初中物理演示實驗的實施策略

李瑞杰

（甘肅省甘谷縣第五中學，甘肅甘谷 741200）

物理是一門注重實驗教學的科目，演示實驗在初中物理教學中占據重要地位。以往教師設計和實施物理演示實驗時，應用的實驗內容和形式較為單一，同時缺少足夠的實驗探究活動，削弱物理演示實驗的實施質效。因此，教師必須明晰物理演示實驗的實施作用，根據演示實驗目標，從實驗取材、實驗內容、探究教學、結論生成等方面進行總體優化設計，激活學生物理實驗探究思維，實現師生對演示實驗的共同參與，從而切實提升物理演示實驗實施水準，保證學生物理探究性學習效果。下面我們就對初中物理演示實驗的實施展開策略進行芻議。

一、初中物理演示實驗的實施作用

所謂物理演示實驗，就是由教師進行實驗操作，學生觀察實驗現象、探討實驗過程和結論，最終生成物理概念和物質變化規律的實驗教學模式。物理演示實驗的科學實施必須具有明確的目標和指向，強調教師精心取材、開發利用先進的信息資源，力爭為學生呈現最真實的實驗現象，同時還要配合多樣化實驗探究活動，使學生物理思維充分投入實驗情境，進而提高學生對物理演示實驗的參與度，確保學生吸納完整的知識經驗。經過初中物理學情分析和理論實踐研究，筆者將初中物理演示實驗的實施作用歸納整理為下列三點：

第一，實施物理演示實驗有助于調動學生物理學習主動性。學生接觸物理科目的時間尚短，物理興趣和物理觀念都有待提高，部分學生認為物理知識抽象難懂，探索物理世界的態度比較被動。實施物理演示實驗最顯著的功用，就是有助于調動學生物理學習主動性，物理演示實驗以直觀演示為核心手段，如教師使用生活中的常見材料向學生展示和傳達物理現象，這樣物理變化規律就不再是存在于紙面上的抽象概念文字，而是真實可見的實物場景，學生與物理課程的距離明顯拉進，從而使學生從被動向主動轉化，全身心投入物理學習和探索。

第二，實施物理演示實驗能夠提高學生科學思維和觀察能力。物理實驗教學重在觀察，然而初中生科學思維尚未完善，在實驗觀察中抓不住重點，制約學生物理素養高效發展。實施物理演示實驗在提高學生科學思維和觀察能力方面作用突出，教師無論是開展實物材料演示實驗還是信息多媒體演示實驗，都可以引導學生進行實驗觀察。為了使學生觀察更細致，教師可以針對性地放慢某個關鍵的實驗演示步驟或操作手法，協助學生抓住物理演示實驗觀察的關鍵點，不錯失重要的實驗現象變化，從而提高學生科學思維和觀察能力，推動學生樹立嚴謹、縝密的物理學習態度。

第三，實施物理演示實驗可以促進學生高效開展自主實驗探究。教師實施物理演示實驗有兩個主要目的，其一是引導學生認識物理變化的實際現象，其二是培育學生的自主實驗探究能力，優化設計物理演示實驗可以同步攻克以上兩個目標，促進學生高效開展自主實驗探究。如教師在物理演示實驗基礎上，還可以引導學生協助操作、體驗操作，或是在示范物理實驗的操作步驟和方法后，再鼓勵學生分小組自主開展實驗活動，這些都能突出學生在物理演示實驗中的主體地位，同時驅動學生自主實驗探究技能躍升到更高水平，從而彰顯初中物理演示實驗卓越的實施價值。

二、初中物理演示實驗的實施策略

（一）采用生活材料演示，引導學生近距離觀察物理實驗現象

在優化初中物理演示實驗教學過程中，使實驗現象真實可視、貼近學生認知經驗是第一位的。初中階段物理課程內容還不是十分艱深，反映的都是生活中最基本的物理變化規律，簡單的生活材料就能滿足物理演示實驗需求。同時，生活材料也符合學生經驗認知，在生活材料演示下，學生對物理知識的陌生感會得到化解，產生更強烈的實驗探究意愿。因此，教師應該秉持因地制宜、就地取材原則，盡量采用生活材料設計物理演示實驗，引導學生近距離觀察物理實驗現象，將物理現象從抽象轉型為具象，從而構建學生物理觀念及科學思維，相關教學策略如下：

