優(yōu)化物理實驗教學(xué) 構(gòu)建高效課堂

摘 要：物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科.因此，教師在教學(xué)過程中采用實驗教學(xué)的方法，可以充分激發(fā)初中生學(xué)習(xí)物理的興趣.以實驗的形式教學(xué)，可以培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力.實驗之后進行討論，也可以進一步啟發(fā)學(xué)生對所學(xué)知識的思考，有效提高學(xué)生的邏輯思維能力，提高學(xué)生的物理核心素養(yǎng).

關(guān)鍵詞：實驗教學(xué);高效課堂;核心素養(yǎng)

中圖分類號：G633.7???? 文獻標識碼：B???? 文章編號：1008-4134（2021）20-0041-03

作者簡介：楊桂秀（1981-），女，天津人，本科，中學(xué)一級教師，研究方向：初中物理教學(xué).

“創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂”.教學(xué)的靈魂在于創(chuàng)新，沒有創(chuàng)新就沒有發(fā)展和突破.所以，我們要對一些實驗加以創(chuàng)新，在教學(xué)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵點切入生動形象的實驗，或創(chuàng)設(shè)情境，或化解難點，或引導(dǎo)實踐，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)生的思路，真正達到提升學(xué)生學(xué)習(xí)水平的目的.下面是筆者平時所做的一些探索和想法.

1 創(chuàng)新實驗是構(gòu)建高效課堂的有效手段

1.1 創(chuàng)新演示實驗，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

初中物理教材中貫穿著各種各樣的實驗，其中大部分實驗過程簡單、實驗現(xiàn)象明顯，具有很強的示范性，學(xué)生對這些實驗具有濃厚興趣.例如：在證明大氣壓強是否存在的實驗中，有些學(xué)生用膠頭滴管吸水，有的學(xué)生就質(zhì)疑，這是否真的是大氣壓的作用？教師設(shè)計一些創(chuàng)新的實驗可以很好解答學(xué)生的疑問.筆者演示如下實驗：將吸水的滴管置于真空罩中，用抽氣機向外抽氣（如圖1所示），會看到滴管中的液面下降;接著向真空罩內(nèi)回流空氣，滴管中的液面又會上升.如此現(xiàn)象明顯、正反兩面皆能驗證的實驗，對學(xué)生來說很有吸引力，能夠調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情.

再如：在光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播的教學(xué)中，為了加深學(xué)生對光的傳播條件的理解，也可以進行實驗.在以往的教學(xué)中，教師只是引導(dǎo)學(xué)生觀察光從空氣斜射入水中的現(xiàn)象來進行說明，而對于“均勻”這個條件不曾用實驗驗證，為此，筆者制作玻璃缸，寬度只有10厘米左右，可以使實驗現(xiàn)象更加明顯.向玻璃缸中加水，然后用長頸漏斗向水中注入糖水（如圖2所示），經(jīng)過反復(fù)試驗，掌握操作的竅門，最終成功地展示了光在非均勻介質(zhì)中的傳播路徑不是直線的現(xiàn)象.教師在課上演示這個實驗，可以使學(xué)生對這部分知識的掌握更加迅速和牢固.

1.2 創(chuàng)新探究實驗，激發(fā)學(xué)生的思維深度

在課堂學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)的主體是學(xué)生，用科學(xué)的方法進行探究則是以學(xué)生參與為主的學(xué)習(xí)活動.其主要目的是能夠讓學(xué)生在不斷探究的過程中掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，進而達到強化學(xué)生探究能力的作用.同時，教師還可以采用多種新型元素調(diào)動學(xué)生的探究積極性，部分學(xué)生會因為對各種器材和設(shè)備充滿較強的好奇心，而根據(jù)目標開展物理實驗.這樣學(xué)生在開放性思維的引導(dǎo)下，能夠有效拓展思維.例如：在學(xué)習(xí)大氣壓強的知識時，為了讓學(xué)生自己動手感受實驗效果，筆者嘗試將課本上的演示實驗改為學(xué)生探究實驗，給學(xué)生提供實驗器材，做幾個能夠證明大氣壓強存在的實驗，并讓各個小組在開展實驗的過程中明確相關(guān)實驗的內(nèi)容.學(xué)生不斷地動腦思考，能夠有效地增強自身的實驗創(chuàng)新能力.

再如：光沿直線傳播現(xiàn)象，筆者就設(shè)計成學(xué)生分組實驗，引導(dǎo)學(xué)生觀察光在氣體、液體以及透明固體中的傳播徑跡（如圖3所示）.從教學(xué)過程和最終效果來看，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性得到明顯提高，對實驗的過程及現(xiàn)象也產(chǎn)生非常深刻的印象.

