生活化實(shí)驗(yàn)器材在初中物理教學(xué)中的運(yùn)用

【摘 要】物理是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，課堂中貫穿著各式各樣的物理實(shí)驗(yàn)。而作為一名合格的物理教師，應(yīng)向?qū)W生強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)對(duì)物理學(xué)科的重要性，并讓其認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是物理教學(xué)的重要組成部分。同時(shí)，為了消除學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的陌生感，降低實(shí)驗(yàn)成本，教師應(yīng)堅(jiān)持探索生活化實(shí)驗(yàn)器材，并鼓勵(lì)學(xué)生使用生活中的常見物品代替專業(yè)器材完成實(shí)驗(yàn)，獲得物理知識(shí)。文章就生活化實(shí)驗(yàn)器材在初中物理教學(xué)中的運(yùn)用展開分析，并提出幾點(diǎn)運(yùn)用策略。

【關(guān)鍵詞】生活化實(shí)驗(yàn)器材;初中物理;運(yùn)用策略

【中圖分類號(hào)】G633.7? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A? 【文章編號(hào)】1671-8437（2022）18-0086-03

初中物理知識(shí)以基礎(chǔ)內(nèi)容為主，但對(duì)于剛剛接觸物理學(xué)科的學(xué)生來說，物理學(xué)習(xí)還是具有一定的難度。因此，教師要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)形式，重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中驗(yàn)證自己所學(xué)的理論知識(shí)。而實(shí)驗(yàn)器材作為開展物理實(shí)驗(yàn)必不可少的元素，為了滿足易獲取、易操作的條件，教師應(yīng)探索生活化實(shí)驗(yàn)器材的運(yùn)用，以降低實(shí)驗(yàn)教學(xué)的門檻，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)更加良好的學(xué)習(xí)條件。

1? ?生活化實(shí)驗(yàn)器材的優(yōu)勢(shì)

1.1? 降低實(shí)驗(yàn)成本

生活化實(shí)驗(yàn)器材的特點(diǎn)就是成本較低、容易獲取，相對(duì)于精密、昂貴的實(shí)驗(yàn)器材來說，教師和學(xué)生都更愿意借助生活化器材來開展物理實(shí)驗(yàn)。應(yīng)用成本較低且容易獲取的生活化材料，能夠有效解決部分學(xué)校經(jīng)費(fèi)不足的問題，且獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果雖然不如專業(yè)實(shí)驗(yàn)器材精確，但并不影響對(duì)物理知識(shí)的驗(yàn)證[1]。此外，在使用生活化實(shí)驗(yàn)器材時(shí)，學(xué)生也可以參與器材制作的過程，對(duì)其動(dòng)手能力也有較為顯著的提升作用。

1.2? 激發(fā)學(xué)生的探究欲望

傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)多使用精密的儀器，但初中生剛剛接觸物理學(xué)科，對(duì)實(shí)驗(yàn)及器材較為陌生，難免會(huì)產(chǎn)生一定的畏懼心理，而生活化實(shí)驗(yàn)器材的運(yùn)用能夠有效解決這一問題。教師選擇學(xué)生生活中常見的物品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠讓他們產(chǎn)生親切感，輔以合理的引導(dǎo)就能夠使學(xué)生產(chǎn)生探究的欲

望[2]。同時(shí)，生活化實(shí)驗(yàn)器材的運(yùn)用還有利于拓展教學(xué)的范圍。受到時(shí)間的限制，在課堂中教師無法帶領(lǐng)學(xué)生完成所有的實(shí)驗(yàn)，因此可以鼓勵(lì)學(xué)生課后自行借助生活化實(shí)驗(yàn)器材逐一嘗試，從而讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理來源于生活，又能應(yīng)用于生活。

