改進(jìn)器材，提升物理自制實驗有效性

陳加晉

【摘 要】物理是一門以觀察和實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，直觀、高效、科學(xué)的實驗?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生更好地掌握物理概念、規(guī)律和原理等教學(xué)內(nèi)容。因此，本文從探討物理自制實驗如何通過改進(jìn)實驗器材，優(yōu)化實驗效果的思路出發(fā)，思考在教學(xué)中改進(jìn)器材的具體方式，以提升物理實驗教學(xué)的有效性，培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】初中物理;自制實驗;核心素養(yǎng)

可以說物理課的教學(xué)離不開實驗。基于物理教材的知識內(nèi)容，教師常需要借助自制實驗來將抽象的物理知識直觀化、形象化，以達(dá)到優(yōu)化實驗效果、提升教學(xué)質(zhì)量的目標(biāo)。因此，本文以改進(jìn)自制實驗器材為基本思路，引導(dǎo)學(xué)生在廢物利用、擷取片段、比較材料的過程中獲得深層次的物理知識，從而真正提升初中物理課堂的教學(xué)質(zhì)態(tài)。

一、廢物利用，拓展資源

在一些物理實驗中，實驗室的實驗設(shè)備是有限的，有些實驗材料是不易取得或者存在一定的危險性。教師可以在確保或者優(yōu)化實驗效果的前提下，選擇日常生活中的廢棄物作為實驗器材。這種方式一方面可以節(jié)約實驗材料，引導(dǎo)學(xué)生樹立變廢為寶、節(jié)約資源的環(huán)保意識。同時也利于拓展實驗資源，拉近物理學(xué)與生活的距離，體現(xiàn)新課標(biāo)的教育理念。

例如，在進(jìn)行“聲音的產(chǎn)生”實驗的時候，教師可以提問學(xué)生們：“我們生活的世界里充滿了各種聲音，那聲音究竟是如何產(chǎn)生的呢？同學(xué)們現(xiàn)在在教室里可以做什么活動發(fā)出聲音？”學(xué)生想到了唱歌、說話、敲桌子、拍手、撥動尺子等等，教師要引導(dǎo)學(xué)生得出聲音是由振動產(chǎn)生的。接著，教師可以讓學(xué)生思考，這里有一個揚聲器，怎樣把發(fā)聲體的振動表現(xiàn)出來呢？并引導(dǎo)學(xué)生從廢物利用的角度思考。學(xué)生積極思考，想到了可以用輕的物體把振動效果展現(xiàn)出來，比如廢紙屑。將紙屑放在揚聲器的紙盆里，一按發(fā)音鍵，紙屑就隨著跳躍，實驗效果很明顯。在這個過程里，教師有效運用了學(xué)生身邊的桌子、手、尺子包括廢紙屑等，都是理解聲音產(chǎn)生條件的有效實驗器材和資源，學(xué)生也表現(xiàn)出了極大的實驗興趣，參與到了實驗探究中來，教學(xué)效果良好。

鼓勵廢物利用的方式也是教師激發(fā)學(xué)生的參與熱情，培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的重要方式。學(xué)生既能通過觀察和思考開拓思維，從身邊的日常物品中發(fā)現(xiàn)實驗材料，實現(xiàn)廢物利用，也能參與到實驗過程中去，享受實驗操作的樂趣，從而加深學(xué)生對物理知識的認(rèn)識和理解。

二、擷取片段，直觀呈現(xiàn)

教師在利用自制實驗來幫助學(xué)生理解物理概念、原理等知識內(nèi)容的時候，有時候由于實驗裝置復(fù)雜、步驟煩瑣，學(xué)生很容易受到其他因素的影響，導(dǎo)致實驗的效果大打折扣。因此教師可以采取擷取片段重點展示的實驗方式，把握住實驗的重點，直觀呈現(xiàn)實驗現(xiàn)象，以提升實驗教學(xué)的效果。

