初中物理線上教學居家實驗新探

徐珊珊

(福建省廈門市海滄區教師進修學校附屬學校，福建 廈門 361026)

1 引言

初中物理是研究自然界表面現象，涉及的知識點也不是特別復雜，實驗開展起來相對比較容易，但是疫情當下的線上教學，學生不能和教師見面，也不能來到學校實驗室，導致物理實驗無法開展。以往很多教師會在新課前給學生展示一些小實驗，通過簡單的器材激發學生對物理現象的興趣，這些器材往往都是來源于生活之中，因此線上物理教學，我們可以將居家實驗作為實驗教學的主要途徑，引導學生通過生活材料和情境，開展實驗研究。

2 初中物理線上教學居家實驗開展原則

2.1 操作簡便，選材容易

線上教學模式下的居家實驗，教師首先要確保設計的該實驗，能夠讓學生在家完成，確保實驗的材料和工具，在家里都能夠找到。實驗的選題應該盡量縮小，這樣實驗操作起來就比較簡便，選題范圍大的實驗，需要耗費學生很長時間，在缺乏教師的引導下學生很難獨立完成[1]。物理知識蘊含在生活之中，源于生活且高于生活，我們日常生活中會接觸到各種各樣的物理知識。初中生正是好奇心旺盛之時，對于各種事情都想嘗試一番。教師可以有意的去引導學生，讓他們在生活中多觀察、多體驗，不僅讓他們的經歷更加豐富，也使得他們將所得到的生活經驗和書本上的物理理論知識相結合，對理解這些概念起到了很好的作用。與此同時，教師可以指導學生將家中所有的各種工具替代物理實驗所需器材，結合書本中的內容在家里做一些小實驗，這樣可以提高學生的學習興趣。學生也可以在實踐過程中對書本現有的實驗進行一定的改進，讓他們在動手實驗的過程中提高動手能力以及創新能力。例如，要想明白光的色散原理，玻璃杯與水就可以作為實驗器材；要想了解壓強，筆、乒乓球等等都可以用來做實驗；為了解電路知識，小燈泡、手電筒等等也都可以用作器材。以上所提到的所有器材都是日常生活中最常見的東西，學生可以很容易得到。這種方式可以讓學生在家里就可以做實驗，也可以讓學生了解到物理知識是來源于生活并且服務于生活的，使得學生的探索精神以及自我學習、自我反思的能力大大提高，并且同時提高學生的物理素養。

例如光學實驗中的：“探討凸透鏡成像的規律”，對于初中生來說，他們在本實驗中很容易犯的錯誤有：實驗儀器不在同一高度，蠟燭與凸透鏡的位置難以控制，這些都需要教師在實驗過程中指點，操作也復雜，所以本實驗不宜于作為家庭實驗。

2.2 實驗生動性、趣味性原則

居家實驗是學生個人，或者和父母一起開展的實驗，在疫情背景下，學生的學習情緒和積極性都比較低落，在這種情況下，教師設計的居家實驗必須要有生動性和趣味性特點，能夠激發學生實驗探究欲望，實驗現象能夠讓學生產生興趣[2]。由于網絡技術的發達，目前虛擬實驗室越來越多，這種實驗室將原本是實物的物理實驗虛擬化，使得學生在家中只要通過網絡就能進行物理實驗，并且這些實驗非常真實準確。教師的指導下，學生利用這類實驗室能夠很好的完成實驗操作，既安全又便捷，而且可以提高學生的動手能力。虛擬實驗室的類型眾多，例如，當學習到電學部分，學生可以通過虛擬實驗室連接上實體電路，對整個過程有所了解，這種寓教于樂的方式就是網絡發展所帶來的學習便利。

與此同時，圖片、視頻等等方式都可以被充分利用起來，例如在對影響滑動摩擦力大小的因素進行研究之時，就可以利用視頻的方式進行講解。在視頻播放過程中，教師可以不停的暫停與播放，將課堂講解和視頻相結合，使得課堂教學更加生動形象，以達到最好的教學目標。又比如天體結構、布朗運動等等的抽象知識，如果教師僅僅用口頭講述的方式是很難讓學生理解的，利用這種方式能夠更加生動，便于學生理解。

