運用生活化實驗提升物理課堂效益的實踐研究

摘 要：實驗是學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的一種基本途徑。為了拉近物理實驗與現(xiàn)實生活之間的距離，教師可適時適度地將物理實驗生活化。實驗工具、實驗方法和實驗場域的限制，是教師運用生活化實驗提升物理課堂效益的現(xiàn)實困境。鑒于此，教師可通過采取指導(dǎo)學(xué)生自制實驗工具、向?qū)W生演示實驗方法以及拓展實驗場域等策略，更好地發(fā)揮生活化實驗在提升物理課堂教學(xué)效益方面的作用，讓物理教學(xué)因形象直觀、妙趣橫生的生活化實驗而更加精彩高效。

關(guān)鍵詞：生活化實驗；初中物理；課堂效益

作者簡介：孫利林（1984—），男，江蘇省南京市南京師范大學(xué)附屬中學(xué)丁家莊初級中學(xué)。

“從生活走向物理，從物理走向社會”是《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》倡導(dǎo)的課程理念之一。實驗是學(xué)生探究、理解、掌握、運用物理知識的一條有效途徑［1］。為了在初中物理教學(xué)中落實新的課程理念，更好地發(fā)揮實驗在引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識方面的作用，教師應(yīng)巧妙、恰當(dāng)、適度地運用生活化實驗。物理生活化實驗是指緊扣物理學(xué)科知識，且與學(xué)生日常生活密切相關(guān)的一些實驗。此類實驗內(nèi)容有趣、形式活潑，在提升物理課堂效益方面成效顯著。

一、運用生活化實驗的意義

生活化實驗源于生活，具有濃郁的生活氣息、很強的趣味性［2］。因此，與常規(guī)物理實驗相比，生活化的物理實驗更能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，引領(lǐng)學(xué)生學(xué)以致用。

（一）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力。倘若學(xué)生對物理知識不感興趣，那么，他們就會缺乏學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)動力。反之，如果學(xué)生學(xué)習(xí)興趣濃厚，那么他們就會具備較高的學(xué)習(xí)熱情、積極的學(xué)習(xí)態(tài)度。生活化實驗與學(xué)生的日常生活密切相關(guān)，能夠使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。

例如，在學(xué)習(xí)“摩擦起電”這部分內(nèi)容時，教師可以在課前準(zhǔn)備兩件100%腈綸的毛衣，男款和女款各一件。在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師可組織學(xué)生試穿腈綸毛衣，讓他們真切感受摩擦起電的現(xiàn)象。對于穿毛衣這件事情，學(xué)生并不陌生，但是，對于在穿毛衣過程中所產(chǎn)生的摩擦起電現(xiàn)象，學(xué)生并不是特別了解。在試穿毛衣的過程中，學(xué)生會聽到“噼里啪啦”的靜電聲音，從而對摩擦起電形成一種感性的認(rèn)識。課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)的穿毛衣實驗，與學(xué)生的日常生活聯(lián)系密切，是一個生活化實驗，因此，該實驗?zāi)軌蜉^好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

此外，在學(xué)習(xí)“摩擦起電”這部分內(nèi)容時，教師也可以準(zhǔn)備一些塑料梳子，讓學(xué)生一邊利用這些塑料梳子梳頭，一邊感受神奇的摩擦起電現(xiàn)象，以此激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探究摩擦起電現(xiàn)象的興趣，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

（二）降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度

面對抽象的物理知識，部分學(xué)生因受到自身認(rèn)知水平的限制，所以只能進(jìn)行淺嘗輒止的學(xué)習(xí)，無法深入地探究。為此，教師可適時、適當(dāng)?shù)乩蒙罨锢韺嶒?，將抽象的物理知識形象化，引領(lǐng)學(xué)生由淺入深地探究新知，降低學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的難度。

例如，在學(xué)習(xí)“物體的沉與浮”這部分內(nèi)容時，教師可讓學(xué)生在課前準(zhǔn)備食鹽、硬幣、橡皮泥、乒乓球、水盆、泡沫塑料等低成本實驗材料。在課堂中，教師可鼓勵學(xué)生利用這些低成本實驗材料，自主探究物體的沉浮現(xiàn)象。盡管沉浮現(xiàn)象在日常生活中并不鮮見，但是，學(xué)生對影響物體沉浮的因素并不了解。通過操作生活化的實驗，學(xué)生能認(rèn)識到物體的重量、體積以及水的密度等都是影響物體沉浮的重要因素。

