一物多用 提升實效

林斌 郭衛東

摘? ?要：結合物理學科素養的培養要求，該文以干冰在一節初中物理課中的系列應用實驗為例，說明借助一物多用的方式，深入挖掘簡單器材的創新應用，可以讓同樣的器材裝置在課堂實驗中深入拓展，切實提升課堂實效。

關鍵詞：干冰;實驗;實效;一物多用

當前，如何提升學生學科的核心素養是各學科教學不可回避的問題。物理學科的特點就在于“物”和“理”，即通過實驗，創設情境，觀察表象，通過理性思維抽象出具體的理論，再通過具體的原生態問題，得到建構和升華[ 1 ] 。但在一線教學實踐中，有許多物理教師對實驗卻敬而遠之，其中一個原因為：實驗器材準備繁瑣，而且要在多個教學班之間搬來搬去，覺得麻煩不便，干脆就用多媒體課件替代了事。如果我們長期以這種方式開展教學，不僅對教師自身實驗操作能力帶來影響，還會使學生缺乏身臨其境之感，干擾物理學科素養的形成。

如何能夠簡便直觀地展示出課堂實驗的效果，又能夠讓物理教師便于操作？結合正在參與的課題，我和物理組同仁采用了一物多用的方式，深入挖掘簡單器材的創新應用，讓同樣的器材裝置在課堂實驗中深入拓展，使簡單的實驗綻放出了物理學科的魅力。下面以我們共同研究設計的，由教研組教師任教的一節“升華和凝華”初中物理課為例，介紹干冰如何在一節課中一物四用，并取得良好的課堂效果。

1? 課前器材準備

考慮到在課堂教學有限的時間內，我們要進行多次物理演示實驗，就必須讓實驗器材簡單實用、搬運輕松、操作簡便，并兼顧到現象明顯直觀。本節課中重點演示材料是市面上容易買到的食用干冰，價格低廉，淘寶網上也可以購買。根據預估，每個班級僅需1千克（價格約5元）。如要在四個教學班分別上課，用一個8升的干冰桶就可以方便攜帶。此外，還需要黑色的卡紙、黑色外殼的金屬罐、水槽、一壺溫水，以上材料放入一個手提籃中即可方便攜帶。此外，鑒于干冰溫度很低（-78℃），直接接觸會凍傷，不適合學生分組實驗，教師操作時也需要戴好隔熱手套。這節課干冰使用過程僅是倒出、靜置，使用操作簡便。

2? 利用顆粒消失，明確升華概念

學生對熔化的概念較為熟悉，但也留下了固有印象，認為固態就會變成液態。如何快速將從固態直接到氣態直觀地呈現在課堂上，干冰顆粒就可以很好地體現。教師先將黑色卡紙放置在實物投影儀的鏡頭下，將少量干冰顆粒倒在卡紙上。短短數秒后，黑色卡紙上的干冰顆粒就消失不見，而卡紙上并沒有留下液體。這樣的演示效果，讓學生留下了深刻的印象，為后續知識點的學習做了良好的鋪墊。這樣的實驗效果可是單純語言的講解達不到的。

3? 利用靜置結霜，理解凝華概念

平常教學中，教師介紹霜的形成時，會利用圖片的形式呈現。如果課堂上，即便是在較高的室溫下，我們現場制作出霜，那這樣的實驗效果絕對是圖片所不能比擬的。在介紹凝華概念前，教師提前數分鐘先往黑色外殼的金屬罐里倒滿干冰，并舉起來讓學生觀察外殼沒有任何異樣，而后不妨留給學生一個懸念，告訴學生等下一起來見證奇跡產生。教師繼續講解其余知識后，待金屬罐外殼有明顯的霜形成后，教師讓學生注意觀察，還可以利用手機拍照，利用希沃助手更明顯地展現在屏幕上，學生會現場驚奇地看到霜是如何變化而來的。然后讓學生思考回答，這些白色的晶體是從哪里來的[ 2 ]？這樣教師再介紹凝華的概念時，就事半功倍了。這樣的演示不僅不難，而且會讓課堂驚奇不斷。

4? 利用人工降雪，突破課堂難點

本節課中利用干冰進行人工降雨是教學難點，學生對該過程非常陌生，并且這里面的物態變化應用多，回答時會不完善。但干冰在課堂中的繼續應用，卻較好地幫助我們突破了這一難點，直觀完整地把這一過程呈現在學生的眼前。教師還是利用剛剛凝華了霜的金屬罐，把它高高舉起，利用吹氣球往外殼的霜上吹氣，可以明顯看到不斷有白色的雪花下落，告訴學生雪已經形成。再讓學生觀察地面，可以看到有水跡產生。這時教師補充說明，若將更多的干冰帶到更高處，在高空中先升華，使周圍水蒸氣凝華，而霜下落時遇到熱空氣熔化成了水，形成了降雨。該演示過程會比用多媒體課件留下的印象更加深刻，更好地突破了本節課的教學難點。

5? 利用人工造霧，拓展實際應用

干冰在生活中的應用廣泛，尤其是人工造霧是一個非常美麗生動的畫面。如果我們教師在課堂上就像魔術師那樣，現場造霧，學生們的心中肯定會留下物理老師真厲害的印象。其實干冰的繼續應用就可以實現這一愿望。教師還是利用剛才的金屬罐，只是將里面的干冰都倒入大水槽中。這時，水槽上方會有淡淡的白霧產生，但效果未必明顯。這時教師將溫水倒入水槽，由于溫度較高的水蒸氣短時間內與干冰形成的低溫接觸，此時水槽上方就會有大量的白霧產生，還會形成壯觀的霧海[ 3 ]?，F場上課的學生們驚嘆不已。這時教師再引導學生分析這些霧是如何產生的，學生們的興趣一定高漲，課堂效率肯定不一樣。這樣的課堂實驗不僅讓學生們體會到物理來自于生活，也深深感受到物理學科的獨特魅力！

通過以上干冰在一節課中的多次應用，我們可以取得良好的實驗效果，讓物理課堂更加豐富多彩。一線教學中，許多器材雖然簡單、價格便宜，但如果我們深入挖掘，卻可以讓簡單的器材變成物理實驗的好幫手，能夠在不同的物理知識點的演示上取得一系列實驗效果，達到一物多用的目的。教學中，許多物品都能被有心的教師挖掘出實驗潛能，成為做實驗的多面手。例如乒乓球就可以演示力學、電學、聲學、熱學等多項實驗。這種一物多用的創新實驗，也較好地培養了師生們的開放性思維能力。

要體現學科本質，就必須讓物理課堂教學成為有學科特性的學習。只有充分挖掘物的應用，才能讓學生體會到理的產生。期待我和同仁們在初中物理實驗的創新和探索，能夠更好地提升課堂實效，促進學生能夠更有效地提升物理學科素養。

參考文獻：

[1]余文森.核心素養導向的課堂教學[M].上海：上海教育出版社，2017： 2-3.

[2]龔峰生.《升華和凝華》中幾個實驗的創新和改進[J]，新課程（下），2018（2）：110.

[3]田智超，陳玉翠.奇妙的干冰[J].農村青少年科學探究，2013（12）：56.