讓實驗成為一道亮麗的彩虹

彭建平

【摘要】《義務教育物理課程標準（2022年版）》指出物理實驗和跨學科實踐是教師落實物理課程育人要求的重要載體.新課標下，任課教師需著重發揮實驗對物理課堂教學所存在的輔助作用，使實驗成為物理教學長空中一道亮麗的彩虹.本文基于新版課標背景圍繞實驗與初中物理課堂教學的緊密配合從非常規性實驗、常規性實驗、破壞性實驗三個維度展開分析，旨在借助實驗提高物理課堂教學實效.

【關鍵詞】實驗教學；初中物理；課堂教學

實驗，是教師開展物理課堂教學的一個重要方式，同時，學生在學習的過程中通過觀察實驗現象能夠形成物理概念，通過實驗操作能夠認識物理規律.所以實驗也是學生學習物理知識的一個重要助手.

1 非常規性實驗與物理課堂教學的配合

非常規性實驗主要是指在物理課堂教學中利用生活中易得的物品、器具等開發具有一定自創性和體驗性的活動.在蘇教版教材中非常規性實驗與物理課堂教學的配合設計見下表1.

關于非常規性實驗與物理課堂教學的配合，研究認為，教師應保證實驗設置始終不偏離生活實際，且重視強化學生實驗過程中的體驗感，即通過膚覺感知某一物理現象，從而促進學生對某一知識點的理解.

例如 在探究“壓強大小與受力面積有關”的知識中，教師可以組織學生開展如下實驗：指導班級全體學生用兩只手的食指將一支筆橫向夾在中間，用力，此時每名學生與筆尖端接觸的手指肚面凹進、有顯著刺痛感，而與筆尾端接觸的手指肚面并未凹進、幾乎無刺痛感，利用學生的膚覺感知使學生體驗到壓強大小與受力面積之間的關系.

2 常規性實驗與物理課堂教學的配合

常規性實驗主要是指在物理課堂教學中應用廠制正規實驗器材開展的實驗活動.在物理課堂教學實踐中教師可組織學生開展演示實驗、測量實驗、模仿實驗.此處以模仿實驗為例.初中學段的學生自主實驗能力相對薄弱，在課堂教學中絕大多數學生需要將教師給出的實驗示范作為基礎，通過模仿實驗示范的方式進行實驗操作.于初中物理課堂教學中組織學生開展模仿實驗，同樣有利于強化學生對某一物理知識的理解.

例如 “奧斯特電磁實驗”，首先，教師于多媒體大屏幕上為學生呈現“奧斯特”發現電與磁過程的微視頻，鼓勵學生模仿奧斯特的實驗過程開展實驗.此環節中教師可以在視頻播放后將畫面定格于圖1，從而為學生順利開展模仿實驗提供參照.

其次，教師引導各組學生保持導線與小磁針平行，閉合開關觀察實驗現象.在此環節中，學生斷開電路時可見小磁針不偏轉，斷開電路時可見小磁針偏轉.當改變導線中的電流方向時學生可見小磁針的偏轉方向改變.

最后，教師做實驗總結.通過開展模仿實驗，學生能夠切身地感受到通電導線周圍磁場的存在，同時也能夠了解到電流方向對磁場方向所存在的影響，由此可見模仿實驗與課堂教學的緊密配合有利于強化學生對某一物理知識的理解.

3 破壞性實驗與物理課堂教學的配合

從物理教學的角度上看破壞性實驗可分為以教師為主體實施的演示實驗、以學生為主體實施的分組實驗.下述內容將以“液體的壓強”為例分析破壞性試驗輔助課堂教學方式.

3.1 新課導入——教師演示破壞性實驗

探究“水的壓強”實驗時，首先，教師準備長水管、短水管、氣球等實驗工具.其次，教師與班級學生交互“如果分別應用長水管和短水管向同等質量、同等大小的氣球中注水，會怎樣？”，給予學生10s猜想時間，并開始實驗演示：教師于講臺前的空地處手持長水管向氣球中注水，直至氣球爆裂，記錄時間；教師再取同樣氣球，在同等時間內手持短水管向氣球中注水.最后，師生交互實驗結果，由教師引導學生思考“同等時間、同樣的氣球，長水管注水導致氣球爆裂、短水管卻只能注入少量水”的原因.

于新課導入階段為學生演示破壞性試驗，一方面，氣球爆裂的一瞬，能夠快速地吸引學生的注意力；另一方面，基于破壞性實驗所創設的問題情境更易于學生牢記，使學生后續的知識學習更具探究性.

3.2 新課教學——學生操作破壞性實驗

首先，教師提出“水注入氣球時氣球變圓，那么如果將氣球更換為塑料袋如何證明水對塑料袋存在壓強？”的教學問題，示意各小組學生領取塑料袋、取水，指導各小組學生應用圓珠筆尖端在塑料袋的底端、四周扎孔，當水從底端流出時證明水對塑料袋的底部存在壓強，當水從四周流出時證明水對塑料袋的四周存在壓強.其次，教師提出“如果應用鹽水替代水，結果如何？”的教學問題，并將袋鹽與水混合，指導各組學生重新取水、注水，各組學生將重復上述實驗過程，獲得同樣的實驗結果.最后，師生交互實驗原理，如水和鹽水本身具有重力，是其對塑料袋底部存在壓強的主要原因；水和鹽水具有流動性，塑料袋的側面阻擋了水和鹽水的流動，所以對塑料袋的側面也存在壓強.同時教師做實驗總結：液體對容器底和容器壁有壓強.

在本次實驗中，學生通過參與破壞性試驗能夠切身的感受到液體對容器底與容器壁存在的壓強，與此同時利用生活中常見的物品開展實驗不僅滿足新課標對物理實驗教學所提出的倡議，還能夠降低破壞性試驗開展的成本.

4 結語

綜上所述，三類實驗應用于物理課堂教學中均有利于教師提升學科“教”與“學”的實效，一方面，實驗能夠使教師更為形象、具體地呈現物理知識，優化教師的課堂教學結構；另一方面，實驗為學生深度感知物理現象、自主總結物理知識提供了良好的條件.