玩轉實驗器材　提升復習實效

林斌　曹義才

摘? ?要：針對當前初中物理實驗復習教學現狀，文章提出改進的思路和具體的做法，結合實驗資源的共性，以某一重要實驗儀器為主線，重組整合器材，優化拓展相近實驗，從而讓學生在重新動手實驗中挖掘突破新問題。具體以“玩轉彈簧測力計——初中力學實驗串講”為例，介紹如何利用彈簧測力計整合拓展七個重要物理力學實驗的教學流程，提升復習實效。

關鍵詞：實驗器材；彈簧秤；實驗復習；整合；拓展

新課程改革高度重視對學生核心素養的培養，而物理學科作為一門以實驗為基礎的科學，其中物理實驗注重動手探究，強調與生活實際密切聯系，在培養學生的創新精神和實踐能力上起到至關重要的作用[ 1 ]。在新課教學中，教師較為注重動手實驗與課堂教學的緊密結合，但在總復習階段，實驗難得一見，復習效果不盡如人意。為此，筆者以專題實驗復習課為突破口，進行了探索與實踐。

1? 問題提出

在初中總復習階段，為了加大課堂容量和習題訓練量，針對實驗復習，一些教師喜歡簡單概括歸納一下實驗現象后，就通過習題講解的方式，把做實驗變成講實驗、背實驗，把考點會怎么考包括實驗具體如何操作的過程，變成書面習題讓學生做題訓練，造成學生的動手能力和理解能力并沒有提高。其次，很多學生一到實驗時就比較興奮，聲音此起彼伏，并且實驗前準備器材繁瑣，實驗中器材出現的小問題層出不窮，授課教師整節課疲于奔命，準備整理都比較辛苦，所以在總復習階段，教師能少做實驗就少做，器材使用率不高。而長期采取這種“灌輸式”和“題海戰式”的復習模式，會導致初中生對知識“熟而生厭”，束縛了學生思維的發展，挫傷了一些愛動手的學生積極性，最終也影響到學生發現意識和創新思維的形成[ 2 ]。由于學生沒有對實驗具體過程做深入理解，對相近相通的實驗加以構建和完善，忽視了整體性和開放性，所以中考數據分析時，常常發現“實驗探究題”是失分率最高的一類題型。曾有教師總結“教師教的無奈與學生學的無聊導致復習的無效” [ 3 ]。

2? 教學改進

建構主義學習理論認為，教師的教學行為和目的不能局限于讓學生進行知識的記憶遷移，更要培養學生綜合運用知識的技能。所以教師可以在復習階段，大膽摒棄按照課本章節復習的方式，注重整合提煉，尋找共同主線讓實驗能夠重組和優化，引導學生構建系統的實驗知識架構，讓學生在已有的基礎知識上，綜合應用相關實驗。同時，教師應當明確實驗復習就應該回到物理實驗本源，讓學生重新體驗動手實驗，不僅可以挖掘突破新問題，還可以完善學生的知識結構，鍛煉學生的動手與實踐能力。

鑒于總復習時間有限，不可能像學新課時那樣個個實驗均充分探究。這時教師可以結合實驗資源的共性，以某一重要實驗儀器為主線，尋找相近或相似實驗需要的器材進行補充，從而實現教師準備器材方便，又能利用某一課時即可拓展完成多個動手實驗的目的。例如在初中階段，力學實驗基本上少不了彈簧測力計（即彈簧秤），電學實驗大多需要變阻器，電磁學實驗離不開小磁針，光學實驗常要用到凸透鏡或平面鏡等等，充分挖掘以上主要儀器的使用范圍，即所謂的玩轉，就可以達到提升實驗復習的效果。學生對這種一節課時可以玩轉這么多實驗的學習方式也充滿了新奇感，樂于參與動手實驗，所以專注力集中、課堂氛圍活躍，促進了復習效果的提升。

3? 案例分析

以總復習觀摩課“玩轉彈簧測力計——初中力學實驗串講”為例，介紹如何利用彈簧測力計整合拓展七個重要物理力學實驗的教學流程。

3.1? 精選器材，操作簡便

如何在1～2節課時里完成多個動手實驗和歸納總結，課前認真準備是關鍵。教師要對教材實驗內容熟記于心，善于提煉共性，才能尋找盡量簡練的實驗器材完成串講多個實驗的教學目標。同時，教師選擇器材時盡量能夠一物多用、一物共用、一物巧用，便于減輕課前準備的工作量。例如本課例中，學生四人分組的器材為：彈簧秤（兩個）、鉤碼（4個）、開好孔的硬紙板、木塊、細繩、鐵架臺、玻璃杯（裝有水）、袋裝橡皮泥、滑輪（兩個）。教師演示教具：比學生分組器材多一個彈簧、杠桿和自制的“工”字型木板。以上器材并不復雜，準備及分發不會占用教師較多時間。為了提高復習課實效，同時更好地吸引學生的目光，印制一張圖文并茂的海報式板書，可以利用磁吸張貼在黑板的一側。在突出彈簧測力計的背景下，左邊排列著本節課要完成的七個實驗示意圖，右邊的實驗結論均留白，每個實驗對應的結論均在事先準備好的貼板上，根據課堂復習的進程，逐一張貼展現。同時學生學案中配有這張原圖，方便學生記錄鞏固。

