徐建洪

（江蘇省江陰市夏港中學(xué)，江蘇江陰 214400）

引 言

實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)科教學(xué)不可缺少的環(huán)節(jié)，對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新思維、歸納知識(shí)能力會(huì)產(chǎn)生極為重要的影響。由于真實(shí)性以及直觀性是物理實(shí)驗(yàn)的最大特征，因此對(duì)于學(xué)生來講，物理實(shí)驗(yàn)具有非常大的吸引力，會(huì)讓其產(chǎn)生巨大的探究欲望[1]。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要潛移默化地影響學(xué)生，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，改變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，以提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)為教學(xué)目標(biāo)，對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行創(chuàng)新，重視學(xué)生建構(gòu)知識(shí)和應(yīng)用知識(shí)，重視實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，教與學(xué)凸顯物理學(xué)科特色，借助問題解決，促進(jìn)核心素養(yǎng)的提升。

一、注重實(shí)驗(yàn)演示環(huán)節(jié)，相似比較，洞察細(xì)微

核心素養(yǎng)是知識(shí)、能力與態(tài)度的融合，真實(shí)的情境創(chuàng)設(shè)是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的關(guān)鍵。針對(duì)初中物理知識(shí)特點(diǎn)，初中物理課堂教學(xué)通過演示實(shí)驗(yàn)相似比較，拉近認(rèn)知客體與認(rèn)知主體之間的距離，創(chuàng)設(shè)適宜的學(xué)習(xí)環(huán)境，使教學(xué)在豐富的表象和優(yōu)化的環(huán)境中開展，增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的感性認(rèn)識(shí)，讓學(xué)習(xí)者更易于參與認(rèn)知活動(dòng)。通過比較，不但可以激活學(xué)習(xí)者的思維，更使學(xué)生在有限的時(shí)間里獲得更多的感性體驗(yàn)，為學(xué)生好學(xué)、學(xué)好、樂學(xué)開辟良好的學(xué)習(xí)情境，從而在學(xué)習(xí)活動(dòng)中發(fā)散思維、獲得知識(shí)、培養(yǎng)能力、發(fā)展智力，促進(jìn)核心素養(yǎng)的提升。

例如，在簡介聲能的演示實(shí)驗(yàn)中，為了揭示聲音具有能量，可以找一個(gè)去底的廢礦泉水瓶，在底部扎一橡皮膜，做成一個(gè)聲能滅火器。演示時(shí)將瓶口對(duì)著燭焰，教師可以先用手扇一扇，讓學(xué)生觀察到燭焰晃動(dòng)了，然后用手指輕輕彈擊橡皮膜，橡皮膜發(fā)出聲音的同時(shí)，燭焰也晃動(dòng)了。緊接著，用手指重彈橡皮膜，燭焰甚至熄滅了。該實(shí)驗(yàn)簡單易行，形象直觀，如果教師在演示時(shí)加入比較，既對(duì)學(xué)生有著很強(qiáng)的吸引性，也有利于學(xué)生理解聲能。

又如在《大氣壓強(qiáng)》一節(jié)的教學(xué)中，教師利用空礦泉水瓶來做演示實(shí)驗(yàn)用以說明大氣壓的作用時(shí)，教師先對(duì)空瓶施加力的作用，使學(xué)生聽到飲料瓶發(fā)生形變的聲音及瓶被明顯壓扁的事實(shí)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到飲料瓶受到手施加的外力的作用，松手后瓶恢復(fù)原狀。然后，向飲料瓶內(nèi)倒入少量熱水，搖晃幾次后將瓶內(nèi)的熱水倒出并擰緊瓶蓋，一會(huì)兒學(xué)生又一次聽到飲料瓶發(fā)生形變的聲音及瓶被明顯壓扁的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。在兩次相同實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的比較中，學(xué)生認(rèn)識(shí)到了瓶被壓扁必定是瓶外空氣如同人手施加力壓瓶一般，從而深切體會(huì)到大氣壓強(qiáng)存在的必然性。

二、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)演示結(jié)構(gòu)，反向比較，揭示真相

在《汽化和液化》的引課教學(xué)中，教師將一塊漂亮的手帕浸入由酒精和水配制的混合溶液中，浸透后取出，輕輕擰干，用鑷子取出后在空氣中點(diǎn)燃，看著熊熊火焰，所有學(xué)生都覺得太可惜了。這時(shí)，奇跡發(fā)生了！手帕上的火焰好像變魔術(shù)一樣在大家的注視下消失了！教師將手帕展開給大家看——竟然完好無損。此處預(yù)設(shè)了學(xué)習(xí)疑問，無疑吊足了學(xué)生的胃口，使他們產(chǎn)生急切地想一探究竟的愿望，一定程度上可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生帶著疑問主動(dòng)參與課堂學(xué)習(xí)。如果教師只是利用所學(xué)知識(shí)解釋手帕未被燒毀的原因，則教學(xué)略顯平淡，這時(shí)教師可以將相同材質(zhì)的另一塊手帕（不潮濕）點(diǎn)燃，讓學(xué)生在火光、煙霧、手帕燒毀等感官強(qiáng)烈刺激的比較中，既揭開引課時(shí)預(yù)設(shè)的謎團(tuán)，又進(jìn)一步加深汽化吸熱的事實(shí)。這一教學(xué)緊扣了“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的理念。

