初中物理教學如何開展家庭小實驗

■江蘇省南通市通州區(qū)育才中學 施佩彤

隨著新課程改革的深入，初中物理教學模式發(fā)生了轉變，對物理教學也提出了更高的要求，教師在講解物理知識的過程中，不僅要關注學生對物理知識的掌握情況，更要重視對學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)。而實驗教學是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)最有效的途徑之一。所以，初中物理教師要開好、開足實驗教學，既要上好實驗課，又要做好課后實驗，通過開展家庭小實驗，提高學生的物理學習興趣和實踐能力，培養(yǎng)學生良好的學習習慣，提升學生的科學素養(yǎng)。

一、初中物理家庭實驗開展的現(xiàn)狀

（一）對物理小家庭實驗不重視

在素質教育實施的過程中，物理課程內容得到了進一步的完善，新課標下的物理教材，增加了大量的物理實驗，對學生實驗也有了一個新的要求。各學校也加大了對物理實驗室的資金投入，為物理實驗課程的開展提供了硬件支持。但仍有部分教師對物理實驗教學存在片面的認知，只重視課堂實驗教學，對課后實驗重視程度不足，沒有意識到家庭小實驗對學生物理學習的重要性，將實驗教學局限在了課堂上，影響了學生思維和動手能力的發(fā)展。

（二）教師對家庭小實驗指導不足

實驗是物理教學的基礎，也是物理教學的重點內容，在當前的物理教學中，越來越多的物理教師認識到了實驗教學的重要性。然而，仍有部分物理教師受傳統(tǒng)教育的影響，教師重理論輕實驗，過于重視學生的物理成績，在課堂上采用灌輸式教學方式，在實驗教學時認為只要演示一遍實驗就可以，對學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)不夠重視，導致學生在課堂上沒有動手操作的機會，學生的動手實踐能力較弱。再加上，教師在課堂上對學生缺乏必要的啟發(fā)和引導，學生對物理基礎知識和實驗操作技能掌握不夠扎實，在家庭實驗操作中會經(jīng)常出錯，很容易讓學生產(chǎn)生挫敗感，使學生對物理學習失去探究的興趣。

二、初中物理家庭實驗教學案例

聲音可以在固體和氣體中進行傳播，但是無法在真空中傳播，在學習這一內容時，教師可以引導學生展開大膽的猜想，自己去動手操作驗證，設計實驗內容。有些同學可能會利用家里的魚缸進行實驗，通過觀察魚的反應驗證聲音可以在液體中傳播。也有同學找到真空的材料，比如熱水瓶，將小石頭放進熱水瓶滾動，聽不到任何聲音，驗證了真空不能傳聲。初中階段的學生活潑好動，有著豐富的想象力，在實驗探究的過程中，學生可以提出無數(shù)種猜想，設計實驗驗證自己的猜想，選擇隨處可見的器材進行實驗，能夠調動學習積極性，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。所以教師要鼓勵學生開展家庭小實驗，在潛移默化下影響學生的思維。

例如，在學習蘇教版“浮力”這一課程時，該知識點涉及的內容較多包括了力、重力、壓強等，在課程開始之前，教師可以對學生提出要求，做浮沉家庭實驗，根據(jù)學生的興趣特點，合理選擇器材方案進行家庭實驗。第二天檢查學生的實驗，能夠發(fā)現(xiàn)學生的實驗多種多樣。會有學生在金屬蓋上開孔灌上水后，發(fā)現(xiàn)能夠倒立和水面處在相齊的狀態(tài)，說明受到的重力和瓶內水的重力相同。也有同學用喝飲料的瓶子裝上水制作浮沉子，擰緊瓶蓋將其放入水中，可以倒立在水中，和水面保持平齊的狀態(tài)。通過這一實驗，可以培養(yǎng)學生的動手能力，掌握物理規(guī)律，加深對物理知識點的印象，能夠體現(xiàn)出學生的主體地位，激發(fā)其創(chuàng)新意識。

