巧設演示實驗 啟迪物理學習思維

李崇園

（福建省南平市浦城縣九牧中學，福建南平 353413）

引言

演示實驗是初中物理實驗教學的重要組成部分，也是深化學生物理認知理解、啟迪學生物理學習思維不可或缺的重要教學資源。初中物理教師要具備創新教學意識，利用好教材中的演示實驗教學素材，還要積極挖掘更多切合物理課堂教學內容的演示實驗資源，靈活運用情境支撐、操作創新、信息配合、實踐拓展等多元化的教學手段輔助演示實驗教學的順利展開，增強演示實驗教學的生動性、啟發性、生成性，提高演示實驗教學效果[1]。

一、情境支撐，調動學生實驗熱情

教師利用物理教學情境支撐演示實驗活動，能夠將學生代入特定的實驗學習場景中，為學生實驗學習搭建物理思維立足點，帶動學生的實驗學習熱情，推動學生已有認知經驗的遷移學習。初中物理知識與學生日常生活有著緊密聯系，教師開展演示實驗教學要立足物理知識教學特點，積極對接學生熟悉的生活現象、生活問題等生活化教學素材，以學生已有認知經驗為切入點創設教學情境，幫助學生把演示實驗現象和生活認知經驗相融合，增強演示實驗教學的生動性，提高學生實驗學習參與效度，引導學生依托已有認知經驗，完成物理新知的自然生成[2]。

教師要善于創設情境，演示與學生固有認知相違背的實驗現象，以引發學生的認知沖突，調動學生物理課堂探索學習欲望。例如，在用演示實驗向學生揭示“大氣壓強”的存在時，教師在導入環節用充滿神秘性的語氣創設實驗情境：“老師昨天學會了一個魔術，能夠讓這個充滿氣體的氣球自己鉆到空杯子中，同學們相信嗎？”學生日常生活中顯然沒有這樣的經歷體驗，雖然半信半疑，但課堂學習的專注力明顯提升，迫不及待地想要看教師的表演。教師適時切入實驗內容演示，用開水燙過杯子后，用氣球封住杯口，學生可以觀察到氣球慢慢“鉆”進杯子，而且怎樣晃動都不會掉落下來。學生對演示實驗現象大呼神奇，教師組織學生閱讀教材內容，思考是什么原因造成的這種實驗現象，將學生課堂學習思維引向“大氣壓強”物理概念學習。

二、操作創新，深化學生實驗理解

教師立足學生之間物理學習能力的差異性，對演示實驗的操作設計進行恰當地創新優化，力求以更簡單的實驗操作、更明顯的實驗現象，提高物理實驗的演示效果，深化學生對實驗的理解。初中生的抽象思維能力尚未成熟，接受和理解新知識時更多地利用具象思維能力。教師有意識地創新演示實驗的操作步驟，將演示實驗需要學生著重觀察的現象更加直觀地呈現給學生，弱化演示實驗的抽象理解難度，引導學生從具象的演示實驗現象中順利抽象出物理概念、物理規律，使演示實驗教學更加切合初中生的物理學習能力和認知特點[3]。

教師拓寬演示實驗教學思路，在現有演示實驗的基礎上，對實驗的具體操作進行創新優化，提高演示實驗教學的切合性，引導學生正確認識和建構與實驗相應的物理概念知識。例如，在驗證“聲音是由振動產生的”物理規律時，常規的演示實驗操作設計是在音響上撒上碎紙屑，觀察音響發聲時紙片濺起的現象。教師在此基礎上開拓創新，把卡紙裁剪成“小人”形象，用音響、紙盒、小紙人進行實驗演示，讓學生觀察音響發聲時小人隨著音樂“跳舞”的實驗現象。相比于常規實驗演示，創新后的演示實驗的實驗原理并沒有任何改變，但實驗的演示效果顯然更具趣味性和生動性，能夠牢牢吸引學生的注意力。在教師的合理引導下，學生能夠從直觀的實驗現象中抽象出發聲體發聲時的狀態變化，認識到“聲音是由振動產生的”物理規律，順利生成物理新知。

