優化物理實驗教學 構建高效課堂

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

關鍵詞：實驗教學;高效課堂;核心素養

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，中學一級教師，研究方向：初中物理教學.

“創新是一個民族進步的靈魂”.教學的靈魂在于創新，沒有創新就沒有發展和突破.所以，我們要對一些實驗加以創新，在教學環節的關鍵點切入生動形象的實驗，或創設情境，或化解難點，或引導實踐，充分調動學生的學習興趣，拓展學生的思路，真正達到提升學生學習水平的目的.下面是筆者平時所做的一些探索和想法.

1 創新實驗是構建高效課堂的有效手段

1.1 創新演示實驗，激發學生的學習興趣

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、實驗現象明顯，具有很強的示范性，學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，有些學生用膠頭滴管吸水，有的學生就質疑，這是否真的是大氣壓的作用？教師設計一些創新的實驗可以很好解答學生的疑問.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;接著向真空罩內回流空氣，滴管中的液面又會上升.如此現象明顯、正反兩面皆能驗證的實驗，對學生來說很有吸引力，能夠調動學生的學習熱情.

再如：在光在均勻介質中沿直線傳播的教學中，為了加深學生對光的傳播條件的理解，也可以進行實驗.在以往的教學中，教師只是引導學生觀察光從空氣斜射入水中的現象來進行說明，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），經過反復試驗，掌握操作的竅門，最終成功地展示了光在非均勻介質中的傳播路徑不是直線的現象.教師在課上演示這個實驗，可以使學生對這部分知識的掌握更加迅速和牢固.

1.2 創新探究實驗，激發學生的思維深度

在課堂學習中學習的主體是學生，用科學的方法進行探究則是以學生參與為主的學習活動.其主要目的是能夠讓學生在不斷探究的過程中掌握科學的學習方法，進而達到強化學生探究能力的作用.同時，教師還可以采用多種新型元素調動學生的探究積極性，部分學生會因為對各種器材和設備充滿較強的好奇心，而根據目標開展物理實驗.這樣學生在開放性思維的引導下，能夠有效拓展思維.例如：在學習大氣壓強的知識時，為了讓學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生探究實驗，給學生提供實驗器材，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實驗的內容.學生不斷地動腦思考，能夠有效地增強自身的實驗創新能力.

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

1.3 創新課外實驗，拓展學生的課余生活

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

2 自制教具是構建高效課堂的有力“法寶”

在開展實驗的過程中，教師應該堅持以教材內容為主要依托，并將實驗的過程呈現在學生面前，以此加深學生對相關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，但在實際教學中發現燭焰亮度低，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.用由發光二極管組成的F光源（如圖6所示）取代傳統實驗中的燭焰，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，不便于學生觀察，所以就加裝攝像頭（如圖7所示），將現象同步投影在黑板的屏幕上，有效地突破教學難點.

教師通過自制教具還可以對實驗進行相關拓展.例如：在小孔成像實驗中，可以引發學生產生以下思考：

（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節，可以演示“小孔成像 大孔成影”現象.

（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系.

再如：在學習“電壓”時，認識電壓的作用是教學中的難點.為了突破教學難點，易于學生理解，筆者采用類比法開展教學，通過水壓類比于電壓從而使學生建立電壓的概念.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、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;抽水機類比電源，為學生認識電壓的作用、電流產生的原因以及后續學習打好了基礎.自制教具的引入，有效彌補現有教學儀器的不足，通常能在教學中獲得良好的效果.

3 運用信息技術是構建高效課堂的重要策略

將信息技術、信息資源和課程內容結合，突破傳統教學簡單、枯燥的弊端.有些現象不明顯或課堂無法演示的實驗，可以通過信息技術模擬完成;再有，學生在實驗的過程中，存在一些問題，我們可以用信息技術手段及時進行捕捉，便于實驗后的交流與分享.還有，一些實驗需要進行現象的對比才能得出結論.例如：輪船從河里駛入海里，輪船排開水的體積發生變化，筆者在教學中，用牙膏皮制作一條“小船”（如圖11所示）.但是由于現象的差別不大，學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網絡，實現移動終端與PC之間的互聯互動的移動應用軟件.通過現場拍照并進行對比，學生清晰地看到這種變化，然后再通過對原理的分析，使學生對相關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中，教師應該不斷對實驗進行優化創新，充分重視物理實驗的實效性.在這一過程中，教師的教學水平得到有效提高的同時還能為學生創造更多的觀察和操作的機會.讓實驗成為“點擊”學生心靈的鼠標;讓創新“點亮”學生人生，讓學生感受物理學科的魅力，進而在學科領域自主探索，主動發展.

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（收稿日期：2021-06-22）