學習蘇教版“平面鏡成像”這一課程時，可以鼓勵學生找家長配合完成實驗，給學生測量身高，鏡子可以看到全身，那鏡子有多長呢？學生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗就可以得到答案。在實驗開始前，教師不要正面答復，要引導學生自己設計實驗內容，和家長配合完成，在實驗過后得出答案，掌握平面鏡成像的特點，計算出全身鏡的長度，以此培養(yǎng)學生的物理素養(yǎng)，提高其動手能力。

三、實施家庭物理實驗的策略

（一）準備家庭小實驗

家庭物理實驗前教師要做好準備，雖然以學生為主體，但是教師準備的重要性也不容忽視。一方面，教師的準備包括編制實驗計劃、確定實驗內容、搜集實驗材料、制定實驗報告、說明實驗等。家庭小實驗是初中物理實驗教學的內容之一，是課堂教學的補充和延伸，所以，家庭小實驗的開展必須緊密聯(lián)系課堂教學內容。物理教師要結合教學計劃幫助學生制訂詳細的家庭小實驗研究計劃，幫助學生明確家庭小實驗所研究的內容及其研究價值。新課改后的初中物理教材，幾乎各個章節(jié)都有家庭小實驗的內容，教師要利用好這部分內容，合理安排家庭小實驗的時間。有些家庭小實驗可以以預習內容的形式布置在新知識教學前，以激發(fā)學生對新知的探究欲望；還有一些家庭小實驗，可以放在課程內容結束之后以課后拓展作業(yè)的形式留給學生，用家庭小實驗的方式幫助學生鞏固課堂所學，培養(yǎng)學生的科學態(tài)度。另一方面，學生也要做好家庭小實驗的充分準備。學生對家庭實驗的準備，需要做的有收集材料，開始的時候學生對實驗中使用哪些物品并不了解，往往準備了很多，在實際實驗時手忙腳亂，所以建議教師在準備階段，為學生擬定實驗材料清單，讓學生依照此清單收集材料，引導學生思考。如哪些材料在實驗中可相互替代，這樣在遇到不容易收集的材料時可以找尋替代品。在準備材料的時候學生還要遵循循環(huán)利用的原則，做到廢物利用，彈性透明薄膜加水后，就變成了放大鏡，可開展凸透鏡成像實驗。

（二）確定教師在家庭小實驗中的地位

通過對初中學生與教師開展家庭物理實驗的看法調查，可知學生都希望教師可以在家庭物理實驗前，簡單講解一下實驗內容與操作過程。但是通過對開展家庭實驗教學的教師訪談，可知教師只希望在實驗前對學生講解實驗內容，但是不講解實驗過程，旨在以此讓學生自主設計實驗過程，鍛煉其思考能力與動手能力，認為如果全權包辦，對學生的物理實驗能力提升效果不大。而實驗的結果，則多是以學生實驗報告完成情況與對其調查后總結出來。從實驗報告的完成情況分析，完整完成實驗報告的人數(shù)挺多，甚至有幾名學生有了創(chuàng)新。例如，在進行“水杯琴”的實驗中，就有3名學生從不同方面進行了創(chuàng)新，如小A同學使用兩個不同型號的玻璃杯進行敲音實驗，然后進行對比。在此，要想開展家庭物理實驗培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，就要在課堂教學的時候設置實驗主題，恰當講解與引導，若有不清楚的學生，教師也盡量不直接教授，而是以啟發(fā)引導為主，教師不代替學生思考，而是讓學生獨立思考。同樣以“水杯琴”實驗為例，一般是選擇形狀與材質、大小都一致的玻璃杯研究，但是有的學生在此選擇了發(fā)聲并不明顯的塑料杯，或者形狀不相同的載體，這樣在敲擊的時候不會得到想要的效果，在此就需要教師在布置實驗任務的時候，向學生展示可能使用到的素材，然后提出“你覺得這次實驗進行的目的是什么？”“我展示的這些材料哪些能讓實驗現(xiàn)象更明顯？”“除了這些材料，你覺得還能使用哪些材料？”等，以一系列問題引導學生思考選擇怎樣的材料。學生學習完成實驗后，教師還要結合實驗報告，針對性地講解重難點。如“水杯琴”實驗后，通過實驗報告發(fā)現(xiàn)學生對“水杯琴發(fā)出的聲音是怎么產(chǎn)生的？”這個問題的回答不確定，有的學生提出是杯壁發(fā)出的聲音，有的學生認為是杯子里的水發(fā)出的聲音，此處作為聲現(xiàn)象教學中的易錯問題與重難點。教師在此要循序漸進，先不直接給出答案，在與學生一同討論下得出答案。在實驗現(xiàn)象下，學生記憶猶新，教學能起到舉一反三的效果。所以教師要注重在物理家庭實驗中扮演的角色，即實驗主題的選定者，學生思維的引導者與解惑者。