三、信息配合，豐富學生實驗感知

現代化教學、高效化教學是初中物理教師的普遍共識。教師開展演示實驗時要以現代化教學視角優化實驗教學設計，借助信息化教學平臺，導入更多演示實驗相關的數字化資源，增強學生物理實驗學習的情感體驗。教師運用信息技術配合演示實驗教學，可以在完成演示實驗相關操作的基礎上，導入一些輔助性的信息資源，豐富學生物理實驗學習的感性認知素材，加深學生對物理知識的理解；也可以將一些操作難度較大、不宜直接演示、演示實驗現象不明顯的實驗內容，利用視頻、模擬實驗軟件等進行演示教學，最大限度地發揮物理演示實驗的教學調度作用，給學生帶來多維度的課堂學習感知體驗。

教師運用信息技術展開實驗教學，要利用好信息技術強大的可操作性，在演示實驗過程中，投放一些啟思問題、探究課題等內容，引導學生對演示實驗內容展開深度探討。例如，在教學“升華”“凝華”兩種物態變化概念時，由于碘的升華和凝華實驗均具有一定的危險性，且教室時空條件下的觀察效果有限，并不適合直接演示，教師可以利用信息技術進行演示實驗教學，收集實驗相關的教學視頻，將這些實驗視頻投影展示給學生，要求學生認真觀察固體碘的體積變化以及試管內壁紫黑色晶體的形成過程，啟發學生思考：這兩種實驗現象分別表現的物態變化過程是什么？在視頻素材和啟思問題的引領下，學生能夠把演示實驗過程中的實驗現象與之前學習的物態變化聯系到一起，認識到兩種實驗現象分別是固態變為氣態和氣態變為固態，從而正確理解升華、凝華物理概念的核心要點。

四、實踐拓展，助力學生內化實驗

初中物理教學強調探究性和實踐性，教師設計演示實驗教學活動，要開拓教學視野，設計一些實驗方法、實驗操作、實驗結果相關的實踐活動，幫助學生更好地內化實驗學習內容，拓展學生物理思維廣度和深度，提升學生的物理思維品質。對于一些操作難度不大的演示實驗，教師可以對其進行合理的改編設計，將其設計為分組探究實驗，為學生主動思考和實驗探究提供更多機會。對于實驗材料與學生日常生活較為密切的實驗項目，教師要善于選擇合適的活動設計切入點，以家庭實驗、趣味實驗等實踐形式創新課后作業設計，充分鍛煉學生的動手操作能力和實驗探究能力，培養學生的物理學科學習興趣。

教師在組織開展課外拓展學習的實踐活動時，要有意識地加強與學生家長的溝通交流，尋求家長的教育配合，讓家長在課外物理實驗活動中擔當監督者、指導者的角色。例如，在教學“小孔成像”相關知識后，教師可以創新課后作業設計，讓學生課下和家長一起用家中常見的生活材料制作一個照相機。同時，教師收集整合一些有關小孔成像、照相機原理的微課素材，發到班級的微信群中，供學生和家長反復觀看，幫助他們根據實際情況找到具體的操作方法。相比于枯燥的理論記憶和習題訓練，這種物理實踐活動更受初中生的歡迎，能夠更好地鞏固學生課堂學習的概念性知識。從學生遞交的作業成果來看，大部分學生根據小孔成像、照相機原理等知識內容，較好地完成了實踐學習任務，有利于學生物理實踐能力的發展。

結語

初中物理教師積極創新演示實驗教學內容和教學方式，能夠強化學生在物理課堂的學習意志，增強學生實驗學習感官體驗，推動學生多維度物理能力的綜合發展。與物理演示實驗相契合的教學途徑有很多，如情境支撐能夠激發學生的實驗熱情；操作創新能夠深化學生的實驗理解；信息配合能夠豐富學生的實驗感知；實踐拓展能夠助力學生的實驗內化。教師應深刻認識不同教學方式的實驗輔助意義，在實際教學中靈活取舍，使演示實驗成為學生物理學科核心素養發展的有效推動力。