玻璃杯：物理問題生活化的潤滑劑

朱曉洪

摘 ?要 在新課標指導下，教師要拓展自己的視野，特別是不能夠只將目光聚集于學校實驗室器材上，而是要樂于、善于搜索生活中的器材，并能夠借助生活中的常見器材開展物理實驗。結合多年教學實踐經驗，論述玻璃杯在聲、光、電三個主題實驗活動中的妙用，期望為廣大同仁提供運用生活器材的參考，使實驗插根課堂，開花結果。

關鍵詞 玻璃杯;物理實驗;初中物理;核心素養

中圖分類號：G633.7 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）17-0122-03

1 前言

物理學是一門以實驗為基礎的自然學科，但目前不少學校的實驗設備并不充沛，導致實驗落實不到位，影響了物理課堂的質量與效率。基礎教育課程改革指明了物理教學的主題——從生活走向物理，從物理走向社會。這無疑對當代物理教育工作者提出新要求：善于發現、開發、利用生活器材，積極開展演示、分組等實驗活動。眾所周知，物理學科知識較為抽象，理解難度較大，但通過具體的實驗活動，能夠化抽象為具象，使學生在觀察、實操的過程中理解知識，同時能夠掌握分析問題、解決問題的技巧，培養學生的物理核心素養。但是，目前部分學校的實驗器材并不充沛，不利于落實分組實驗。而實踐證明，單一憑借演示實驗，并不能夠充分挖掘實驗的功能性。

結合多年的實踐經驗，筆者認為，玻璃杯雖不是物理實驗器材，卻能夠用于開展演示實驗、分組實驗等實驗活動，有助于挖掘實驗的功能性，推動“從生活走向物理，從物理走向社會”這一教學主題的落實步伐，培養初中生的物理學科核心素養。玻璃杯對于初中生來講較為熟悉，甚至可以說“時時見到，常常用到”，將其應用于實驗中，能夠激活學生的思維，調動學生多動手、多動腦的欲望。為此，筆者結合多年的實踐經驗，論述玻璃杯在聲、光、電三個主題實驗活動中的妙用，希望能夠為生活化物理實驗課堂提供一個探索的方向，促使學生的物理素養到培養與發展。

2 聲：生活中操作練習，打破課堂限制

“聲現象”是初中階段物理學科的重要內容之一，但是由于其自身的抽象性，導致學生學習的情緒不高，甚至有部分學生產生厭學心理，進而導致課堂的教學效率與質量都不甚理想。結合教科書與實踐經驗發現，“聲現象”教學的難點簡單可以歸納為“變化”，而具體來講就是：聲現象作為萬千物理現象的一種，其要求在一定條件下進行，值得注意的就是，聲現象并非千篇一律，而是會隨著外界條件的變化而產生新的變化。換言之，作為當代一線的物理教師，要扮演好引導者的角色，引導學生了解“變化”的條件，并為學生創造探索條件變化的氛圍，使學生通過觀察、操作、討論等方式，認識實驗現象及其產生的原因，同時能夠全面地理解、掌握知識。

為此，筆者將生活中常見的玻璃杯引入“聲現象”的課堂，開展三個演示實驗。

實驗1：明確聲音產生的條件

實驗器材：兩個相同的玻璃杯、筷子。

實驗目的：聲音是由發聲體的振動產生的，且會隨著振動的停止而消失。

實驗操作：用筷子輕輕敲擊玻璃杯A的杯口，會聽到響亮、動聽的聲音;用左手握住玻璃杯B的杯口，右手用筷子輕敲玻璃杯，卻未曾聽到聲音。

實驗2：發聲體對聲調的影響

實驗器材：四個相同的玻璃杯（A、B、C、D）、水、筷子。

實驗裝置：實驗裝置如圖1所示。

實驗目的：發聲體的長度不同，震動發出聲音的“聲調”不同。

實驗操作：將四個玻璃杯依次放好，并隨機向玻璃杯A、玻璃杯B、玻璃杯C、玻璃杯D中放入不等量的水，如圖1所示;用筷子分別敲擊玻璃杯的杯口，會聽到“聲調”不同、奇妙的聲音。

實驗3：發聲體對音色的影響

實驗器材：厚度d=1.5 mm的玻璃杯E、厚度d=2.5 mm的玻璃杯F、筷子。

實驗目的：發聲體的厚度不同，振動發出聲音的“音色”不同。

實驗操作：用筷子分別輕輕敲擊厚度d=1.5 mm的玻璃杯E與厚度d=2.5 mm的玻璃杯F的杯口，聽到“音色”不同的兩種聲音。

上述三個實驗操作簡便，現象明顯，同時打破了課堂的限制。玻璃杯、筷子以及水都是日常生活中隨處可見的，確實有效地解決了實驗器材捉襟見肘的問題，更能夠為學生提供不受時間、地點限制的操作平臺。在日常生活中，學生可以進行操作練習，既有助于加深對于聲現象相關知識的理解與掌握，又能夠鍛煉實驗操作能力，養成樂于觀察、善于歸納的良好習慣，最終實現培養物理素養的目標。