此外，一些實驗本身就不是一個人能夠完成的，比如，研究土電話的通話效果，還有一些實驗雖然可以一個人完成，但如果有家庭成員的協助，更加能夠調動學生的積極性，過程中不僅使得學生的團隊合作能力提升，也能增進親子關系。如果一些家長十分懂得教育，在過程中讓學生為其講解實驗原理，分析實驗過程，學生的自豪感就會得到滿足，綜合素質能力都會有所提升。比如：以壓強為理論指導，設計一個能夠讓雞蛋進入玻璃杯中的實驗，對初中生來說這個實驗猶如魔術一般，讓原本無法進入杯中的雞蛋瞬間進入杯中。

2.3 教師指導反饋原則

居家實驗雖然是在家中完成，但是并不意味著，就不需要教師的指導。在以生為本的教學理念中，教師是學生的領導者，學生是教學的主體。雖然學生開展居家實驗是主動自覺的過程，但是并不代表學生就會認真的開展實驗，即使是操作簡便的居家實驗學生也會出現疏漏的地方[3]。那些操作起來較為簡單，操作性又強且現象比較明顯的實驗，完全可以利用課堂上的一小段時間讓學生來進行展示與交。并且注意在實驗中進行視頻記錄，這樣在反饋的時候就能更加清晰的了解到學生在操作過程中以及講解過程在存在的各類細節問題等等，也方便在課后進行反饋和點撥。通過這種互動方式，也讓學生體驗到與傳統課堂中一問一答方式存在的不同感覺，讓他們存在新鮮感，調動他們的積極性。例如在開展以“光的折射”為理論的居家實驗時，有的學生將平面鏡直立地放入到水中，這時候光線就不能夠通過折射的作用，將光線折射到對面墻壁上，彩虹也無法看到。這些問題都需要家長將學生的實驗過程拍照下來，發送給教師，教師通過線上教學對實驗操作進行講解。

2.4 正確學習觀的形成

當前情況之下，大多數的老師都是在家中進行直播教學的，如果教學過程中有一些簡易的實驗，并且家中有相應的實驗器材，那么完全可以在直播過程中進行相應的演示，比如用兩張白紙研究壓強和流體速度關系的實驗，再比如鋼尺發聲的音調與頻率、響度與振幅關系的實驗等等。當然，要運用這種方式進行教學的話，要注意在課前做好充分的準備，進行實踐和設備的調整，以避免在進行實驗過程中出現失敗的情形。有些課本上的實驗在進行線上教學之時并不能完成，那么就可以利用一些視頻或是圖片來進行輔助，可以要求學生在課前進行預習，這樣課堂中對相關的視頻和圖片進行演示的時候，學生能夠更快且更好的理解，播放的同時教師也要注意提醒學生觀察重點需要觀察的現象與步驟，帶著目的觀察效果會更好。比如在講到天平的使用和固體、液體密度測量的時候，要注意的重點就是進行天平調節時必須先將游碼歸零才能調節平衡螺母，并且，在進行測量以后，平衡螺母必須保持不動。在進行液體密度的測量時，不僅要注意質量體積測量的準確性，而且要注意測量時盡量保持誤差要小，在進行實驗之時必須合理優化步驟和方法等等。

3 初中物理線上教學居家實驗開展研究

3.1 以壓強知識學習為目標的居家實驗開展

“壓強”這一節知識在生活中非常常見，主要通過溫度對壓強的影響，氣流對壓強的影響來開展居家實驗，實驗過程簡便，材料容易選擇。比如：“杯子抓氣球”這個實驗，實驗材料為：氣球、玻璃杯、熱水。首先在玻璃杯中倒入半杯熱水，靜置大約二十五分鐘后，隨后將水全部倒出，立刻將打好氣的氣球放置于杯口上，再緩緩地將玻璃杯倒立，可以發現氣球并不會從玻璃杯上掉落。該實驗的原理是，因為玻璃杯中的熱水被倒出后，溫度瞬間降低，導致壓強也隨之降低，外界的壓強遠大于玻璃杯的壓強，所以外界大氣壓可以將氣球拖住，保證氣球不會落下。該實驗猶如變魔術一般非常吸引學生的興趣，通過該實驗學生也理解了溫度對壓強的影響。另一個實驗：“會跳舞的乒乓球”實驗材料兩個玻璃杯，一個乒乓球，將一個乒乓球放置于玻璃杯中，思考如何讓這個乒乓球進入到另一個玻璃杯中呢？通過檢查學生的實驗反饋，發現有的學生是通過側面吹起、有的學生正面吹氣但是都沒有成功，只有朝著玻璃杯上方吹氣，才能夠讓乒乓球順利地進入到另一個玻璃杯中。實驗的原理是空氣流動的速度越快，該區域的壓強就會減少。以上兩個居家小實驗可以在新課前讓學生在家中進行，引導學生對新知識產生興趣，思考如何用物理知識解釋實驗現象，通過家長的拍照反饋，教師以線上教學，來幫助學生指出實驗操作的缺陷，以及解釋實驗原理，從而將學生的思維引入新知識的學習。