（三）使用現(xiàn)代信息技術

以信息技術與互聯(lián)網(wǎng)為代表的現(xiàn)代科學技術在近幾年發(fā)展較快，信息網(wǎng)絡在教育中有重要作用，如遠程教學、線上課程等。家庭物理實驗的實施中，現(xiàn)代信息技術也為其順利開展提供便利。隨著現(xiàn)代移動智能終端的普及，家庭物理實驗信息的傳輸，不僅要依托傳統(tǒng)的紙質材料，還可借助QQ、微信等交流平臺。實驗材料從內容上分析，除了文字敘述，還可是視頻音頻等形式，教師可將此整理好后發(fā)送給學生，讓其更直觀地了解物理實驗主題，獲得對應實驗學習資源。家庭物理實驗中的最大特點，就是在家中做實驗，在此教師就是想指導也愛莫能助，學生沒有討論交流的對象。而現(xiàn)代技術的使用，如視頻通話，就便于學生在遇到問題的第一時間就能找到解決辦法。

（四）做好家庭小實驗的監(jiān)督、總結與評價工作

由于家庭小實驗是由學生自行設計、自己查找資料、準備實驗用品、自己動手的一種實驗活動，并且在家中完成，脫離了教師的視線，教師很難對學生的實驗過程進行監(jiān)督、指導，學生自由發(fā)揮的空間較大，如此要想達到實驗效果，就需要學生具備較強的自覺性。然而，在實際生活中，或多或少都會有部分學生自覺性不強，在缺乏教師監(jiān)督的情況下很難完成家庭小實驗的操作，為了讓每一個學生都能夠參與家庭小實驗，教師可以按照學生的學習層次為不同水平的學生設計不同的家庭小實驗內容，并為不同的學生規(guī)定不同的完成時間，滿足學生個性化的學習需求。在課堂教學中，教師還可以以課堂隨機提問的方式，向學生詢問與家庭小實驗相關的問題，也可以抽查學生的實驗完成報告，通過必要的課堂檢查檢驗學生家庭小實驗的完成質量，并對完成質量較高的學生進行肯定與表揚。對沒有完成家庭小實驗或實驗完成質量不高的學生，教師要給予及時的教育與指正，幫助其查找實驗失誤原因，端正其學習態(tài)度。在實際操作中，很多物理家庭小實驗最后都會得到具體有形的實物樣品，教師可以采用實物驗收的形式，將學生的實驗成果集中到一起，讓師生共同參觀驗收，通過對比、評價，提高學生的自我認知，幫助學生查找自己實驗過程中的成功與不足之處，在相互學習與相互交流中不斷完善自己的實驗方法與設計，培養(yǎng)學生精益求精、科學嚴謹?shù)膶W習精神。教師還可以讓學生根據(jù)自己設計的家庭小實驗撰寫物理小論文，讓學生將自己的實驗設計靈感、設計初衷、實驗準備、實驗過程、實驗結論、實驗感想等用文字表達出來，將實驗獲得的感性認識上升為理論認識，加深學生對物理知識的理解。