3 光現象的分組實驗：現象明顯又有趣，實現動態下觀察

“光”是初中物理學科的重要組成部分，主要由光的傳播、光的反射、光的折射以及光的色散等內容組成。而結合教學實踐與教科書內容發現，該部分知識較為抽象，但通過實驗，能夠解決知識抽象化這一問題，更能夠強化學生對知識的理解，促使學生完成知識內化，培養發展自身的物理素養。值得注意的就是，無論是光的傳播特點，還是光的傳播規律，都需要借助光路完成抽象到具象的轉化，但是教科書中出現的實驗方案不利于實現動態觀察，進而影響實驗的效用。

基于此，筆者將玻璃杯視為物理實驗的主要器材，特別是將其運用到平面鏡成像實驗中。換言之，在“光現象”章節內容教學過程中，筆者運用玻璃杯進行了兩個分組實驗。

實驗1：平面鏡成像

實驗器材：玻璃杯、水、鉛筆。

實驗裝置：實驗裝置如圖2所示。

實驗目的：平面鏡成像的特征——正立、放大、虛像。

實驗操作：向玻璃杯中注入適量的水，并將鉛筆垂直豎立于玻璃杯的右側，如圖2所示;從玻璃杯的左面看玻璃杯右側的鉛筆，發現鉛筆被放大了;將鉛筆由左向右移動，會發現透過玻璃杯看到的“鉛筆”則是由右向左移動，且會逐漸變大，而后又逐漸變小。最能夠吸引學生目光的就是，“鉛筆”變胖了，卻未曾長高。

實驗2：光的折射

實驗器材：玻璃杯、水、硬幣（5角）。

實驗目的：光由水進入空氣時發生折射。

實驗操作：將硬幣（5角）放入玻璃杯的底部，而學生則退后到看不到硬幣的位置;向玻璃杯中緩慢地注入水，而水達到一定高度時，則能夠看到硬幣。

就實驗器材來講，玻璃杯、鉛筆、水、硬幣都是生活中常見的，消除了學生內心的隔閡，同時調動了學生實驗的興趣。而上述兩個實驗都是分組實驗，在整個實驗過程中，教師起到點撥、指導的作用，而學生則是實驗的實操者、觀察者，這無疑為學生提供了討論、交流的良好平臺與資源，最終形成和諧、良性競爭的班級學習氛圍。除此之外，實驗過程是一個動態過程，學生能夠動態地觀察不同實驗條件的不同現象，便于全面地掌握、理解知識，為進行深入學習奠定良好基礎。

4 電：操作成功率較高，易于學生掌知識

“電”現身于初中物理教科書，是為高中階段進行深入學習奠定基礎的。而通過分析初中階段物理教科書發現，“靜電現象”是教師教與學生學的重點，值得注意的就是：絕緣體與導體及其兩者之間的關系是大多數學生學習路上的“攔路虎”，甚至有部分學生采用死記硬背的方式，將教科書中出現的絕緣體與導體生硬地刻入腦海中，進而出現“提起來知道，實操就出錯”的尷尬現象。歸根究底，學生根本未能掌握絕緣體與導體及其兩者之間的關系。

基于此，筆者選用生活化的器材進行自制實驗，使學生通過具體的實驗現象抓住知識的精髓，完成知識的內化。

實驗1：玻璃是絕緣體

實驗器材：玻璃杯、兩節電池、小燈泡、開關、導線。

實驗目的：驗證玻璃是絕緣體。

實驗裝置：實驗裝置如圖3所示。

實驗操作：按照串聯電路的連接技巧，將電池、開關以及小燈泡連接起來;將玻璃杯的杯口連接到電池的負極，而玻璃杯的杯底連接到小燈泡的一端;關閉開關，觀察小燈泡不亮。

實驗2：導體與絕緣體之間的關系

實驗器材：玻璃杯、酒精噴燈、兩節電池、導線、開關、小燈泡。

實驗目的：證明絕緣體與導體并無絕對界限。

實驗操作：對圖3實驗裝置中的玻璃杯進行加熱，使玻璃杯呈現紅熾狀態;觀察發現小燈泡由原來的不亮逐漸到發光。

上述實驗的操作簡單、容易，降低了失敗的概率，同時實驗現象非常顯著，僅靠肉眼就能夠清晰地辨識。除此之外，通過簡單、成功率高的實驗，能夠將抽象性強、理解難度高的絕緣體概念解釋清楚，促使初中生準確地抓住絕緣體的脈絡，為后續舉一反三地運用奠定扎實的基礎;還有助于學生清晰地認知絕緣體與導體之間的關系，幫助學生成功跨越電部分學習路上的“攔路虎”，促使學生樹立學習“電”的信心;更重要的是培養了學生的拓展思維，使學生認識到創新的必要性與意義。

5 結語

綜上所述，物理實驗并不一定非要借助于實驗室器材才能夠進行，而是可以選用生活化器材進行創新性實驗。這樣既能夠打破課堂的限制，實現隨時練、隨地習，又能夠降低實驗操作的難度，凸顯實驗現象，使學生更好地理解、掌握知識，完成知識的內化，培養與發展物理核心素養。

玻璃杯在日常生活中隨處可見，它現身于物理實驗中，能夠賦予物理實驗生活化特征，吸引學生的注意力，調動學生參與、觀察的興趣，進而順利、高效地完成教學目標。因此，作為課改背景下的教育工作者，要圍繞“從生活走向物理，從物理走向社會”這一主題，鎖定生活中的器材，進行探索與創新，開展具有生活氣息的物理實驗，進而為物理實驗帶來新的天地、新的方向。

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