物的认识存在着知觉优先的倾向性，直观上的印象对于学生学习兴趣的培养非常重要.这就要求教师在进行物理实验课程时，必须做好充分的准备，保证实验效果明显可辨，让学生产生强烈的继续学习的兴趣，激发学生去进一步探索实验现象产生的奥妙.例如摩擦起电实验，其中空气的湿度以及器材的干燥程度决定着实验的效果是否明显.如果课程之前碰上阴雨天，则必须对毛皮、绸布、玻璃棒、橡胶棒、验电器等器材进行干燥处理.
2 开展探究性实验教学
探究式实验教学对于提高学生的科学素养有很大帮助，1996年《美国国家科学标准》中明确指出，科学学习要以科学探究为核心，强调科学探究对培养和发展学生探究能力、交流能力以及合作能力的作用.探究性实验有别于测定性实验，又有别于一般的验证性实验，实验探究过程中，要求学生收集实验有关信息和数据，并对结果创造性加工处理、分析矛盾、解决矛盾.通过探究实验结果的过程，学生能深切体会到收集信息、设计方案、运用科学方法的重要性[2].
案例：在“测量水密度”的实验中，改进传统的演示实验的教学方式，要求学生不脱离实验要求和目的，充分发挥想象，自己设计实验.然后分别对方案进行演示，并讨论结果的有效性.课程中有同学设计方案是先测量空烧杯的质量，装入一定量的水，然后测量水和烧杯的总质量.这个设计方案中，理论上不存在问题，但是实际操作过程中，用量筒测量水的体积时，部分水附着在杯壁和杯底，造成测量结果存在一定的误差.此时，引导学生主动思考如何减小甚至消除误差，最后进行实验方案的改进设计.
3 实行小组合作学习模式
教育部推行的《基础教育改革纲要（试行）》中明确指出[3]，教学不仅要培养学生的独立、自主能力，还要大力倡导合作学习，建立人道、民主、和谐的新型师生关系.现代的初中物理教学课堂，应提倡自主、合作与探究并存.在合作学习模式中，教师的角色是多元化的，不仅仅是实验课堂的精心设计者、发动者和组织者，还是科学的管理者以及公正的评价者.将小组合作学习的模式引入实验教学，能够提高课堂中学生的参与度，发挥学生的主观能动性，激发学生的创造力以及团队合作精神.如何开展合作式实验教学，其简要实施流程如下图1所示.
关于其教学实践，内蒙古师范大学的郭天云[4]在其硕士论文中选取初三的两个班作为实验班和对照班，进行半个学期的合作学习尝试，并对实验前后学生的测试成绩进行了对比分析，得出了结论：在初中物理实验教学中进行合作学习，能激发学生的求知欲和探索精神，同时有利于改善师生关系.
4 利用微课等多媒体手段，丰富教学方式
无线网络的全区域覆盖、移动终端设备的大范围应用，使得以视频为信息传输媒体的微课得到常态化应用，可汗学院和网易公开课等都是时下非常成功的微课代表.初中物理实验教学的过程中，部分实验由于时间和条件的限制，教师不能在课堂上实时呈现出来，但是如果教师将所呈现的物理实验的视频或者相关物理现象制作成微课视频，将实验的原理或者过程直观展示给学生，可有效提高实验课堂的效果[5].例如热机四冲程实验课程，可以将四冲程的课程制作成微课，不仅直观形象，且可反复演示，能够加深学生印象，提升学生的学习兴趣.
案例：2013年6月20日上午十点，神舟十号的三位宇航员进行了我国首次太空课堂教学，整个授课过程中，宇航员利用自己的真实体验和丰富的实验内容讲述了太空无重力环境的特点.将宇航员的太空生活视频制作成微课展示给学生，加深学生对重力的产生以及应用的理解，同时可对同学介绍我国在航天事业中取得的举世瞩目的成就，激发学生探索太空奥秘的兴趣.
5 应用虚拟现实技术丰富完善实验教学
随着信息技术的提升，虚拟现实技术在大众科学知识普及、科学研究、培训教学、展览展示和虚拟仿真体验方面的应用越来越多.目前，虚拟现实技术在初中物理实验教学上的应用主要在于虚拟仿真实验室.通过虚拟仿真实验室，能够将复杂的物理图景真实形象地展现出来，突出学生在实验课程中的主体地位，帮助学生将学过的物理知识再次整合，使之结构化、系统化、更具实用性，这些都是传统实验课程难以比拟的.
关于其应用实践，山东师范大学的毕於生[6]以及陕西师范大学的李璐[7]在其硕士论文中分别做了介绍，其中毕於生对初中物理《探究凸透镜成像的规律》、《天平的使用》、《电路短路问题》的实验课进行了虚拟现实的尝试，并对实验教学的应用效果进行了问卷调查.
6 增设课外开放性的物理探究性试验
课外开放性的物理探究对于系统化学生的物理知识，激励学生创新，丰富学生视野有很大的帮助，学生在这项活动中可以不受老师和教材的约束，独立自由的去想象思考，因此课外的探究性活动必须内容丰富、形式多样、方法灵活.
案例1：风车提重物，要求在有限的空间内设计一个重物提升装置，以提升物体的重量大小为评判标准，实验器材：吹风机（功率固定），杠杆、滑轮、叶片、胶带等物理实验室器材皆可.
小组合作自作风车，老师引导学生利用杠杆、滑轮、齿轮等省力装置，综合比较各个方式的优缺点，在有限的空间内提升最大的重物.
案例2[8]：利用“探究凸透镜成像”的整套实验装置，再加一个凸透镜和一个凹透镜，引导学生探究近视眼的矫正用什么透镜.
综上所述，物理实验教学的目的不仅仅要传授学生知识，更重要的是引导学生去积极思考，培养学生的创新思维以及团队合作能力.因此，为了在新课改的要求下更有效地开展初中物理实验教学，应做到以下几点：实验课程之前做好充分准备，开展探究性实验教学，采用小组合作的学习模式，利用微课等多媒体手段丰富教学方式，引入物理虚拟仿真实验室，增设课外开放性的物理探究性试验.
参考文献：
[1]李红霞. 初中物理实验教学存在的问题及对策研究[D]. 华中师范大学， 2014.
[2]方仁好， 李江浦. 新课程下的物理探究式教学[J]. 中学物理：初中版， 2015， 33（5）：2-3.
[3]靳玉乐.合作学习「M].成都：四川教育出版社，2005.
[4]郭天云.合作学习在初中物理实验教学中的实践研究[D].呼和浩特：内蒙古师范大学.2013.
[5]韩秋玉. 微课在初中物理实验教学中的有效应用[J]. 中学物理：初中版， 2016， 34（11）.
[6]毕於生. 虚拟现实技术在初中物理实验教学中的应用[D]. 山东师范大学， 2012.
[7]李璐. 虚拟仿真实验室应用于初中物理实验教学的理论与实践研究[D]. 陕西师范大学， 2009.
[8]陈铁杭. 对初中物理探究性实验教学的研究[J]. 逻辑学研究， 2006， 26（5）：89-95.
