改進(jìn)器材，提升物理自制實(shí)驗(yàn)有效性

陳加晉

【摘 要】物理是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，直觀、高效、科學(xué)的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生更好地掌握物理概念、規(guī)律和原理等教學(xué)內(nèi)容。因此，本文從探討物理自制實(shí)驗(yàn)如何通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)器材，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)效果的思路出發(fā)，思考在教學(xué)中改進(jìn)器材的具體方式，以提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】初中物理;自制實(shí)驗(yàn);核心素養(yǎng)

可以說(shuō)物理課的教學(xué)離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)。基于物理教材的知識(shí)內(nèi)容，教師常需要借助自制實(shí)驗(yàn)來(lái)將抽象的物理知識(shí)直觀化、形象化，以達(dá)到優(yōu)化實(shí)驗(yàn)效果、提升教學(xué)質(zhì)量的目標(biāo)。因此，本文以改進(jìn)自制實(shí)驗(yàn)器材為基本思路，引導(dǎo)學(xué)生在廢物利用、擷取片段、比較材料的過(guò)程中獲得深層次的物理知識(shí)，從而真正提升初中物理課堂的教學(xué)質(zhì)態(tài)。

一、廢物利用，拓展資源

在一些物理實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)設(shè)備是有限的，有些實(shí)驗(yàn)材料是不易取得或者存在一定的危險(xiǎn)性。教師可以在確保或者優(yōu)化實(shí)驗(yàn)效果的前提下，選擇日常生活中的廢棄物作為實(shí)驗(yàn)器材。這種方式一方面可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)材料，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立變廢為寶、節(jié)約資源的環(huán)保意識(shí)。同時(shí)也利于拓展實(shí)驗(yàn)資源，拉近物理學(xué)與生活的距離，體現(xiàn)新課標(biāo)的教育理念。

例如，在進(jìn)行“聲音的產(chǎn)生”實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，教師可以提問(wèn)學(xué)生們：“我們生活的世界里充滿了各種聲音，那聲音究竟是如何產(chǎn)生的呢？同學(xué)們現(xiàn)在在教室里可以做什么活動(dòng)發(fā)出聲音？”學(xué)生想到了唱歌、說(shuō)話、敲桌子、拍手、撥動(dòng)尺子等等，教師要引導(dǎo)學(xué)生得出聲音是由振動(dòng)產(chǎn)生的。接著，教師可以讓學(xué)生思考，這里有一個(gè)揚(yáng)聲器，怎樣把發(fā)聲體的振動(dòng)表現(xiàn)出來(lái)呢？并引導(dǎo)學(xué)生從廢物利用的角度思考。學(xué)生積極思考，想到了可以用輕的物體把振動(dòng)效果展現(xiàn)出來(lái)，比如廢紙屑。將紙屑放在揚(yáng)聲器的紙盆里，一按發(fā)音鍵，紙屑就隨著跳躍，實(shí)驗(yàn)效果很明顯。在這個(gè)過(guò)程里，教師有效運(yùn)用了學(xué)生身邊的桌子、手、尺子包括廢紙屑等，都是理解聲音產(chǎn)生條件的有效實(shí)驗(yàn)器材和資源，學(xué)生也表現(xiàn)出了極大的實(shí)驗(yàn)興趣，參與到了實(shí)驗(yàn)探究中來(lái)，教學(xué)效果良好。

鼓勵(lì)廢物利用的方式也是教師激發(fā)學(xué)生的參與熱情，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的重要方式。學(xué)生既能通過(guò)觀察和思考開(kāi)拓思維，從身邊的日常物品中發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)材料，實(shí)現(xiàn)廢物利用，也能參與到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中去，享受實(shí)驗(yàn)操作的樂(lè)趣，從而加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解。

二、擷取片段，直觀呈現(xiàn)

教師在利用自制實(shí)驗(yàn)來(lái)幫助學(xué)生理解物理概念、原理等知識(shí)內(nèi)容的時(shí)候，有時(shí)候由于實(shí)驗(yàn)裝置復(fù)雜、步驟煩瑣，學(xué)生很容易受到其他因素的影響，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的效果大打折扣。因此教師可以采取擷取片段重點(diǎn)展示的實(shí)驗(yàn)方式，把握住實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)，直觀呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