2? ?生活化實(shí)驗(yàn)器材在初中物理教學(xué)中的具體應(yīng)用策略

2.1? 豐富實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

在初中物理實(shí)驗(yàn)探究中，部分學(xué)校因資金不足，存在實(shí)驗(yàn)器材單一的問題，運(yùn)用生活化實(shí)驗(yàn)器材能夠有效解決這一問題。教師可以遵循就地取材的原則，選擇學(xué)生熟悉的生活物品來完成實(shí)驗(yàn)，這樣能夠更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)其發(fā)散

思維[3]。如在學(xué)習(xí)“物體的浮與沉”一課時(shí)，為了讓學(xué)生掌握“物體浮沉的相關(guān)條件”這部分知識(shí)，教師應(yīng)結(jié)合教材內(nèi)容設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)。首先，教材中的實(shí)驗(yàn)是將燒杯中盛清水后放入雞蛋，發(fā)現(xiàn)雞蛋沉入水底，之后向水中不斷加鹽并攪拌，就會(huì)發(fā)現(xiàn)雞蛋上浮。教師在課堂初始可以準(zhǔn)備雞蛋、食鹽等生活常見材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到液體密度與物體浮沉的關(guān)系。而類似改變液體密度的實(shí)驗(yàn)有很多，改變物體重力的實(shí)驗(yàn)卻較少，學(xué)生缺乏親身體驗(yàn)。對(duì)此，教師可以在完成教材中的實(shí)驗(yàn)后，利用生活化器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，帶領(lǐng)學(xué)生驗(yàn)證物體的重力與物體浮沉的關(guān)系。教師可以鼓勵(lì)學(xué)生搜集塑料瓶和空藥瓶，在藥瓶蓋上鉆一個(gè)洞，里面灌入一些水，灌水不宜過多，然后將小藥瓶倒置放入幾乎盛滿水的塑料瓶中，擰緊瓶蓋，使小藥瓶呈漂浮狀態(tài)。學(xué)生操作時(shí)發(fā)現(xiàn)，用手捏著塑料瓶可以看到藥瓶中的空氣柱變短了，說明有水進(jìn)入其中，同時(shí)，相較于藥瓶進(jìn)入塑料瓶中的初始位置而言，隨著水流的進(jìn)入，藥瓶在逐漸下沉。反之，手放開塑料瓶，藥瓶中的空氣柱又變長(zhǎng)了，藥瓶又逐漸上浮。由此，學(xué)生可認(rèn)識(shí)到，當(dāng)液體的浮力不變時(shí)，藥瓶的重力變化會(huì)影響它的浮沉情況。從而得出結(jié)論：物體的浮沉與液體密度、自身重力有關(guān)系。

2.2? 演示實(shí)驗(yàn)，讓探究更深入

當(dāng)下，社會(huì)各界越來越重視對(duì)學(xué)生探究能力的培養(yǎng)，而實(shí)驗(yàn)器材生活化，能夠助力學(xué)生探究物理知識(shí)，在實(shí)驗(yàn)中凸顯物理學(xué)科的本質(zhì)。教師在課堂中可以圍繞教學(xué)內(nèi)容，提前準(zhǔn)備生活化實(shí)驗(yàn)器材，并在講解知識(shí)點(diǎn)后提出探究問題引導(dǎo)學(xué)生思考，通過簡(jiǎn)單的演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生認(rèn)知物理知識(shí)，為后續(xù)的深入探究做鋪墊[4]。如在學(xué)習(xí)“浮力”一課時(shí)，為了讓學(xué)生了解浮力大小的影響因素，教師在課堂中往往會(huì)先引導(dǎo)學(xué)生猜想浮力大小的影響因素有哪些，然后帶領(lǐng)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。首先，教師在課堂中先向?qū)W生介紹浮力的概念，并提出浮力并非一成不變，會(huì)受到各種因素的影響上下波動(dòng)，接著再引導(dǎo)學(xué)生：“同學(xué)們，結(jié)合生活現(xiàn)象或經(jīng)驗(yàn)，猜一猜浮力大小與哪些因素相關(guān)？”根據(jù)教師的問題，學(xué)生會(huì)積極動(dòng)腦思考，并猜測(cè)：浮力的大小可能會(huì)與浸入液體的深度、液體的密度、物體的密度等相關(guān)。聽到學(xué)生的回答后，教師不要著急公布問題的答案，而是應(yīng)借助生活化器材開展實(shí)驗(yàn)，帶領(lǐng)學(xué)生逐一驗(yàn)證。準(zhǔn)備馬鈴薯、食鹽、彈簧測(cè)力計(jì)等材料，嚴(yán)格控制變量開展實(shí)驗(yàn)，具體方法如下：