第一，提前備齊生活材料，編制物理演示實驗計劃。這一步需要教師在備課階段完成，教師在選擇和準備生活化實驗材料時，要根據物理課程和演示實驗需要，選擇生活中最常見、最易得的材料，如在有關聲現象的物理課程中，生活中所有能發出聲音的材料都可以作為實驗演示工具。若是關于聲音傳播的物理演示實驗，教師還可以預備生活中的廢舊材料，把材料備齊、裝在紙箱中多次利用，有利于向學生滲透綠色環保理念。在編制物理演示實驗計劃時，教師要根據準備好的生活材料設計，比如在實驗計劃大綱中列出導語、實驗推進步驟、實驗問題等等，同時還要預判學生觀察實驗時可能會提出的問題，在計劃大綱內提前擬出2-3 種應答和講解方案，確保演示實驗有效推進，這樣物理演示實驗的生活材料選擇以及計劃編制工作就能順利完成［1］。

第二，課堂上實施實驗演示，引導學生近距離觀察。在利用生活材料開展物理實驗課堂演示時，教師可以組織學生匯聚到演示臺周圍，讓學生近距離觀察實驗手法和現象。如在某物理演示實驗課上，教師先用談話方式引出生活中的物理情景，和學生交流幾分鐘后，教師拿出預先準備好的生活材料并發問：“同學們，這些材料大家熟悉嗎？誰能說出它們的名稱？”學生爭先恐后地回答，課堂氛圍活躍起來，緊接著教師揭示演示實驗主題：“今天我們就要利用這些生活材料，在課堂上重現剛才談論的物理現象，請大家聚攏到演示臺周圍，看看實驗中蘊藏哪些奇趣和奧秘！”教師演示實驗時，手上的操作速度應盡量放慢，在產生實驗現象之前提前預警：“同學們看仔細了，奇妙的情景馬上要出現了！”這樣，學生思維和感官就會高度集中在演示實驗上，從而完整感知實驗現象，為后續物理實驗原理的生成奠定基礎［2］。

（二）結合信息技術演示，創設生動形象的物理實驗智慧情境

以往教師實施初中物理演示實驗時面臨一些難點，部分物理實驗材料獲取困難，或是現有實驗室條件無法達到理想的現象和效果，教師可能會省去此類演示實驗課程，讓學生通過物理資料閱讀了解實驗，教學質量大打折扣。隨著智慧科技的發展，信息技術演示實驗應運而生，結合信息技術演示，物理演示實驗現實條件不滿足的問題迎刃而解。教師應該大力開采信息技術資源，創設生動形象的物理實驗智慧情境，使學生從中吸納完整的物理知識和實驗經驗。具體教學策略如下：

第一，采用虛擬仿真實驗軟件演示。虛擬仿真實驗軟件是輔助物理演示實驗順利開展的重要工具，教師在實際應用時，必須先甄別演示實驗類型，在真實實驗條件不滿足的前提下再引入虛擬仿真實驗軟件。如在關于內能的物理課程中，真實驗是很難呈現微觀能量變化的，此時教師可以登錄虛擬仿真實驗軟件平臺，在平臺輸入物理實驗課題，軟件會彈出完整的實驗器材和步驟，接下來教師點擊繼續按鈕，正式開展虛擬仿真的物理實驗演示，每演示一個實驗步驟，教師都應該停下來向學生提問：“這步實驗操作的現象是什么？你從中得出哪些原理？”同時，教師可以組織學生合作討論，待學生正確闡釋實驗現象和原理后，再進行下一步演示操作，從而在虛擬仿真實驗情境中攻克物理教學目標［3］。

第二，采用模擬實驗動畫課件演示。模擬實驗演示動畫區別于虛擬仿真實驗軟件，演示動畫屬于獨立的、成型的短片課件形式，同樣適用于真實物理演示實驗條件不足的情況。如在關于物質密度的物理演示實驗教學中，真實驗無法具象展示質量和密度的關系，教師可以在云教育數據庫中，搜集下載成型的模擬實驗動畫課件播放給學生，學生一邊觀看動畫演示實驗過程，教師一邊提問：“同學們，大家在3D 透視形式的演示實驗中發現了什么？”學生交流后反饋：“觀察到固體/液體的質量和密度。”教師認同學生回答后，就可以引導學生根據模擬實驗動畫的演示內容，合作討論總結密度的概念和公式，然后再鼓勵學生列舉密度知識在生活中的實際應用例子，這樣模擬動畫演示實驗就有效對接生活實際，物理演示實驗實施質量切實增強［4］。