例如，在“探究光的反射規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了讓學(xué)生更直觀地觀察到光反射的徑跡規(guī)律，教師可以利用有角度的可折疊的白色硬紙板、平面鏡、兩個(gè)光源、鉛筆、直尺等實(shí)驗(yàn)器材，將平面鏡放在水平桌面上，再把白色硬紙板豎直地立在平面鏡上，紙板上的直線ON垂直于鏡面。然后用一束紅光貼著硬紙板沿著某一角度射到O點(diǎn)，經(jīng)平面鏡反射，沿著另一方向射出。并要求學(xué)生在紙板上用鉛筆、直尺來(lái)描出入射光線和反射光線的徑跡，再不斷改變?nèi)肷涔饩€的方向多做幾次，每次都用不同顏色的筆畫出來(lái)。在這個(gè)過(guò)程中，通過(guò)抓住光的反射規(guī)律的實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)，讓學(xué)生把光線的入射和反射徑跡用鉛筆直觀地描畫出來(lái)，更便于學(xué)生觀察和分析，學(xué)生對(duì)光的反射規(guī)律也有了更加清晰和準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。

這種方式體現(xiàn)的是改進(jìn)物理自制實(shí)驗(yàn)教學(xué)的直觀性策略。教師要基于學(xué)生的知識(shí)積累程度和認(rèn)知發(fā)展水平，利用擷取片段、直觀展現(xiàn)的方式，提高實(shí)驗(yàn)的直觀性，實(shí)現(xiàn)抽象問(wèn)題的形象化，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)從感性認(rèn)識(shí)到理性思維的進(jìn)階發(fā)展。

三、比較材料，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)

教師在選擇實(shí)驗(yàn)材料、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要遵循最優(yōu)化的原則，通過(guò)比較和分析，為實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)效果選擇最適宜的實(shí)驗(yàn)材料，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案。同時(shí)教師還要注意引導(dǎo)學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)材料的分析、比較和優(yōu)化中來(lái)，激活學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。

例如，在“觀察水的沸騰”的實(shí)驗(yàn)中，教材里的實(shí)驗(yàn)用的裝置是燒杯。教師在教學(xué)這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓學(xué)生思考用別的儀器來(lái)代替燒杯嗎？這兩者有什么差別？學(xué)生從教師提出的問(wèn)題出發(fā)，想到了可以用大號(hào)試管來(lái)代替燒杯。理由是一方面是試管可以直接加熱，比較方便。另一方面使用試管能更好地控制水量，并且試管的管口比燒杯的小，不易散熱，更便于觀察和記錄。這時(shí)，教師可以結(jié)合學(xué)生的思考，按兩種實(shí)驗(yàn)器材組織比較實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生們?cè)趯?shí)際的實(shí)驗(yàn)中分析和確定哪種方式效果更好，驗(yàn)證自己的思考結(jié)果。同時(shí)教師要注意及時(shí)的肯定學(xué)生的思考和創(chuàng)新，引導(dǎo)學(xué)生更積極地進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的思考。

改進(jìn)自制實(shí)驗(yàn)的器材是教師在優(yōu)化物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)可以采取的一個(gè)方向。它的具體實(shí)踐模式有很多，絕不僅限于文中提到的廢物利用、擷取片段、比較材料這三種方式，教師要在教學(xué)過(guò)程中繼續(xù)去思考和實(shí)踐，以優(yōu)化實(shí)驗(yàn)為出發(fā)點(diǎn)，真正提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

總而言之，物理教師在教學(xué)工作中要意識(shí)到自制實(shí)驗(yàn)在優(yōu)化教學(xué)效果方面的重要作用，并且不斷摸索更有價(jià)值、更加創(chuàng)新的自制實(shí)驗(yàn)改進(jìn)策略，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中展開(kāi)觀察、思考、創(chuàng)新和探究，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和首創(chuàng)精神，從而真正培養(yǎng)和提升學(xué)生的初中物理核心素養(yǎng)。

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[2]陳燕.初中物理生成性課堂教學(xué)策略[J].中學(xué)生數(shù)理化（教與學(xué)）.2018（02）

（作者單位：江蘇省蘇州市吳江區(qū)南麻中學(xué)）