3.2 以物態變化知識學習為目標的居家實驗開展

學生學習完本章節知識后，對水的沸點有了一定的了解，并且知道在不同的大氣壓下水的沸點不一樣，也知道水燒開后會發生，液態轉化為氣態的變化。為了強化學生對這部分知識的理解，能夠直觀的觀察到水的沸騰過程。教師要求學生開展一個“冷水燒開水”的居家小實驗。實驗材料為能夠封口且不漏水的玻璃杯，剛燒開的開水，冷水，首先在可封口的玻璃杯中倒入半杯開水，立刻將杯子倒扣，注意：開展本實驗時需要將玻璃杯用開水預熱一會，防止溫度突然升高，導致杯子破裂。隨后將清水倒在玻璃杯上，可以發現杯中的開水又重新沸騰了。教師線上教學指導學生理解該實驗原理：因為倒入冷水后，玻璃杯中的氣壓大大降低，氣壓降低水的沸點也會降低，從而導致水重新沸騰。還可以讓學生說出其中的物態變化：水由液態轉化為氣態的氣化。或者還可以探究“水結冰后質量會變嗎？”，讓學生在玻璃杯中放置一塊冰塊，向玻璃杯中倒入清水，直到水面剛好到達杯口為止，可以發現冰塊已經有一部分浮在水面上。待冰塊融化，觀察是否有水溢出。可以發現冰塊融化后水并沒有溢出，因此得出結論水結成并后質量沒有變。根據學生的實驗教師可以通過線上教學進行指導，通過氫鍵和分子間作用力知識，來指導學生分析水結成冰后只是體積變化，同時讓學生知道水結冰是凝固現象，冰融化成水是融化現象。通過居家實驗，觀察生活中的物體在不同狀態下的變化，從而理解物態變化知識，培養了學生觀察生活，分析生活現象的能力。

3.3 以光現象知識學習為目標的居家實驗開展

“光現象”這部分知識是初中物理教學中比較簡單的知識，這部分知識的內容可以直接在生活中觀察到，學生可以在家中隨時隨地開展光現象的實驗。例如在探究“平面鏡成像”的實驗時，學生在家里準備好透光的薄玻璃一塊、蠟燭兩根、打火機、刻度尺、硬紙板。首先將玻璃立在桌子上，將一支點燃的蠟燭置于玻璃前方，刻度尺放置于玻璃旁，并且和玻璃垂直。然后利用另一根蠟燭在玻璃后方承接蠟燭的像，直到第二根蠟燭能夠和像完全重合為止。多次改變第一根蠟燭和玻璃的距離，并測出不同情況下第二根距離玻璃的距離，得出平面鏡成的像的大小與物體本身大小的關系，物體和像的連線與平面鏡的關系。最后利用硬紙板來代替第二根蠟燭，探究平面鏡成的像為虛像。本實驗步驟雖然簡單，但是其中需要注意的事項還是比較多，學生需要仔細認真的思考每一個步驟，認真探究平面鏡成像的特點。最后教師通過線上教學，來對學生的實驗開展情況進行點評，指導學生理解平面鏡成像原理和特點。

4 結語

盡管疫情背景下無法通過實驗室來開展物理實驗，畢竟實驗是初中物理學習的重要環節，教師可以思考生活中哪些材料可以作為實驗開展的工具，哪些情境可以作為實驗開展的素材，引導學生在生活中開展實驗，通過生活實驗來引導學生理解科學知識，內化科學方法，提高實驗操作能力、分析能力，最后教師的線上指導也不可或缺，這是學生掌握知識，理解原理的重要過程。