與常規(guī)實驗相比，生活化實驗的操作更為簡單，與學(xué)生的日常生活聯(lián)系更加密切。同時，生活化實驗?zāi)軌驅(qū)⒊橄蟮奈锢碇R形象化，讓學(xué)生更為直觀、準(zhǔn)確、通透地理解物理知識，從而降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

（三）引領(lǐng)學(xué)生學(xué)以致用

學(xué)以致用是學(xué)習(xí)的基本目標(biāo)。學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的根本目的，在于能夠適時、適當(dāng)?shù)乩梦锢碇R，巧妙、有效地解決現(xiàn)實生活中的一些問題，進(jìn)而達(dá)到學(xué)以致用的目標(biāo)。因為生活化實驗與學(xué)生的日常生活密切相關(guān)，所以運用生活化實驗教學(xué)能夠培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的意識。

例如，騎自行車以直線的路線上坡，要比以“S”形曲線的路線上坡費力。因此，在確保安全的前提下，教師可引導(dǎo)學(xué)生在騎自行車上坡時，嘗試改變上坡路線，以“S”形路線騎行上坡，并讓其在實際體驗中思考其中的物理原理。這種有趣的、生活化的物理實驗，不僅有助于學(xué)生準(zhǔn)確理解物理知識，而且能夠引領(lǐng)學(xué)生學(xué)以致用。

當(dāng)學(xué)生利用生活化的物理實驗解決各種生活問題時，他們也會有更多的成就感、獲得感，并提升學(xué)習(xí)自信，對物理知識產(chǎn)生更加濃厚的興趣。

二、生活化實驗的運用困境

了解現(xiàn)實中生活化實驗的運用困境，是教師組織學(xué)生有序、有效開展生活化實驗的先決條件［3］。盡管生活化的物理實驗在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、降低學(xué)生學(xué)習(xí)難度以及引領(lǐng)學(xué)生學(xué)以致用等方面有重要意義，但是，教師在組織學(xué)生開展生活化的物理實驗時，卻可能會在實驗工具、實驗方法和實驗場域等方面，面臨以下現(xiàn)實困境。

（一）實驗工具的限制

物理實驗的有序開展，離不開相關(guān)的實驗工具。“巧婦難為無米之炊”，缺乏實驗工具是教師在運用生活化實驗提升物理教學(xué)效益時面臨的主要困境之一。

以“光的折射”這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)為例，如果學(xué)生在設(shè)計、實施生活化實驗時缺乏相關(guān)的實驗工具，他們就無法通過實驗深度探究、細(xì)致觀察光的折射現(xiàn)象。實驗工具的缺乏會阻礙學(xué)生開展生活化實驗。學(xué)生的探究興趣會因?qū)嶒灩ぞ叩娜狈Χ兴鶞p弱，學(xué)生的探究愿望也會因?qū)嶒灩ぞ叩娜狈Χ鴶R淺。若學(xué)生缺乏動手制作實驗工具的意識、能力，無法自主、有效解決實驗工具缺乏的問題，則會影響生活化實驗在促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展方面的作用。

在開展實驗的過程中，實驗工具有著至關(guān)重要的作用。實驗工具的缺乏會對學(xué)生循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)實驗產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。因此，如何圍繞實驗?zāi)繕?biāo)，基于實驗需求，開發(fā)、自制實驗工具，是教師引領(lǐng)學(xué)生開展生活化實驗過程中必須思考的問題。

（二）實驗方法的限制

同樣的實驗內(nèi)容、同樣的實驗環(huán)境、同樣的實驗工具，往往會因為實驗方法的不同而產(chǎn)生不同的實驗效果。在開展生活化實驗的過程中，如果學(xué)生對實驗方法不了解，或運用不熟練，就會導(dǎo)致實驗效果不理想。