①探究浮力與物體浸入液體的深度的關(guān)系時(shí)，可以準(zhǔn)備一個(gè)大的馬鈴薯，測(cè)出它在空氣中的重力及浸沒在水中不同深度處的拉力，將得到的數(shù)據(jù)記錄好;②探究浮力與排開液體體積的關(guān)系時(shí)，準(zhǔn)備一個(gè)馬鈴薯，用彈簧測(cè)力計(jì)吊著馬鈴薯慢慢浸入水中，且不碰觸底面和四周，當(dāng)馬鈴薯部分浸入水中后，記錄彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，當(dāng)馬鈴薯全部浸入水中后，再次記錄彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù);③探究浮力與液體密度關(guān)系時(shí)，將大馬鈴薯浸沒在鹽水中，測(cè)出其在鹽水中的拉力，將得到的數(shù)據(jù)記錄好;④將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)搜集、歸納到表格中，再根據(jù)已知物體的重力和在液體中的拉力，計(jì)算出物體在液體中受到的浮力。教師結(jié)合數(shù)據(jù)帶領(lǐng)學(xué)生交流討論，發(fā)現(xiàn)通過分析①中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，浮力的大小與物體浸入液體的深度無關(guān);通過對(duì)比分析②中彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)變化，發(fā)現(xiàn)浮力的大小與排開液體的體積有關(guān);通過比較①③兩組數(shù)據(jù)可知，浮力的大小與液體密度有關(guān)。由此，學(xué)生可以認(rèn)識(shí)到，液體的密度和排開液體的體積才是影響浮力的兩大因素。

2.3? 操作實(shí)驗(yàn)，變抽象為形象

初中物理學(xué)科中涉及部分抽象性較強(qiáng)的知識(shí)，導(dǎo)致很多學(xué)生在學(xué)習(xí)中會(huì)感到吃力。因此，在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為了降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，教師應(yīng)將抽象知識(shí)形象化。教師可以將物理實(shí)驗(yàn)器材生活化，就地取材，搜集學(xué)生熟悉的常見物品并應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)中，為學(xué)生展示物理現(xiàn)象[5]。之后，再準(zhǔn)備足夠的生活化實(shí)驗(yàn)器材，鼓勵(lì)學(xué)生親自動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在真實(shí)的體驗(yàn)中掌握物理知識(shí)。