四、開展家庭實驗的建議

（一）建立開放性的實驗室

家庭小實驗不單指實驗要在家里進行，在課后自主完成的實驗都是家庭小實驗，教師可以根據(jù)物理教材的內容為學生建立方便實驗的平臺，利用閑置的器材進行實驗，在不影響實驗課程的前提下給予學生支持，鼓勵學生開展物理實驗。在提高實驗室器材利用率的同時，教師要豐富課程內容，挖掘有效的教學資源，積極轉變實驗室封閉式管理模式，開放供學生使用，為其創(chuàng)造實驗條件，幫助學生完成家庭小實驗。比如，在學習蘇教版“光的反射和折射”這一課程時，為學生提供玻璃鏡等材料，讓學生拿回家和家里的鏡子進行對比，照射一束光觀察反應，完成本節(jié)課的課外小實驗。教師應當積極為學生爭取使用實驗室設備器材的權利，鼓勵學生設計物理小實驗，詳細記錄實驗的整個過程。

（二）拓展學生的實驗空間

物理課堂時間有限，物理探究不能僅利用課上時間，教師要主動為學生拓展探究空間，為其提供充足的學習時間，創(chuàng)造實驗的機會。比如，在課下洗臉時，觀察水盆光的折射，了解光的折射現(xiàn)象，結合其他器材研究光的反射；利用日常生活中常見的物品進行平拋運動，測量距離、時間等，生活中有很多實驗的可代替品，可積極利用。通過簡單的實驗就能理解物理知識點的內容，掌握其計算原理，對學生后續(xù)的學習有很大的幫助。物理具有一定的復雜性，憑借教師在課堂上的講解，學生很難準確理解，而簡單的物理小實驗能夠加深學生對其的印象，牢記物理公式中的變量含義，操作簡單、較為直觀、有著多項優(yōu)點，可以培養(yǎng)學生的實踐能力，讓學生積累更多的物理知識，在物理學習中靈活運用實驗技能。

（三）利用各類資源，建立家庭實驗室

給學生介紹生活中常見的物品，設計一個簡易的物理小實驗，記錄下課堂上遺留的問題，在家里開展實驗，改變傳統(tǒng)的學習方式，對班級學生進行分組，小組內分工設計實驗、解決問題，能夠提高學生的參與性，在實驗中借鑒他人的觀點，彌補自身的不足。學生可在家庭小實驗中利用網(wǎng)絡技術，搜索各項信息，靈活運用課堂上的物理知識解決生活中的難題。

（四）優(yōu)化家庭小實驗的應用

物理實驗都是在教材內容的基礎上進行拓展，源于生活、用于生活，在生活中取材不會被空間限制，學生可以發(fā)揮自己的創(chuàng)新能力，對物理實驗進行探索，從設計實驗到完成實驗，逐步提高自己的操作能力。讓學生感受到實驗的樂趣，積極主動地創(chuàng)設實驗，是培養(yǎng)學生探究精神的重要途徑。初中教材上的家庭小實驗都是為了鼓勵學生主動學習物理知識，教師可以結合教材，貼近生活，向學生傳遞一些有趣的物理小知識，激起學生的探知欲，鼓勵學生發(fā)明一些小物品，在實驗的過程中適當?shù)亟o予學生正確的指導。而在課堂上對學生提問，讓學生帶著問題設計實驗，經(jīng)過反復的實驗驗證自己的猜想，將實驗成果展示到各個平臺，可以增強學生的自信心，讓學生感受到成功的喜悅。

根據(jù)上文可以得知，在家庭實驗中學生占據(jù)主導地位，教師要發(fā)揮引導人的作用，以實驗為主對教學模式進行創(chuàng)新。跟上時代的發(fā)展趨勢，更新教學觀念，突破傳統(tǒng)的教學理念，采用多樣化的實驗方式，激發(fā)學生對實驗的興趣，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力，提高物理實驗水平，能夠促進學生的全面發(fā)展。