3.2? 串講實驗，玩中促學

本節復習課以彈簧測力計為主線，將七個力學實驗融合設計、優化整合，激發學生動手參與的欲望，鞏固深化實驗知識，感悟學過結論的運用，按以下步驟推進本節課進程：

步驟1：創設情境，引入專題

請學生上臺表演利用彈簧測力計測量換算出物理課本是多少千克？

步驟2：了解彈簧測力計的前世今生

教師利用一根彈簧掛在自制的“工”字型木板的頂端，理解彈簧受到的外力與彈簧伸長量成正比的工作原理。

步驟3：重力與質量有什么關系

讓學生分組用彈簧測力計和勾碼進行探究重力大小的實驗。

步驟4：彈簧秤拔河比賽

讓學生利用兩個彈簧測力計和開好孔的紙板進行二力平衡條件的探究實驗。

步驟5：滑動摩擦力與表面積大小和速度有關嗎

利用彈簧測力計和木塊，讓學生主要探究表面積和速度大小與滑動摩擦力無關的易錯點。

步驟6：浮力與形狀、深度的關系

利用彈簧測力計、橡皮泥和水槽，探究形狀變化及浸沒后深度與浮力無關。

步驟7：在平衡的杠桿上拉力方向的影響

教師事先組裝好在水平位置平衡的杠桿，請學生上臺來，利用彈簧測力計在同一水平面改變拉力的方向，同學們觀察什么時候拉力最小？理解為什么？

步驟8：滑輪間力和距離的變化

利用彈簧測力計、勾碼和動滑輪探究力和距離的變化規律。

以上實驗雖然多，但都是學生做過的實驗，操作起來難度不大，又以“玩”的名義讓學生參與其中，所以學生樂此不疲、樂在其中，促進了學生們的學習積極性，提升了復習課的教學容量和復習效果。

3.3? 創新教具，突破難點

目前中考實驗題除了對教材實驗的掌握外，對創新延伸的實驗也越來越多，所以我們的目光不能局限于基礎知識，要注意拓展學生的思維，通過實驗培養學生的思維意識和創新能力。這節課中利用自制的“工”字型木板這一簡易教具，進行實驗的擴展和延伸，可突破三個難點實驗。

（1）利用彈簧掛在自制的“工”字型木板的頂端，觀察到彈簧受到的外力與彈簧伸長量成正比并標明刻度后（如圖1所示），在彈簧后面加上打印的彈簧測力計外殼圖片，就形象地展現出了彈簧測力計怎么制作的過程。學生感覺到物理原來如此好玩實用。

（2）將“工”字型木板旋轉90°后平放在水平桌面上，請一位學生用彈簧測力計水平拉著木塊在木板上不動，教師將木板水平抽出，觀察彈簧測力計的指針是否更加穩定（如圖2所示）。通過該實驗可以直觀解釋摩擦力的方向，這道問題也是中考考題中的難題。

（3）許多學生對水平放置的滑輪組的力和距離大小存在困惑，利用“工”字型木板和彈簧測力計的現場試驗，較好地解決了這一難點。先利用“工”字型木板做豎直方向滑輪組的實驗，在木板上標注出移動的距離并記錄下彈簧測力計的示數。然后教師再將“工”字型木板旋轉90°，在水平方向上利用同樣的滑輪組讓木塊移動相同的距離，對比移動的距離和彈簧測力計的示數（如圖3所示）。學生就會明顯看到示數的變化，發現其中的規律。這樣的實驗效果與教師在黑板上做題講授的效果完全不同。

3.4? 學案配合，精做精練

在專題實驗復習后，整合的實驗肯定要有針對性整合的習題，實驗復習的效果才能體現出來，實現學生的知識結構向認知結構轉化。結合總復習的要求精選與本節課相關聯的中考實驗題作為學生的學案作業。中考試題具有一定的擴展和延伸，是對實驗細節和實驗運用的考查，對提高學生對實驗細節的敏感度，提升實驗復習效率具有幫助[ 4 ]。但教師務必要精選題目，甚至可以結合自己學生的學情，改編中考原題，本節課僅選了十道題目作為課堂訓練及課后作業的題目。鑒于總復習時，有些學生基礎知識掌握較好，教師可以選擇其中一兩道綜合力學實驗題目作為提升挑戰題，對于那些學有余力的學生而言，能夠較好地鍛煉其思維能力。

4? 反思

本案例實驗復習課確實容量大、實驗多，對于教師和學生而言均是與常態課不一樣的課堂。教師可以根據學生實際，合理安排課時。若學生程度好、理解快、動手能力強，則可以在較短的課時完成復習課。若反之，教師則可以多安排幾個課時完成。但要明確教師通過專題復習課，就是要讓學生從簡單的知識重復走向對實際問題的應用；從被動的學習走向主動的學習；從重視課本知識，最終能夠走向學會探究。做中玩、玩中學的實驗復習課，是學生喜歡的課堂。只要回歸到物理以實驗為基礎的本源，就能更深地體會到物理學科的魅力，提升實驗復習課堂教學的效果。

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，2017：19-20.

［2］ 黃財發.淺談初中物理實驗的高效復習策略[J].考試周刊，2018（59）：160.

［3］ 蔡峰黎.促進深度學習的初中物理復習教學策略：以《固體密度測量的復習》為例[J].中學教學參考，2018（20）：44-45.

［4］ 林君祥.基于學科核心素養的初中物理實驗復習課教學[J].物理教師，2019（7）：47-49.