物體的穩(wěn)定性是“重力”這部分內(nèi)容中的一個知識點。一些教師在引領(lǐng)學(xué)生探究臺扇、碗、礦泉水等常見物品的穩(wěn)定性時，因為受到實驗方法的限制，所以學(xué)生的探究效果不太理想。如果學(xué)生在開展生活化實驗時，能夠采取科學(xué)、合理、有效的方法，那么，他們的探究過程就會較為順利，探究效果就會更好。針對學(xué)生在開展生活化實驗時受到實驗方法限制的問題，教師應(yīng)基于學(xué)生的實際學(xué)情，有的放矢地指導(dǎo)學(xué)生掌握、運用一些恰當(dāng)?shù)膶嶒灧椒ā?/p>

不同的學(xué)生在開展相同的生活化實驗時，往往會因為所采取的實驗方法不同，而獲得不同的實驗效果。實驗方法的限制，也是教師在運用生活化實驗提升物理教學(xué)效益時亟待解決的一個問題。

（三）實驗場域的限制

生活化實驗的有序、有效開展，離不開相關(guān)的實驗場域。實驗室是學(xué)生操作實驗的主要場域，但并不是唯一場域。為了更好地發(fā)揮生活化實驗在提升物理教學(xué)效益方面的作用，教師應(yīng)引領(lǐng)學(xué)生適度拓展實驗場域。然而，從當(dāng)前教師組織學(xué)生操作生活化實驗的現(xiàn)狀來看，學(xué)生的實驗場域仍存在一定限制。

例如，教師在組織學(xué)生開展生活化實驗時，始終是在實驗室和教室二者之間切換，鮮有教師會將實驗場域拓展到更為廣闊的家庭、社會等?？梢?，學(xué)生的實驗場域比較窄。這種窄化的實驗場域，不僅會降低學(xué)生的實驗興趣，而且會弱化實驗在促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展方面的作用。從這個角度來看，實驗場域也成了限制生活化實驗提升物理教學(xué)效益的一項主要因素。

既然生活化實驗與學(xué)生的日常生活聯(lián)系密切，那么，教師就應(yīng)該圍繞實驗?zāi)繕?biāo)，結(jié)合多姿多彩的生活，適時適度地拓展實驗場域。身處廣闊的實驗場域，學(xué)生才能夠更為真切地感受到生活化實驗的樂趣。

三、運用生活化實驗的策略

運用科學(xué)、合理的生活化實驗開展策略，能獲得事半功倍的效果［4］。針對在開展生活化實驗過程中面臨的一系列現(xiàn)實困境，教師應(yīng)該采取指導(dǎo)學(xué)生自制實驗工具、向?qū)W生演示實驗方法以及拓展實驗場域等策略，以更好地發(fā)揮生活化實驗在提升物理教學(xué)效益方面的作用。

（一）自制實驗工具，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

對于生活化實驗工具缺乏的問題，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生自己動手，創(chuàng)造性地制作一些實驗工具，以此解決實驗工具缺乏的問題，激發(fā)學(xué)生開展生活化實驗的興趣。

例如，在引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)“重力”這部分內(nèi)容時，為了讓學(xué)生深度了解物體的穩(wěn)定性，筆者組織學(xué)生開展了生活化實驗。對于缺乏實驗工具的問題，筆者指導(dǎo)學(xué)生利用雞蛋制作了一個簡易的實驗工具。首先，學(xué)生拿出自己在課前準(zhǔn)備的一個雞蛋，在筆者的指導(dǎo)下，小心翼翼地用大頭針在雞蛋的一頭鉆一個小孔。接著，將蛋黃和蛋清從這個小孔倒出。然后，在這個雞蛋殼中加入一些沙粒和膠水，將沙粒固定在這個雞蛋殼的底部。最后，用水彩筆對這個雞蛋殼進(jìn)行美化。這樣，一個漂亮的不倒翁就做好了。這個不倒翁就是學(xué)生自制的實驗工具，利用這個不倒翁，學(xué)生能夠形象直觀地探究物體的穩(wěn)定性。

在上面的案例中，筆者通過指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地制作實驗工具，不僅有效解決了實驗工具缺乏的問題，而且增強了實驗的趣味性。學(xué)生在制作實驗工具的過程中，進(jìn)一步地感受到了物理知識與現(xiàn)實生活之間密不可分的關(guān)系。

