分層教學背景下初中物理實驗教學進程設計初探
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【摘要】物理實驗教學，有利于激發學生學習物理的興趣，培養學生的思維能力， 提高學生實驗操作技能，豐富學生的課余生活。在分層教學背景下，合理設計實驗教學進程，能使不同層次的學生都有收獲，有效地提高課堂教學質量。本文從演示型、測量型、探究型實驗入手， 闡述在分層教學背景下實驗教學進程設計的一些嘗試。
【關鍵詞】初中物理；分層教學；實驗教學進程
物理學科是一門以實驗為基礎的自然科學，它起源于生活又服務于生活。物理學家帕格爾斯曾說：“沒有實驗的物理理論是空洞的，沒有理論的實驗是盲目的。”諾貝爾物理獎得主丁肇中說：“實驗可以推翻理論，而理論永遠無法推翻實驗?！?由此可見，物理實驗教學在學科教學中具有十分重要的地位和不可或缺的作用。然而，不同類型的實驗，教學目標不同且有遞度。同時，初中學生缺乏空間想象能力，學習態度、基礎、學習能力等存在差異。因此，我們在教學中應根據不同類型的實驗、不同層次的學生設計不同的教學進程，力求讓全體學生都參與到學習中，實現了人人有收獲、個個有進步的教學目標。
一、學生動態分層
在教學中，筆者根據學生的基礎、學習能力、學習態度、學習成績的差異，遵循初中學生的生理、心理特點及性格特征，按課程標準所要達到的基本目標、中層目標、發展目標的教學要求，將學生分為A、B、C三個層次。
A層學生的特點：基礎扎實，接受能力強，有很強的上進心，學習成績優秀，善于表現，樂于幫助他人。在學習中，他們能快速掌握教學內容，獨立完成習題，并能幫助解答B、C層學生的難點。如果A層學生退步較大時可退到B層。
B層學生的特點：基礎和學習能力一般，有一定的上進心，部分內容的學習有困難，成績居中，不穩定。他們在學習中，能基本掌握教學內容，在教師的啟發下能夠基本完成習題，積極向A層學生請教。通過努力，B層學生取得較大進步時，可申請進入A層， 如果B層學生退步較大時可退到C層。
C層學生特點：基礎和學習能力較弱，學習積極性不高，自悲感較強，學習有困難，成績欠佳。在學習中他們只能識記一些基本概念和規律，掌握簡單的實驗技能，需要在老師和A、B層的學生幫助下才能完成作業。通過努力，C層學生取得較大進步時，可申請進入B層。
二、實驗教學目標分層
按照初中物理教學大綱要求，實驗教學的總體目標由低到高可分為7個層次： 1.會正確使用基本測量器材；2.能簡單描述所觀察物理現象的主要特征；3.有初步提出問題的能力；4.在實驗時能夠嘗試運用科學原理和科學研究方法；5.能擬訂簡單的科學探究計劃和實驗方案；6.有初步的分析概括能力，能利用不同渠道收集信息、處理信息，從物理現象和實驗數據中歸納簡單的科學規律；7.嘗試應用所獲得的科學規律去解決某些具體問題。
三、實驗教學進程設計
在實驗教學中，教師要善于根據教學目標，巧妙設計教學進程，合理將不同的任務分給不同層次的學生，使每個層次的學生都有事做，都能做事，達到整體提高的目的。教學中，C層學生能夠達到教學目標1、2即可， B層學生能夠達到前5個教學目標即可，而A層學生則要求達到全部教學目標。所以，分配任務時，我一般將教學目標1、2分給C層學生，教學目標3、4、5分給B層學生，6、7分給A層學生。
1.演示型實驗
演示型實驗又稱為觀察型實驗，它的教學目標較低，能根據實驗裝置的圖文信息，說明研究什么；觀察現象并能根據實驗現象分析歸納得出結論。教材中這類實驗很多，如：觀察發聲體的振動實驗、研究通電直導線周圍的磁場、觀察摩擦起電現象、擴散現象等。這些實驗雖然要求較低，但教學中如能按照目標分類推進，可收到意想不到的效果。
在“觀察發聲體的振動”實驗中，對于C層學生只要求他們能從發聲的音叉將水花濺起的現象中知道“發聲體在振動”就行了。教師在演示這個實驗后，可提問C層學生“在這個實驗中你看到了什么現象，說明了什么問題？”；對于B層的學生除了要達到C層學生的要求外，還必須掌握這個實驗中應用的實驗方法： “轉換法”，教師實驗后，可引導B層學生回答，這個實驗用到了什么研究物理問題的方法？而A層學生則要求他們除了達到B、C層的要求外，還能應用“發聲體在振動”解釋相關聲現象，在討論拓展階段，教師可以留下這個問題給A層學生討論“發聲的音箱旁放置一支點燃的蠟燭，會看到什么現象（燭焰在閃動）？為什么（空氣將音箱的振動傳給燭焰）？說明聲音有什么作用？（傳遞能量）”。
