物理是一门以实验为基础的学科。学生通过实验认识物理现象、理解物理概念、验证物理公式定律、培养观察能力和动手实践能力。开放式物理实验教学是以学生为主体,以教师为主导的互动教学,对培养学生自主探究能力,合作意识,促进学生物理创新思维的形成具有重大意义。农村初中物理教学因为受学校实验仪器设备、学校师资力量、学生动手实践能力等方面影响,在现实教学中存在诸多问题。例如,一些边远山区的实验仪器设备不能满足学生实验教学要求,教师为提高学生的考试成绩,往往进行“纸上谈兵”式的实验教学,让学生背实验,这种教学不利于学生动手实践能力和物理科学素养的提升。针对农村初中实验教学的现状,下面结合案例对农村初中开放式物理实验教学进行分析探讨。

一、教学背景

农村初中物理教学与城市学校相比存在以下差异。

1.仪器设备不足

由于农村经济条件与城市的差异,部分农村学校实验仪器设备陈旧、数量不足,不能满足新课改后的物理实验教学对学生实验的要求。

2.教师重视不足

由于长期受应试教育影响,部分农村学校教师,对物理实验重视不够,有的教师为了应对考试,采取教师“做”实验,学生“背”实验的教学模式。学生通过背记住实验仪器、步骤、实验结论,虽然一样能考出好成就,但是这样的教学只能培养出高分低能的学生,根本没有发挥出物理实验的应有作用。

3.学生差异较大

与城市学生相比,农村学生动手能力相对较差,且知识面窄。这就给物理实验教学增加了难度。教师要尊重学生的差异,并通过引导,让学生大胆实践,如通过增加家庭实验、社会实践活动,培养学生的物理实验能力和科学素养。

二、教学特点

开放式物理实验教学是对传统实验教学模式的创新性突破。开放式物理实验教学,是对素质教育的一种大胆探索,其教学目标是培养具有创新意识和能力的研究型人才,这种教学方式是建立在学生主动探索基础上

的,鼓励学生合作学习、自主学习,在填鸭式的应试教育模式下,课堂是教学的唯一场所,实验室是上实验课的唯一去处,教师设定的实验程序也是依据教材高设定的,忽略了学生的发散思维,创新思维的培养。

开放式实验教学过程中,学生学习的主体性得到了充分发挥,能有效培养学生的创新精神和实践能力。

三、教学策略

1.营造开放环境

开放式实验教学,首先要营造开放的教学氛围,教师应尊重学生的主体作用,让学生发挥自主潜能,在实验教学中大胆设想、大胆实践。避免教师“照本宣科”,学生“依样画葫芦”的实验教学模式。在教学中,教师可通过问题引导学生自主学习、合作探究,让学生在开放的氛围中学习,这样可以提高实验教学质量。

2.自制仪器教具

自制仪器设备,一方面能充分发挥学生的创造性,激发学生学习物理的兴趣,另一方面也能解决农村初中物理教学仪器设备不足的问题。例如,在学习了连通器原理之后,可要求学生用废旧的饮料瓶、输液器制作连通器;学习了杠杆原理后,让学生自己动手制作天平、杆秤、大力钳、跷跷板等。

3.创设生活情境

物理来源于生活,同时又应用于生活。在开放式实验教学中,通过生活情境的创设,能丰富实验教学内容,有效帮助学生理解物理现象。例如,在进行水的三态变化教学中,我以冰糕“出汗”、冰糕熔化进行演示实验,并向学生提出“夏天的冰糕为什么‘出汗’”、“冬天的井水、泉水为什么‘冒热气’”、“为什么冬天戴眼镜进屋时,眼镜片上会出现水汽”等问题。这些问题来源于生活,能有效帮助学生理解相关的物理知识,从而激发学生学习物理的兴趣。

4.神奇魔术实验

物理实验中充满神奇,通过设计小魔术能引发学生的好奇心,从而调动学生自主学习的积极性,使学生全身心地融入课堂。例如,在讲气体的压强时,可设计“会吃鸡蛋的瓶子”的小实验。

实验材料:刚煮熟的鸡蛋、一个塑料瓶、一壶热水。

实验步骤:

(1)首先在细口塑料瓶(耐高温)中到入开水;

(2)将刚煮熟的鸡蛋剥去壳;

(3)把塑料瓶中的热水倒掉;

(4)将鸡蛋放在细口瓶的瓶口上。

实验现象:鸡蛋被吸入瓶中。

实验结束后,学生充满好奇。为什么鸡蛋能钻进细口瓶中?是谁给它神奇的力量?为了给学生揭开这种现象的神秘面纱,可不失时机地导入《空气的压强》。因为一个小小的魔术,让课堂变得妙趣横生。为了进一步激发学生的好奇心,可结合生活实际,让学生寻找生活中的压强问题,为此将全班学生分成若干个小组,各小组展开竞赛,让学生利用所学知识自行设计小实验。通过课堂小魔术导入,及课后开放性实验设计,实验教学收到很好的效果。

5.设计家庭实验

开放式实验教学,打破了传统的物理实验教学模式,并将实验教学延伸到生活实践中。初中物理新课程增加了课后实验,让学生在生活中发现物理问题,寻找实验材料,自行设计物理实验。例如,在学习了光的折射与散射后,可安排学生课后自行设计实验,验证光的色散。同学们各显其能,充分利用生活中的实验材料,有的学生利用碎玻璃条黏结自制三棱镜,利用三棱镜进行光的散射实验;而有的学生利用一盆水、一面镜子,将光的折射与散射结合起来,让太阳光照到镜子上,然后将镜子反射的光照射到水盆中,水盆中的水再将镜子的折射光反射到墙上,发现墙上出现彩虹一样的颜色。因为家庭实验简单易行,不受实验材料、实验空间、时间的限制,随时都可以做。家庭小实验是一种完全自主开放的实验,能充分发挥学生的学习潜能,提高学生学习的有效性。

6.组织社会实践

社会是开放的大课堂,生活中的物理现象无处不在,教师可通过组织学生进行社会实践活动,丰富学生生活,激发学生学习兴趣,提高学生的社会实践能力。一些边远山区,学生家中没有空调、没有冰箱,但他们利用自己的智慧,一样能享受到夏日的清凉。如利用周末时间组织学生去农家小院,体验夏日清凉。院中一个压水井,学生可以体验刚从井中提取的水特别凉。我们走进地窖,一股凉风从地下袭来,明显感觉到地窖的温度比外面低十多度。有的学生提出了问题:“为什么井水和地窖都是冬暖夏凉?”经过一番辩论后,学生认识到“冬暖夏凉”是我们自身对气温变化的感知。农民朋友向我们讲,其实井水的温度和地窖的温度,在冬天和夏天的温度基本是一致的,只是因为和外部温度差距太大,我们才感觉到“冬暖夏凉”。农民把地窖当成天然的冰箱,把蔬菜水果放在地窖中保鲜。通过生活实践活动,学生在开放的环境中,轻松学习物理知识,提高了学习物理的兴趣。

四、结束语

开放式教学促进师生关系的和谐,提高了教师教学能力,让学生在开放的物理实验中找到了学习的乐趣,也解决了农村学校实验教学仪器不足的问题,培养了学生的动手能力、激发了学生的创造性思维。