如在學(xué)習(xí)“壓強(qiáng)”一課時(shí)，為了驗(yàn)證大氣壓存在，幫助學(xué)生加強(qiáng)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握，教師應(yīng)利用生活化器材展開教學(xué)。教師應(yīng)為學(xué)生演示“覆杯實(shí)驗(yàn)”，提出問題：“同學(xué)們，倒置杯子后紙片為什么不掉下來？”學(xué)生在思考和討論后，提出了“可能是水將紙片吸住了”“可能是杯子中沒有空氣”等猜想，但卻很少會(huì)向大氣壓方向考慮。為了幫助學(xué)生突破這一難點(diǎn)，教師可以借助生活化器材開展實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)備空的塑料瓶，在其底部鉆一個(gè)小孔，再用石蠟將這個(gè)小孔封住。首先，針對(duì)“紙片不掉是因?yàn)樗畬⑺×恕边@一觀點(diǎn)，教師可以讓學(xué)生用針將石蠟刺破，這時(shí)水和紙片都灑落下來，通過親身操作，學(xué)生自然會(huì)認(rèn)識(shí)到紙片不是因?yàn)楸凰×?，而是因?yàn)槭艿酱髿鈮簭?qiáng)的作用。其次，為了驗(yàn)證“紙片不掉是因?yàn)榈怪帽又車锌諝狻边@一猜想是否正確，幫助學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)大氣壓強(qiáng)，教師還可以設(shè)計(jì)更加嚴(yán)密的物理實(shí)驗(yàn)并鼓勵(lì)學(xué)生自主操作，具體如下：將塑料瓶放在一個(gè)相對(duì)密閉的空間中，用生活中常見的抽氣筒進(jìn)行抽氣，一段時(shí)間后，紙片就會(huì)掉下來。通過抽氣前后的對(duì)比，學(xué)生可以認(rèn)識(shí)到紙片的狀態(tài)與大氣壓有著明顯的關(guān)系，進(jìn)而對(duì)其產(chǎn)生更直觀的認(rèn)識(shí)。由此，利用生活中的常見事物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)物理知識(shí)的樂趣，還能對(duì)抽象的知識(shí)點(diǎn)有直觀的了解，提高學(xué)習(xí)效率。

2.4? 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生思維

放棄精密的實(shí)驗(yàn)器材，選擇生活化實(shí)驗(yàn)器材來作為教具，本質(zhì)上就是一種創(chuàng)新，而且初中生對(duì)新鮮事物有著較強(qiáng)的好奇心。因此，在實(shí)驗(yàn)中合理運(yùn)用生活化器材，能夠達(dá)到創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的目的，不僅可以激發(fā)學(xué)生的探究欲望，還能夠?yàn)槠錉I(yíng)造更加寬松、和諧的實(shí)驗(yàn)氛圍。在此基礎(chǔ)上，教師對(duì)學(xué)生的思維進(jìn)行合理的引導(dǎo)，能夠提升物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的

效率[6]。如在學(xué)習(xí)“力的作用是相互的”一課時(shí)，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生借助生活器材來制作實(shí)驗(yàn)裝置，在提高教學(xué)效率的同時(shí)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。首先，教師應(yīng)向?qū)W生講解理論知識(shí)，并提出問題：如何利用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證“相互作用的兩個(gè)力有什么關(guān)系”？能否用生活器材進(jìn)行驗(yàn)證？根據(jù)教師提出的問題，學(xué)生成立實(shí)驗(yàn)探究小組，自行搜集實(shí)驗(yàn)所需材料，如某實(shí)驗(yàn)小組利用生活中常見的氣球開展實(shí)驗(yàn)，將氣球吹氣后直接放在空氣中，發(fā)現(xiàn)放手后氣球會(huì)向與噴氣相反的方向跑。另一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組利用雞蛋和碗展開實(shí)驗(yàn)，用雞蛋敲碗邊，雞蛋是施力物體，碗是受力物體，但雞蛋卻碎了。類似的實(shí)驗(yàn)有很多，學(xué)生可以發(fā)揮想象力選擇生活化材料，并與小組成員合作完成，再結(jié)合真實(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)到作用力與反作用力的存在及關(guān)系。其次，當(dāng)學(xué)生利用生活化器材完成實(shí)驗(yàn)后，教師應(yīng)鼓勵(lì)各小組闡述自己的實(shí)驗(yàn)思路，進(jìn)一步鞏固對(duì)“力的作用是相互的”相關(guān)知識(shí)的理解。這樣一來，學(xué)生不僅掌握了知識(shí)，更知道了其中的原理，學(xué)會(huì)用物理知識(shí)來解釋相關(guān)物理現(xiàn)象。由此，在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生的思維能力也得到了培養(yǎng)和提升，通過交流和討論，學(xué)生可以認(rèn)識(shí)到創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的價(jià)值、實(shí)驗(yàn)中存在的不足等，從而認(rèn)識(shí)到生活化器材雖然能夠?yàn)槲锢韺?shí)驗(yàn)帶來便利，但也需要前期的積累和不斷思考。