（二）演示實驗方法，降低學(xué)習(xí)難度

抽象的物理知識往往會增加學(xué)生的理解、學(xué)習(xí)難度。為了降低學(xué)生的理解、學(xué)習(xí)難度，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，教師可開展形象直觀的生活化實驗教學(xué)，為學(xué)生演示實驗方法。

以“光的折射”這部分內(nèi)容為例，筆者通過現(xiàn)場演示的方式，讓學(xué)生了解、掌握生活化實驗的方法。首先，筆者向?qū)W生展示實驗材料：一根筷子、一把勺子、一盆水。之后，筆者讓學(xué)生觀察筷子、勺子的形態(tài)。通過觀察，學(xué)生發(fā)現(xiàn)：筷子是筆直的，勺子的勺柄也是筆直的。接著，筆者將這根筷子和這把勺子放入一盆水中，奇妙的現(xiàn)象出現(xiàn)了——筆直的筷子變彎曲了，筆直的勺柄也變彎曲了。最后，筆者組織學(xué)生聚焦這些神奇的實驗現(xiàn)象，展開討論與交流，讓學(xué)生對光的折射現(xiàn)象有一種感性的認(rèn)識。同時，學(xué)生在筆者演示的過程中，也逐步掌握了一些實驗方法。

通過為學(xué)生演示實驗方法，教師不僅能夠為學(xué)生自主開展生活化實驗奠定基礎(chǔ)，而且能夠降低學(xué)生理解、掌握、運用相關(guān)物理知識的難度，讓學(xué)生更為高效地學(xué)習(xí)相關(guān)物理知識，并逐漸將其內(nèi)化為自己的一種能力。

（三）拓展實驗場域，引領(lǐng)學(xué)以致用

生活化實驗與學(xué)生的日常生活密不可分。因此，教師應(yīng)適時適度地拓展實驗場域，將學(xué)生的實驗場域從實驗室、教室，拓展到更為廣闊的家庭、社會等，以此引領(lǐng)學(xué)生學(xué)以致用，培養(yǎng)學(xué)生運用物理知識解決生活問題的能力。

例如，在教學(xué)“氣體的壓強”這部分內(nèi)容時，筆者設(shè)計了一個生活化實驗項目，要求學(xué)生在家中利用一些低成本材料，自主制作一個小噴泉，并利用這個小噴泉美化家居環(huán)境，增加居室的濕度等。以下是學(xué)生甲在家中自制小噴泉的過程。首先，該學(xué)生在一個空飲料瓶中裝滿了水，并用一根大頭針在這個裝滿水的飲料瓶上扎了一排小孔。接著，該學(xué)生擰開瓶蓋，這時，飲料瓶中的水向噴泉一樣向外噴射。然后，該學(xué)生又將瓶蓋擰緊，原本向外噴射的小噴泉逐漸停止。最后，學(xué)生從這些實驗現(xiàn)象中得出了這樣的實驗結(jié)論：當(dāng)擰開瓶蓋時，瓶內(nèi)氣壓與瓶外氣壓相等，所以瓶內(nèi)的水會依靠自身的重力噴向瓶外；反之，當(dāng)擰緊瓶蓋時，瓶內(nèi)氣壓小于瓶外氣壓，所以瓶內(nèi)的水不會向外噴射。

實驗場域的拓展，豐富了學(xué)生的課余生活，讓學(xué)生更進(jìn)一步地認(rèn)識與了解了物理知識與現(xiàn)實生活之間的聯(lián)系。同時，在家庭、社會等更為廣闊的實驗場域中，學(xué)生也能夠逐步形成學(xué)以致用的意識和能力。

總而言之，生活化實驗與學(xué)生的現(xiàn)實生活聯(lián)系密切，其內(nèi)容更加豐富，形式更加有趣，能夠拉近抽象的物理知識與形象的現(xiàn)實生活事物之間的距離。因此，依托生活化實驗，教師能夠進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的興趣，降低學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的難度，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的意識和能力。物理教學(xué)效益會因生活化實驗的融入而得以提升，學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)會因生活化實驗的融入而得以全面發(fā)展。

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