又如在《家庭電路與安全用電》一節(jié)的教學(xué)中，為讓學(xué)生理解連接燈泡的開關(guān)應(yīng)該先接火線的必要性，教師通過圖1演示：測電筆的筆尖分別接觸A、B處，比較測電筆的氖管是否發(fā)光，從而使學(xué)生輕松地理解“為了用電安全，連接燈泡的開關(guān)應(yīng)該先接火線”的知識(shí)。教師再通過第三圖的演示，使學(xué)生初步認(rèn)識(shí)到家庭電路中觸電的形式以及安全用電的措施，可謂一舉多得。

圖1

再如在《大氣壓強(qiáng)》一節(jié)的教學(xué)中，教師演示“覆杯”實(shí)驗(yàn)用以說明大氣壓的存在。實(shí)驗(yàn)的成功率、可視性均很強(qiáng)，但是部分學(xué)生在驚訝之余也會(huì)產(chǎn)生“卡片不落下是不是被水粘住了”的困惑。如果教師在塑料瓶的底部、硬卡片上用大頭針分別戳兩個(gè)孔，然后讓學(xué)生分別觀察實(shí)驗(yàn)演示：塑料瓶的底部有孔而硬卡片無孔實(shí)驗(yàn)及塑料瓶的底部無孔而硬卡片有孔實(shí)驗(yàn)。通過兩組不同實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的比較，輕易解決學(xué)生的疑惑，消除他們對(duì)物理現(xiàn)象的神秘感，還培養(yǎng)了學(xué)生樂于親近自然的愿望。

三、改變實(shí)驗(yàn)探究常規(guī)，縱橫比較，思維發(fā)散

在探究光的反射規(guī)律時(shí)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)不要照著書本講解方法由學(xué)生實(shí)驗(yàn)，這會(huì)降低探究的價(jià)值?？梢宰寣W(xué)生選擇儀器，進(jìn)行嘗試，從激光照在鏡子上，未看見光線的現(xiàn)象開始，給學(xué)生足夠多的時(shí)間和機(jī)會(huì)，很快就會(huì)發(fā)現(xiàn)光沿著表面平整的桌面、紙面?zhèn)鞑r(shí)，可以清晰地看到一束光，從而確定白紙板（顯示光路以及其后方向改變和測量入射角與反射角）作為實(shí)驗(yàn)器材之一（圖2），學(xué)生嘗試過程中有時(shí)看得見另一束光，有時(shí)又看不見，經(jīng)過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)當(dāng)白紙板平面與小平面鏡垂直時(shí)，能很容易地看見兩束光線（圖3）。而當(dāng)學(xué)生不經(jīng)意地向后翻折小窗口時(shí)，發(fā)現(xiàn)小窗口白板上未出現(xiàn)另一束光，而反射光卻依然存在（圖4）。當(dāng)學(xué)生將半面白板翻折后，反射光均未呈現(xiàn)，從而便于學(xué)生了解三線共面這一規(guī)律。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，應(yīng)把學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，讓他們?cè)谔剿髦邢硎艹晒??？茖W(xué)探究活動(dòng)是漸進(jìn)的，探究過程遇到的問題、發(fā)現(xiàn)的問題、解決的問題并不一定都是很大的，也不一定是很了不起的發(fā)現(xiàn)，但一定要有真實(shí)的體驗(yàn)。

圖2

圖3

圖4

在探究導(dǎo)體中的電流與電壓、電阻之間的關(guān)系時(shí)，應(yīng)該讓學(xué)生在明確實(shí)驗(yàn)探究目的、理解實(shí)驗(yàn)原理與方案的前提下，自己選擇實(shí)驗(yàn)器材，組合實(shí)驗(yàn)裝置，自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。例如，探究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系時(shí)，大部分學(xué)生設(shè)計(jì)并連接的實(shí)驗(yàn)電路為圖5，經(jīng)過點(diǎn)撥學(xué)生明確了實(shí)驗(yàn)方法（控制變量法），燈泡的電阻不是定值。學(xué)生經(jīng)過討論，確定了圖6為實(shí)驗(yàn)電路，那么如何改變電壓呢？學(xué)生交流可以通過改變電池的節(jié)數(shù)來改變電壓。經(jīng)過點(diǎn)撥，學(xué)生進(jìn)一步明確了通過改變電池的節(jié)數(shù)來改變電壓，固然是可行的，但是這樣做既不方便，同時(shí)改變的電壓也不能做到連續(xù)可變，可以用滑動(dòng)變阻器來改變電阻兩端的電壓。這樣做的好處是，可以觀察到電壓連續(xù)變化的過程，同時(shí)起到保護(hù)電路的作用。因此，最終確定了圖7為實(shí)驗(yàn)電路。教師在教學(xué)中應(yīng)避免將實(shí)驗(yàn)電路圖設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)步驟一條條地羅列給學(xué)生，機(jī)械化、模式化地讓學(xué)生“按方抓藥”、不求甚解地在表格中填入數(shù)據(jù)。這種菜單式的實(shí)驗(yàn)操作模式，固然容易得出預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但不利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)。

圖5

圖6

圖7

結(jié) 語

根據(jù)學(xué)生的心理、生理特點(diǎn)及學(xué)情，優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，以學(xué)生學(xué)習(xí)的可持續(xù)發(fā)展為目的，以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為重，切實(shí)體現(xiàn)生本教育理念，重視提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中比較，在比較中學(xué)習(xí)，成為學(xué)習(xí)的主人。這不僅能夠讓學(xué)生加深對(duì)物理知識(shí)的理解程度，還能讓學(xué)生掌握更科學(xué)的探究方法，從而讓其創(chuàng)新思維能力得到提高。

[1] 劉炳昇,魏日升.初中物理教師實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練（初中物理教學(xué)法）[M].北京：高等教育出版社,2003.