1.3 創(chuàng)新課外實驗，拓展學(xué)生的課余生活

課外實驗同樣是物理實驗教學(xué)中至關(guān)重要的一環(huán).在初中物理實驗課程的教學(xué)過程中，物理探究實驗不僅能夠讓學(xué)生在參加實驗活動的過程中更加深刻地掌握實驗結(jié)論，同時學(xué)生在參加實驗活動的過程中，親身經(jīng)歷實驗活動的幾個環(huán)節(jié)，有利于加深學(xué)生對各個實驗環(huán)節(jié)的理解和感知.然而，物理實驗課程教學(xué)的時間和空間有限，有時我們還需要利用課外時間，有效轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的物理實驗活動，讓學(xué)生能夠在課外實驗中從多角度感知、體驗.教師以課堂為主體，適度拓展課外實驗小制作，不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，還能鞏固在課堂中所學(xué)的知識，提升認知，在實驗的過程中得到新的收獲和體驗，全面提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng).例如：在學(xué)完聲現(xiàn)象后，可以讓學(xué)生用身邊的材料制作“土電話”;在學(xué)完熱現(xiàn)象后，可以讓學(xué)生在家做小實驗“冷水拔冰”;在學(xué)完光的直線傳播現(xiàn)象后，可讓學(xué)生完成一個小孔成像的課外小實驗;在學(xué)完重心的知識后，讓學(xué)生制作一個關(guān)于物體重心變化的實驗等等.這些小實驗、小制作也豐富學(xué)生的課余生活.

2 自制教具是構(gòu)建高效課堂的有力“法寶”

在開展實驗的過程中，教師應(yīng)該堅持以教材內(nèi)容為主要依托，并將實驗的過程呈現(xiàn)在學(xué)生面前，以此加深學(xué)生對相關(guān)物理實驗知識的理解.如果一些實驗按照教材中的演示操作效果不理想，我們就可以通過自制教具的手段對實驗加以改進和創(chuàng)新.例如：小孔成像實驗，在教材中我們需要觀察燭焰在薄膜上成的像，但在實際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)燭焰亮度低，成像不清晰，所以筆者自制教具（如圖4、圖5所示），對此進行了改進.用由發(fā)光二極管組成的F光源（如圖6所示）取代傳統(tǒng)實驗中的燭焰，不僅成像清晰且容易分辨像是倒立的.此外，教師在演示講解時光屏太小，不便于學(xué)生觀察，所以就加裝攝像頭（如圖7所示），將現(xiàn)象同步投影在黑板的屏幕上，有效地突破教學(xué)難點.

教師通過自制教具還可以對實驗進行相關(guān)拓展.例如：在小孔成像實驗中，可以引發(fā)學(xué)生產(chǎn)生以下思考：

（1）為什么叫“小孔”成像？大孔會怎么樣？

（2）小孔的形狀改變是否會引起成像形狀改變？

（3）小孔成像的大小是否會變？受什么因素影響？

為了完成以上探究，在制作教具的過程中：

（1）增加光圈（如圖8所示），通過對光圈孔徑由小到大的調(diào)節(jié)，可以演示“小孔成像 大孔成影”現(xiàn)象.

（2）選用2個盒蓋來改變孔的形狀.

（3）物體和光屏可以在軌道上滑動，就可以探究像的大小與物到孔的距離和光屏到孔的距離的關(guān)系.

再如：在學(xué)習(xí)“電壓”時，認識電壓的作用是教學(xué)中的難點.為了突破教學(xué)難點，易于學(xué)生理解，筆者采用類比法開展教學(xué)，通過水壓類比于電壓從而使學(xué)生建立電壓的概念.為此筆者利用身邊物品（如圖9所示）：3個塑料瓶、1個閥門、1個小葉輪、幾根水管、1個抽水機，自制教具.

電路部分（如圖10所示）：電池、開關(guān)、小燈泡、LED光帶（模擬電荷的定向移動）.實驗中用水輪機類比燈泡;閥門類比開關(guān);抽水機類比電源，為學(xué)生認識電壓的作用、電流產(chǎn)生的原因以及后續(xù)學(xué)習(xí)打好了基礎(chǔ).自制教具的引入，有效彌補現(xiàn)有教學(xué)儀器的不足，通常能在教學(xué)中獲得良好的效果.

3 運用信息技術(shù)是構(gòu)建高效課堂的重要策略

將信息技術(shù)、信息資源和課程內(nèi)容結(jié)合，突破傳統(tǒng)教學(xué)簡單、枯燥的弊端.有些現(xiàn)象不明顯或課堂無法演示的實驗，可以通過信息技術(shù)模擬完成;再有，學(xué)生在實驗的過程中，存在一些問題，我們可以用信息技術(shù)手段及時進行捕捉，便于實驗后的交流與分享.還有，一些實驗需要進行現(xiàn)象的對比才能得出結(jié)論.例如：輪船從河里駛?cè)牒＠铮喆砰_水的體積發(fā)生變化，筆者在教學(xué)中，用牙膏皮制作一條“小船”（如圖11所示）.但是由于現(xiàn)象的差別不大，學(xué)生對比起來比較困難，所以筆者使用“希沃授課助手”軟件， “希沃授課助手”就是一款基于無線Wifi網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)移動終端與PC之間的互聯(lián)互動的移動應(yīng)用軟件.通過現(xiàn)場拍照并進行對比，學(xué)生清晰地看到這種變化，然后再通過對原理的分析，使學(xué)生對相關(guān)知識的認識由感性上升為理性.

綜上，在初中物理課堂的教學(xué)中，教師應(yīng)該不斷對實驗進行優(yōu)化創(chuàng)新，充分重視物理實驗的實效性.在這一過程中，教師的教學(xué)水平得到有效提高的同時還能為學(xué)生創(chuàng)造更多的觀察和操作的機會.讓實驗成為“點擊”學(xué)生心靈的鼠標;讓創(chuàng)新“點亮”學(xué)生人生，讓學(xué)生感受物理學(xué)科的魅力，進而在學(xué)科領(lǐng)域自主探索，主動發(fā)展.

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（收稿日期：2021-06-22）