例如，在“探究光的反射規(guī)律”的實驗時，為了讓學(xué)生更直觀地觀察到光反射的徑跡規(guī)律，教師可以利用有角度的可折疊的白色硬紙板、平面鏡、兩個光源、鉛筆、直尺等實驗器材，將平面鏡放在水平桌面上，再把白色硬紙板豎直地立在平面鏡上，紙板上的直線ON垂直于鏡面。然后用一束紅光貼著硬紙板沿著某一角度射到O點，經(jīng)平面鏡反射，沿著另一方向射出。并要求學(xué)生在紙板上用鉛筆、直尺來描出入射光線和反射光線的徑跡，再不斷改變?nèi)肷涔饩€的方向多做幾次，每次都用不同顏色的筆畫出來。在這個過程中，通過抓住光的反射規(guī)律的實驗重點，讓學(xué)生把光線的入射和反射徑跡用鉛筆直觀地描畫出來，更便于學(xué)生觀察和分析，學(xué)生對光的反射規(guī)律也有了更加清晰和準(zhǔn)確的認(rèn)識。

這種方式體現(xiàn)的是改進(jìn)物理自制實驗教學(xué)的直觀性策略。教師要基于學(xué)生的知識積累程度和認(rèn)知發(fā)展水平，利用擷取片段、直觀展現(xiàn)的方式，提高實驗的直觀性，實現(xiàn)抽象問題的形象化，引導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)從感性認(rèn)識到理性思維的進(jìn)階發(fā)展。

三、比較材料，實現(xiàn)最優(yōu)

教師在選擇實驗材料、改進(jìn)實驗設(shè)計的時候，要遵循最優(yōu)化的原則，通過比較和分析，為實現(xiàn)最優(yōu)的實驗效果選擇最適宜的實驗材料，優(yōu)化實驗方案。同時教師還要注意引導(dǎo)學(xué)生參與到實驗材料的分析、比較和優(yōu)化中來，激活學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。

例如，在“觀察水的沸騰”的實驗中，教材里的實驗用的裝置是燒杯。教師在教學(xué)這個實驗時，讓學(xué)生思考用別的儀器來代替燒杯嗎？這兩者有什么差別？學(xué)生從教師提出的問題出發(fā)，想到了可以用大號試管來代替燒杯。理由是一方面是試管可以直接加熱，比較方便。另一方面使用試管能更好地控制水量，并且試管的管口比燒杯的小，不易散熱，更便于觀察和記錄。這時，教師可以結(jié)合學(xué)生的思考，按兩種實驗器材組織比較實驗，讓學(xué)生們在實際的實驗中分析和確定哪種方式效果更好，驗證自己的思考結(jié)果。同時教師要注意及時的肯定學(xué)生的思考和創(chuàng)新，引導(dǎo)學(xué)生更積極地進(jìn)行優(yōu)化實驗的思考。

改進(jìn)自制實驗的器材是教師在優(yōu)化物理實驗教學(xué)時可以采取的一個方向。它的具體實踐模式有很多，絕不僅限于文中提到的廢物利用、擷取片段、比較材料這三種方式，教師要在教學(xué)過程中繼續(xù)去思考和實踐，以優(yōu)化實驗為出發(fā)點，真正提升物理實驗教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

總而言之，物理教師在教學(xué)工作中要意識到自制實驗在優(yōu)化教學(xué)效果方面的重要作用，并且不斷摸索更有價值、更加創(chuàng)新的自制實驗改進(jìn)策略，讓學(xué)生在實驗中展開觀察、思考、創(chuàng)新和探究，充分發(fā)揮學(xué)生的主動性、積極性和首創(chuàng)精神，從而真正培養(yǎng)和提升學(xué)生的初中物理核心素養(yǎng)。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]陳燕.初中物理生成性課堂教學(xué)策略[J].中學(xué)生數(shù)理化（教與學(xué)）.2018（02）

（作者單位：江蘇省蘇州市吳江區(qū)南麻中學(xué)）