分层教学背景下初中物理实验教学进程设计初探
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【摘要】物理实验教学，有利于激发学生学习物理的兴趣，培养学生的思维能力， 提高学生实驗操作技能，丰富学生的课余生活。在分层教学背景下，合理设计实验教学进程，能使不同层次的学生都有收获，有效地提高课堂教学质量。本文从演示型、测量型、探究型实验入手， 阐述在分层教学背景下实验教学进程设计的一些尝试。
【关键词】初中物理；分层教学；实验教学进程
物理学科是一门以实验为基础的自然科学，它起源于生活又服务于生活。物理学家帕格尔斯曾说：“没有实验的物理理论是空洞的，没有理论的实验是盲目的。”诺贝尔物理奖得主丁肇中说：“实验可以推翻理论，而理论永远无法推翻实验。” 由此可见，物理实验教学在学科教学中具有十分重要的地位和不可或缺的作用。然而，不同类型的实验，教学目标不同且有递度。同时，初中学生缺乏空间想象能力，学习态度、基础、学习能力等存在差异。因此，我们在教学中应根据不同类型的实验、不同层次的学生设计不同的教学进程，力求让全体学生都参与到学习中，实现了人人有收获、个个有进步的教学目标。
一、学生动态分层
在教学中，笔者根据学生的基础、学习能力、学习态度、学习成绩的差异，遵循初中学生的生理、心理特点及性格特征，按课程标准所要达到的基本目标、中层目标、发展目标的教学要求，将学生分为A、B、C三个层次。
A层学生的特点：基础扎实，接受能力强，有很强的上进心，学习成绩优秀，善于表现，乐于帮助他人。在学习中，他们能快速掌握教学内容，独立完成习题，并能帮助解答B、C层学生的难点。如果A层学生退步较大时可退到B层。
B层学生的特点：基础和学习能力一般，有一定的上进心，部分内容的学习有困难，成绩居中，不稳定。他们在学习中，能基本掌握教学内容，在教师的启发下能够基本完成习题，积极向A层学生请教。通过努力，B层学生取得较大进步时，可申请进入A层， 如果B层学生退步较大时可退到C层。
C层学生特点：基础和学习能力较弱，学习积极性不高，自悲感较强，学习有困难，成绩欠佳。在学习中他们只能识记一些基本概念和规律，掌握简单的实验技能，需要在老师和A、B层的学生帮助下才能完成作业。通过努力，C层学生取得较大进步时，可申请进入B层。
二、实验教学目标分层
按照初中物理教学大纲要求，实验教学的总体目标由低到高可分为7个层次： 1.会正确使用基本测量器材；2.能简单描述所观察物理现象的主要特征；3.有初步提出问题的能力；4.在实验时能够尝试运用科学原理和科学研究方法；5.能拟订简单的科学探究计划和实验方案；6.有初步的分析概括能力，能利用不同渠道收集信息、处理信息，从物理现象和实验数据中归纳简单的科学规律；7.尝试应用所获得的科学规律去解决某些具体问题。
三、实验教学进程设计
在实验教学中，教师要善于根据教学目标，巧妙设计教学进程，合理将不同的任务分给不同层次的学生，使每个层次的学生都有事做，都能做事，达到整体提高的目的。教学中，C层学生能够达到教学目标1、2即可， B层学生能够达到前5个教学目标即可，而A层学生则要求达到全部教学目标。所以，分配任务时，我一般将教学目标1、2分给C层学生，教学目标3、4、5分给B层学生，6、7分给A层学生。
1.演示型实验
演示型实验又称为观察型实验，它的教学目标较低，能根据实验装置的图文信息，说明研究什么；观察现象并能根据实验现象分析归纳得出结论。教材中这类实验很多，如：观察发声体的振动实验、研究通电直导线周围的磁场、观察摩擦起电现象、扩散现象等。这些实验虽然要求较低，但教学中如能按照目标分类推进，可收到意想不到的效果。
在“观察发声体的振动”实验中，对于C层学生只要求他们能从发声的音叉将水花溅起的现象中知道“发声体在振动”就行了。教师在演示这个实验后，可提问C层学生“在这个实验中你看到了什么现象，说明了什么问题？”；对于B层的学生除了要达到C层学生的要求外，还必须掌握这个实验中应用的实验方法： “转换法”，教师实验后，可引导B层学生回答，这个实验用到了什么研究物理问题的方法？而A层学生则要求他们除了达到B、C层的要求外，还能应用“发声体在振动”解释相关声现象，在讨论拓展阶段，教师可以留下这个问题给A层学生讨论“发声的音箱旁放置一支点燃的蜡烛，会看到什么现象（烛焰在闪动）？为什么（空气将音箱的振动传给烛焰）？说明声音有什么作用？（传递能量）”。
