張亞偉

[摘 要]物理實(shí)驗(yàn)是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的重要途徑，文章結(jié)合物理教學(xué)實(shí)踐，探索物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的新思路。

[關(guān)鍵詞]初中物理；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；思路拓展

[中圖分類號] G633.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-6058（2018）14-0065-02

在物理教學(xué)中，教師要關(guān)注學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。要提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，就應(yīng)當(dāng)用好物理實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生參與物理知識探索，通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生體會(huì)物理研究過程。然而在現(xiàn)有的辦學(xué)條件下，很多地方的初中學(xué)校由于條件限制，無法為學(xué)生提供足夠的實(shí)驗(yàn)條件，這也就要求教師拓展思路，多方開發(fā)實(shí)驗(yàn)資源，為學(xué)生提供更有啟發(fā)性和引導(dǎo)性的實(shí)驗(yàn)。

一、整合實(shí)驗(yàn)資源，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

當(dāng)前教材上所安排的實(shí)驗(yàn)，無論是演示實(shí)驗(yàn)，還是學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，大多數(shù)學(xué)校還是配置了相應(yīng)的器材，能基本滿足教學(xué)需要。很多教師在教學(xué)過程中，也是按照教材安排進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的，這樣也就讓教師在思維上產(chǎn)生了一種定式：教材上怎樣安排實(shí)驗(yàn)，教學(xué)中就怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；教材上所配的實(shí)驗(yàn)用了哪些器材，課堂教學(xué)就用哪些器材。這樣的教學(xué)實(shí)際是傳統(tǒng)教材觀在作祟，為了有效發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，教師在課堂教學(xué)中，不應(yīng)簡單地用教材教，教材上所提供的實(shí)驗(yàn)是有限的，如果我們僅僅圍繞教材上的實(shí)驗(yàn)開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將在一定程度上束縛學(xué)生思維，也很難讓學(xué)生產(chǎn)生新鮮感，因此教師在教學(xué)中要勇于對實(shí)驗(yàn)資源進(jìn)行重組和設(shè)計(jì)，結(jié)合教學(xué)需要對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整，創(chuàng)設(shè)使學(xué)生耳目一新的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

比如為了讓學(xué)生感知“大氣壓的存在”，教師大多會(huì)結(jié)合圖片資料和模擬課件為學(xué)生介紹馬德堡半球?qū)嶒?yàn)，希望為學(xué)生提供最為形象的感性信息。但是學(xué)生只會(huì)對那些能夠親自接觸和感知的東西形成較為深刻的印象。因此如果我們能夠?qū)⑦@個(gè)實(shí)驗(yàn)搬到教室里，讓學(xué)生直接參與到實(shí)驗(yàn)中，則效果更好。實(shí)際教學(xué)中，“大氣壓存在”的實(shí)驗(yàn)可以用注射器來進(jìn)行。將注射器的柱塞完全推進(jìn)去并將出口封住，讓兩個(gè)同學(xué)配合，一個(gè)同學(xué)握住注射器的主體，另一個(gè)同學(xué)拉著柱塞，相互配合向外拉，學(xué)生能夠感到這是一個(gè)很費(fèi)力的過程；為了對比，再讓學(xué)生將出口堵塞物拿走，重新實(shí)驗(yàn)，學(xué)生會(huì)感到很輕松。預(yù)習(xí)過的學(xué)生很快就會(huì)將其與馬德堡半球?qū)嶒?yàn)進(jìn)行類比，并分析原因。上述實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢在于：（1）器材簡便易得，可以從醫(yī)務(wù)室領(lǐng)取，且不受數(shù)量限制，適合學(xué)生實(shí)驗(yàn)；（2）實(shí)驗(yàn)器材能反復(fù)使用，不會(huì)造成資源浪費(fèi)。

教學(xué)中，很多教師認(rèn)為一個(gè)實(shí)驗(yàn)足以說明問題，那么就沒有必要再多做其他實(shí)驗(yàn)了。筆者認(rèn)為，僅僅一個(gè)實(shí)驗(yàn)是無法滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需要的，特別是物理規(guī)律的普遍性，就不是一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明的了。要全方位揭示物理規(guī)律，讓學(xué)生深度理解，就要多做一些實(shí)驗(yàn)。還是以“大氣壓的存在”為例，教師還應(yīng)該拓展實(shí)驗(yàn)思路，設(shè)計(jì)出更多的實(shí)驗(yàn)，啟發(fā)學(xué)生探索和研究。在演示聲音的傳播時(shí)，我們都會(huì)用到玻璃罩和抽氣機(jī)，相關(guān)器材在實(shí)驗(yàn)室都有，我們再準(zhǔn)備一個(gè)空的塑料瓶子就可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)了。（1）將空塑料瓶中的空氣擠掉一些，然后擰緊瓶蓋，并扣在玻璃罩中，將抽氣機(jī)與玻璃罩相連。（2）打開抽氣機(jī)的閥門，將玻璃罩內(nèi)的空氣逐步抽出，學(xué)生將被內(nèi)部塑料瓶的變化所吸引：塑料瓶重新鼓起來了！是什么力將瓶子撐開了的？（3）將抽氣機(jī)的閥門關(guān)閉，同時(shí)將進(jìn)氣閥門打開，學(xué)生再一次被其中的現(xiàn)象所吸引：塑料瓶再一次被壓癟！學(xué)生再一次陷入思考：是什么力將塑料瓶壓癟了呢？通過這樣一組實(shí)驗(yàn)，學(xué)生將進(jìn)一步明確氣體壓強(qiáng)的存在，而且這種實(shí)驗(yàn)是用老器材完成的新實(shí)驗(yàn)，起到了“老瓶子灌新酒”的效果，讓學(xué)生在思考和探索之余，感受一種別樣的新鮮情境。