2.5? 突破難點(diǎn)，解決疑難問題

學(xué)生受到思維和能力的限制，在物理學(xué)習(xí)中存在較多的難點(diǎn)，包括概念理解上的難點(diǎn)、思維上的難點(diǎn)及解題上的難點(diǎn)，如果不能及時(shí)突破這些難點(diǎn)，就會(huì)影響學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和吸收，還容易為知識(shí)體系的構(gòu)建埋下隱患。而合理地借助生活化物理器材，甚至是生活中常見的物品展開實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠有效解決這一問題。具體來說，教師在講解重難點(diǎn)知識(shí)后，可以借助實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，并合理運(yùn)用生活化器材來突破教學(xué)難點(diǎn)，進(jìn)而有效降低學(xué)習(xí)難度，解決學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的疑難問題。如在學(xué)習(xí)“摩擦力”一課時(shí)，“摩擦力的方向”“判斷摩擦力是動(dòng)力還是阻力”等知識(shí)都是學(xué)生學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)，為了深化學(xué)生對(duì)摩擦力的理解，教師應(yīng)重視生活化器材的運(yùn)用，準(zhǔn)備電動(dòng)小車、金屬絲、木板等材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究汽車車輪與地面摩擦?xí)r摩擦力的方向及性質(zhì)。結(jié)合課堂所學(xué)知識(shí)，學(xué)生可以在教師的引導(dǎo)下設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：首先，用金屬絲將電動(dòng)小車懸掛在木板上方，然后打開小車電源，發(fā)現(xiàn)小車車輪正在原地空轉(zhuǎn)，并沒有前進(jìn)或后退;其次，將電動(dòng)小車放下來，放在表面粗糙的長(zhǎng)方形木板上，再打開小車電源，發(fā)現(xiàn)小車相對(duì)木板前進(jìn)了。同時(shí)，教師要鼓勵(lì)學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)合“力能改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”的原則，認(rèn)識(shí)到電動(dòng)小車在粗糙的木板上之所以可以運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)槭艿搅讼蚯暗牧?，而這個(gè)力就是小車受到的向前的摩擦力。這一結(jié)論與學(xué)生以往的認(rèn)知是有沖突的，大部分學(xué)生認(rèn)為摩擦力是阻力，如汽車剎車等。教師則要提出摩擦力不僅能作為阻力也能作為動(dòng)力的觀點(diǎn)，并根據(jù)“力的作用是相互的”來設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn)：先按住小車保持不動(dòng)，再按動(dòng)控制按鈕，發(fā)現(xiàn)木板會(huì)向后退，結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就可以分析出電動(dòng)小車輪胎所受摩擦力的方向。由此，利用生活化器材開展實(shí)驗(yàn)，能夠讓學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)對(duì)物理知識(shí)展開分析，從而降低物理學(xué)習(xí)難度，提高教學(xué)效率。

總的來說，在初中物理課堂中，教師要重視培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)意識(shí)和動(dòng)手能力，以便引導(dǎo)學(xué)生借助實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和獲取物理知識(shí)。在實(shí)際教學(xué)中，教師可能會(huì)遇到各種各樣的實(shí)驗(yàn)，為了降低實(shí)驗(yàn)成本，讓部分實(shí)驗(yàn)更便捷、順利地展開，教師應(yīng)重視將物理實(shí)驗(yàn)器材生活化，以拉近實(shí)驗(yàn)與生活實(shí)際的距離，讓學(xué)生用生活中常見的事物來感受物理知識(shí)，從而提高學(xué)習(xí)效率。

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【作者簡(jiǎn)介】

王平建（1979～），男，漢族，江蘇徐州人，本科，中學(xué)一級(jí)教師。研究方向：物理教學(xué)。