2.測量型實驗
測量型實驗分為直接測量型和間接測量型兩類，一般以分組形式進行，分組時，筆者有意將三個層次的學生分到同一個組中，然后，根據實驗類型選擇不同的教法。
直接測量型實驗比較簡單，主要是一些基本測量工具的使用，如：用刻度尺測長度、用秒表測時間、用量筒測體積、用天平測質量、用彈簧測力計測量力、用溫度計測量溫度、用電流表測電流、用電壓表測電壓等，中考考綱中要求三個層次的學生都必須掌握這些測量工具的使用方法。在實驗教學中，教師應盡量提供機會給C層學生，讓他們展示器材的使用，再由組內A層或B層的學生進行自評或由其他組的三個層次的學生進行他評，在自評和他評中不同層次的學生都能較快掌握基本測量工具的使用方法。
間接測量型實驗難度稍大，教學目標層次分明。它要求根據實驗的原理式，先測出式中其他量，然后算出該量。例如，用電流表和電壓表測電阻和電功率、用刻度尺和秒表測物體的平均速度、用天平和量筒測固體和液體的密度等。實驗時，我會分配不同難度的任務給他們去完成。如：用伏安法測小燈泡電阻的實驗中，實驗原理、畫電路圖、電路連接、電表讀數等任務交給C層學生去完成，至于量程的選擇、如何多次進行實驗、數據的處理則交給B層的學生去完成，而實驗故障的判斷與排除、實驗的改進、實驗的設計（如單表法測電阻等）等則交給A層學生去完成。 3.探究型實驗
探究型實驗難度較大，它需要學生根據實驗目的合理提出猜想，運用研究物理問題的方法（如控制變量法、較換法等）進行實驗設計（含器材選擇、步驟安排、記錄表格設計），按步驟進行實驗，記錄實驗數據，分析處理實驗數據，組內、組與組之間進行交流合作，得出結論、實驗拓展與改進。在初中物理教材中，這類實驗很多，如：探究平面鏡成像規律、探究凸透鏡成像規律、探究影響動能和重力勢能大小的因素、探究歐姆定律、探究影響壓力效果的因素、探究影響摩擦力大小的因素、探究影響電磁鐵磁性強弱的因素等。這類實驗環節多，難易度相差較大。教學中，我還是采用分組的形式進行，先給學生設置不同層次的學習目標，C層學生要求能夠完成基本的實驗操作，經歷較完整的探究活動，知道實驗結論；B層學生在實驗中要培養提出問題、發現問題的能力，能通過對簡單實驗數據的分析得出結論；A層的學生應該培養設計實驗方案、改進實驗方案、在現象中歸納規律的能力，并利用它靈活解決一些實際問題。根據不同的學習目標，安排不同的任務給學生。例如，在進行“探究影響動能大小的因素”實驗時，筆者先播放兩段視頻，一段是汽車由于超載造成慘烈事故，另一段是山體滑坡造成的泥石流沖毀房屋、沖走人和牲畜等。之后，引導B層學生提出問題“影響動能大小的因素有哪些？”進而B、C層的學生一起猜想“動能大小的可能與物體的質量和運動速度等有關”，在設計實驗階段，我把任務交給A層的學生，要求他們把設計的目的向B、C層學生做出解釋（如，把質量不同的小球從相同高度滾下為了控制小球在撞擊木塊前速度相同 ，觀察木塊被推動的距離是為了比較小球動能的大小， 這種方法叫轉換法等），實驗過程主要由C層學生完成，根據實驗現象得出結論（動能的大小與物體的質量和運動速度有關，質量相同時，速度越大，動能越大， 速度相同時，質量越大，動能越大）由B層學生完成，交流合作、實驗的延伸任務則主要由A層學生去完成（如，本實驗還可用掛在單擺上的小球去撞擊木塊來完成；速度和質量兩個因素中，哪個因素對動能的影響較大？高速飛行的子彈的質量很小，為什么可以擊傷人？）
分層教學背景下巧妙設計實驗教學進程，充分調動了我校各層次學生學習物理的積極性，培養了學生的觀察、思維、動手操作能力和科學探究精神。開展課題研究一年多以來， 我校學生處理實驗相關題目的能力明顯提高，助力我校中考物理成績穩步上升，各類指標進步較大，優良率達到了35%以上，及格率達到70%以上，低分率低于10%。
參考文獻：
[1]叢建明.初中物理教學中實施分層教學的探究與思考[J].科教文匯（中旬刊）.
[2]高進振.圖析初中物理實驗[M].全國百佳圖書出版.
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