2.测量型实验
测量型实验分为直接测量型和间接测量型两类，一般以分组形式进行，分组时，笔者有意将三个层次的学生分到同一个组中，然后，根据实验类型选择不同的教法。
直接测量型实验比较简单，主要是一些基本测量工具的使用，如：用刻度尺测长度、用秒表测时间、用量筒测体积、用天平测质量、用弹簧测力计测量力、用温度计测量温度、用电流表测电流、用电压表测电压等，中考考纲中要求三个层次的学生都必须掌握这些测量工具的使用方法。在实验教学中，教师应尽量提供机会给C层学生，让他们展示器材的使用，再由组内A层或B层的学生进行自评或由其他组的三个层次的学生进行他评，在自评和他评中不同层次的学生都能较快掌握基本测量工具的使用方法。
间接测量型实验难度稍大，教学目标层次分明。它要求根据实验的原理式，先测出式中其他量，然后算出该量。例如，用电流表和电压表测电阻和电功率、用刻度尺和秒表测物体的平均速度、用天平和量筒测固体和液体的密度等。实验时，我会分配不同难度的任务给他们去完成。如：用伏安法测小灯泡电阻的实验中，实验原理、画电路图、电路连接、电表读数等任务交给C层学生去完成，至于量程的选择、如何多次进行实验、数据的处理则交给B层的学生去完成，而实验故障的判断与排除、实验的改进、实验的设计（如单表法测电阻等）等则交给A层学生去完成。 3.探究型实验
探究型實验难度较大，它需要学生根据实验目的合理提出猜想，运用研究物理问题的方法（如控制变量法、较换法等）进行实验设计（含器材选择、步骤安排、记录表格设计），按步骤进行实验，记录实验数据，分析处理实验数据，组内、组与组之间进行交流合作，得出结论、实验拓展与改进。在初中物理教材中，这类实验很多，如：探究平面镜成像规律、探究凸透镜成像规律、探究影响动能和重力势能大小的因素、探究欧姆定律、探究影响压力效果的因素、探究影响摩擦力大小的因素、探究影响电磁铁磁性强弱的因素等。这类实验环节多，难易度相差较大。教学中，我还是采用分组的形式进行，先给学生设置不同层次的学习目标，C层学生要求能够完成基本的实验操作，经历较完整的探究活动，知道实验结论；B层学生在实验中要培养提出问题、发现问题的能力，能通过对简单实验数据的分析得出结论；A层的学生应该培养设计实验方案、改进实验方案、在现象中归纳规律的能力，并利用它灵活解决一些实际问题。根据不同的学习目标，安排不同的任务给学生。例如，在进行“探究影响动能大小的因素”实验时，笔者先播放两段视频，一段是汽车由于超载造成惨烈事故，另一段是山体滑坡造成的泥石流冲毁房屋、冲走人和牲畜等。之后，引导B层学生提出问题“影响动能大小的因素有哪些？”进而B、C层的学生一起猜想“动能大小的可能与物体的质量和运动速度等有关”，在设计实验阶段，我把任务交给A层的学生，要求他们把设计的目的向B、C层学生做出解释（如，把质量不同的小球从相同高度滚下为了控制小球在撞击木块前速度相同 ，观察木块被推动的距离是为了比较小球动能的大小， 这种方法叫转换法等），实验过程主要由C层学生完成，根据实验现象得出结论（动能的大小与物体的质量和运动速度有关，质量相同时，速度越大，动能越大， 速度相同时，质量越大，动能越大）由B层学生完成，交流合作、实验的延伸任务则主要由A层学生去完成（如，本实验还可用挂在单摆上的小球去撞击木块来完成；速度和质量两个因素中，哪个因素对动能的影响较大？高速飞行的子弹的质量很小，为什么可以击伤人？）
分层教学背景下巧妙设计实验教学进程，充分调动了我校各层次学生学习物理的积极性，培养了学生的观察、思维、动手操作能力和科学探究精神。开展课题研究一年多以来， 我校学生处理实验相关题目的能力明显提高，助力我校中考物理成绩稳步上升，各类指标进步较大，优良率达到了35%以上，及格率达到70%以上，低分率低于10%。
参考文献：
[1]丛建明.初中物理教学中实施分层教学的探究与思考[J].科教文汇（中旬刊）.
[2]高进振.图析初中物理实验[M].全国百佳图书出版.
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