二、充分發(fā)掘素材，自制物理實(shí)驗(yàn)

物理內(nèi)容非常豐富，如果我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)僅局限于對實(shí)驗(yàn)室資源的整合與使用，顯然就不夠的了，為了更加充分地拓展學(xué)生實(shí)驗(yàn)，激活他們的思維，教師要積極自制實(shí)驗(yàn)。這樣，一方面能充分而合理地使用有限的教學(xué)經(jīng)費(fèi)，花小錢辦大事；另一方面，教師能回歸生活，從校園、家庭、社會(huì)中搜集素材充實(shí)實(shí)驗(yàn)。從生活中搜集來的實(shí)驗(yàn)素材，能夠縮短學(xué)生與物理實(shí)驗(yàn)的距離，讓學(xué)生感到蘊(yùn)含在物理實(shí)驗(yàn)中的生活氣息，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

比如，滑動(dòng)摩擦力的學(xué)習(xí)，學(xué)生對摩擦力方向的判斷存在較大難度，原因是學(xué)生缺乏對相對運(yùn)動(dòng)的感知，怎樣幫助學(xué)生克服這一障礙呢？筆者認(rèn)為可以通過實(shí)驗(yàn)來豐富學(xué)生的感性體驗(yàn)，為此可以借助生活中最常見的牙刷來完成這一實(shí)驗(yàn)：（1）讓學(xué)生將自己的手指按壓在事先準(zhǔn)備好的牙刷的毛上，并用力將毛向后擦，在力的作用下，刷毛開始往后倒，教師開始提問：“為什么牙刷的毛會(huì)產(chǎn)生向后的形變？”（學(xué)生通過思考明確結(jié)論：當(dāng)刷毛受到向某方向的作用力時(shí)，它們就會(huì)向著該方向發(fā)生形變）（2）讓學(xué)生先拖動(dòng)某個(gè)物體，讓其在地面上滑動(dòng)，提問學(xué)生：“物體受到滑動(dòng)摩擦力嗎？方向如何？”（3）教師再用牙刷來替換這個(gè)物體，使其在水平地面上向某方向運(yùn)動(dòng)，提問：“牙刷在滑動(dòng)時(shí)受到滑動(dòng)摩擦力嗎？方向如何？”（學(xué)生會(huì)明確，牙刷毛的指向?qū)⒊蔀榛瑒?dòng)摩擦力方向的標(biāo)記，從而形成結(jié)論：滑動(dòng)摩擦力的方向與相對運(yùn)動(dòng)方向相反。）

三、妥善包裝，以游戲的方式呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)

學(xué)生大多活潑好動(dòng)，如果我們以一成不變的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，他們很難產(chǎn)生參與實(shí)驗(yàn)的熱情。因此，為了更好地激活學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的熱情，教師要善于對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行包裝。我們應(yīng)結(jié)合學(xué)生的興趣，對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行再一次的加工與設(shè)計(jì)，在保持科學(xué)性和啟發(fā)性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升物理實(shí)驗(yàn)的趣味性，比如將物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成游戲，讓學(xué)生在游戲中主動(dòng)參與探究。

以“光的折射”教學(xué)為例，我們從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)入手，設(shè)計(jì)了這樣兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，第一個(gè)實(shí)驗(yàn)側(cè)重觀察和思考；第二個(gè)實(shí)驗(yàn)側(cè)重游戲與探索。具體實(shí)驗(yàn)情況如下：（1）讓學(xué)生在上課前就準(zhǔn)備一杯水，讓學(xué)生將直尺或鉛筆等插入水中，要求學(xué)生觀察物品插入水杯后的情況，并描述觀察結(jié)果。學(xué)生紛紛匯報(bào)，插入水中的物品像折斷了一樣。教師繼續(xù)提問：“是不是真的折斷了？這是什么原因？”（2）事先準(zhǔn)備一個(gè)高度在一米左右的塑料桶，將清水注入其中，在一塊泡沫板上畫上一條魚，并將其插入水中。讓學(xué)生用一根竹竿來叉“魚”，看誰叉得又快又準(zhǔn)。這一游戲徹底點(diǎn)燃了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，他們在一次次的嘗試后發(fā)現(xiàn)問題：為什么明明已經(jīng)瞄準(zhǔn)目標(biāo)，但最后都沒有“叉”中魚呢？兩個(gè)實(shí)驗(yàn)綜合起來思考，讓學(xué)生逐步分析清楚折射現(xiàn)象，進(jìn)而讓他們對物理規(guī)律產(chǎn)生了較為深刻的認(rèn)識。

實(shí)驗(yàn)是學(xué)生建構(gòu)物理知識的有效手段，在初中物理課堂上，物理教師要靈活運(yùn)用實(shí)驗(yàn)資源，引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)，這樣的教學(xué)才能有效激發(fā)學(xué)生參與的興趣。學(xué)生只有真正參與了，才能最大限度地發(fā)掘他們的學(xué)習(xí)潛能。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 蔣玉英.生活化的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與研究[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2015（2）.

[2] 任磊.新課程下高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)自主探究模式的構(gòu)想與實(shí)施[J].課程教育研究（學(xué)法教法研究），2016（2）.

（責(zé)任編輯 易志毅）