（三）鼓勵學生參與實驗，鍛煉學生合作自主操作實驗的技能

學生是物理演示實驗中的主體角色，教師方面的演示教學起到拋磚引玉的作用，其意圖是吸引學生參與物理實驗探究。因此，教師應該給學生創造演示實驗參與機會，鍛煉學生合作、自主操作實驗的技能，打造師生協作參與的生態化物理演示實驗課堂。相關教學策略如下：

第一，教師演示實驗時組織學生上臺協助。鍛煉學生自主操作物理實驗技能的前提，是提高學生在演示實驗中的參與度，教師應該在實驗演示過程中積極組織學生上臺協助，使學生獲得體驗感和被需要感。如在有關物態變化的物理演示實驗教學中，實驗器材和步驟都比較多，教師一個人無法兼顧演示操作和講解，那么在正式演示前，教師可以在多媒體投屏上出示實驗步驟和操作技法視頻，讓學生熟悉幾分鐘后將學生劃分為若干小組，并分配給各組相應的演示實驗協助步驟，演示實驗進行到哪一步，對應小組成員立即上臺充當教師的演示助手，根據實驗操作視頻的指示，準確、有序地給教師遞器材，或是負責加溫、測量、讀數據、描述現象等演示工作，這樣學生在物理演示實驗中的參與感和成就感大幅增強，團隊協作、自主操作實驗的技能也獲得高效發展［5］。

第二，教師演示實驗后鼓勵學生親手嘗試實驗操作。除演示實驗過程中的協作參與外，教師策劃物理演示實驗探究時還需要在演示結束后鼓勵學生親手嘗試實驗操作。如教師演示物理實驗完畢后，可以提出問題：剛才同學們觀看老師演示實驗都很仔細，誰能復述實驗流程，說出實驗操作的注意事項？學生交流后舉手復述，其他學生作出補充。隨后，教師將實驗臺讓出，并發布體驗操作任務：同學們對實驗流程和操作注意事項把握很透徹，老師發現很多同學都躍躍欲試了，下面老師就將實驗臺交給大家，請大家輪組上臺操作物理演示實驗。學生合作、自主親手操作物理實驗期間，教師需要從旁督導，如提醒學生在操作中控制好溫度和時間，及時指正學生不規范的操作手法，讀實驗數據要精確，用完器材要擦拭干凈擺放回原位，若實驗操作使用酒精燈加熱或是燃燒蠟燭等，教師必須督導學生使用正確操作技術將其熄滅，檢查酒精燈瓶口擰緊后再存放，這樣學生就通過實踐操作積累了豐富的物理演示實驗經驗，同時樹立嚴謹、認真的物理實驗研究態度。

（四）重視過程結果分析，以演示實驗促進學生構建物理認知

教師實施物理演示實驗的根本目的是以實驗演示為媒介，向學生滲透物理課程知識要點，健全學生物理知識鏈條，發展學生科學的思維和正確的物理觀念。因此，物理演示實驗不應是走馬觀花式的，教師必須重視過程和結果分析，以演示實驗促進學生構建物理認知，使學生深化演示實驗現象背后的物理本質。首先，無論是采用真實驗演示還是信息技術實驗演示，演示之前教師都需要讓學生提出實驗猜想，如物理演示實驗可能會產生怎樣的現象變化，物質關系之間存在哪些關聯等等。其次，在組織學生分析物理演示實驗過程和結果時，教師要指導學生觀察實驗各步驟現象、記錄在物理學習筆記上，然后讓學生按照筆記上的內容分組探討，主要思考和分析實驗過程步驟對最終的實驗結果產生哪些影響，最后的實驗現象說明什么。在這一步，教師可以啟發學生一邊分析總結實驗結論、一邊對照教材中的物理概念或公式，判斷演示實驗開展之前設置的猜想是否成立，若猜想和結論存在出入，教師可以追加分析問題：“有同學提出的實驗猜想和結論不同，大家能幫他們分析一下原因嗎？”學生互動交流反思原因后，教師再發動學生把實驗筆記、結論分析、論證結果和反思交流內容整理成演示實驗報告，這樣學生物理認知就得到有效構建，物理演示實驗教學水準進一步提高。

三、結語

綜上所述，教師必須優化設計物理演示實驗教學方案，加強采用生活材料演示、結合信息技術演示，引導學生近距離觀察物理實驗現象，創設生動形象的物理實驗智慧情境，同時策劃演示實驗探究活動，重視實驗過程和結果分析，鍛煉學生合作自主操作實驗的技能，從而借助物理演示實驗促進學生構建物理認知，落實物理演示實驗創新目標。