初中物理實驗改進與創新助力學生逆商提升的實踐研究

摘 要 初中物理實驗應基于學生的學習起點與教材的實際進行改進與創新。一個“改”字，彰顯“打破”與“超越”；一個“新”字，彰顯不滿于“吃老本”。圍繞遞進式實驗、對比性實驗及互動式實驗進行改進與創新，助力學生逆商水平提升，進而影響學生物理學習效果及學科核心素養培養。

關鍵詞 物理實驗 改進與創新 逆商

“逆商”，指人們面對艱難險阻，勇于、善于擺脫困境和超越困難的能力，具體到學習中就是指學生勇于面對并積極解決學習困難的能力。逆商是影響學生物理學習及學科核心素養培養的重要非智力因素。

初中物理實驗應基于學生的學習起點與教材的實際進行改進與創新。可從三方面開展：一是注重遞進式實驗，引導學生經歷由易到難、螺旋上升的進階過程，實現思維拓展，培養學生堅持不懈的科學態度；二是注重對比性實驗，從中發現物理學奧妙、規律與本質，提升學生堅忍不拔的毅力品質；三是注重互動式實驗，借助視頻的高效呈現，發揮實驗改進與創新的正效應，發展學生積極克服困難的能力。

一、遞進式實驗助力學生逆商提升

學生的思維生長是爬坡式螺旋上升，層層遞進地設計實驗環節，符合學生的認知規律。北師大版物理八年級下冊第八章《大氣壓強》正是進行遞進式實驗的典范，對于“大氣壓將水托住”這一認識，學生在經歷迂回曲折的實驗過程中提升逆商。

（一）基于認知誤區，進行第一次改進

傳統的“覆杯實驗”，容易給學生造成認知誤區：認為紙片不會掉下來，是因為紙片被水“粘住”了。通過更換實驗材料，以更直接、更形象的方式改進實驗，能夠幫助學生糾正錯誤認識。

以下是改進后的實驗：選擇兩個長約10厘米的一次性紙杯（甲、乙），其中在“乙”的底部鉆一個小孔。步驟一，裁剪稍大于杯口的紙片蓋在甲、乙兩個杯子的杯口。組織學生翻轉杯子，觀察實驗現象，學生發現因重力作用紙片下落，如圖1（a）。步驟二，用手指堵住“乙”杯的小孔，同時給甲、乙兩個杯子注滿水，重復上面的實驗并觀察所發生的現象，學生發現紙片靜止不動，如圖1（b）。步驟三，讓“乙”杯的小孔敞開，重復上面的實驗，結果與上面的實驗相反——水和紙片都掉落——充分證明大氣對浸在它里面的物體產生力，如圖1（c）。步驟四，用20厘米的紙杯再做實驗（如圖d所示），為后面的學習埋下伏筆。

四個步驟完成后，教師提出問題：“紙片與水會不會掉下來與什么因素有關？”學生自然而然想到那個被堵住或被敞開的小孔，進一步聯系到大氣壓，由此糾正錯誤認知，其智商與逆商同步提高。

（二）基于新舊聯結，進行第二次改進

“覆杯實驗”凸顯了氣壓的作用。假如周圍沒有大氣，實驗還會成功嗎？基于此假設可進行第二次改進：把“覆杯實驗”搬上月球，其實驗效果如何？

教師引領學生復習舊知：還記得“聲音的產生與傳播”嗎？利用真空抽氣泵裝置可以模擬月球環境，“覆杯實驗”同樣可以通過創造“真空環境”研究大氣壓：將裝滿水的杯子蓋上硬紙板，讓它倒置懸掛在一個支架上，然后移入真空罩內，如圖2。如此，新舊知識聯結，從反面證明“覆杯實驗”中所反映觀點的正確性。

上述實驗的改進之處是：實驗材料簡單、實用，實際效果明顯、真實——理論被直觀形象的實驗所證實。整體來說，兩個實驗彼此獨立，但互有聯系，逐步遞進。學生從正反兩方面確信大氣壓強的存在。從“老裝置”到“新環境”的成功過渡與聯結中，學生提升了勇于解決疑難問題的能力。

（三）基于學生疑問，進行第三次改進

上述實驗中，學生對紙片的作用存有疑惑：抽掉硬紙片，為什么大氣壓強依然存在，卻不能支持水的重力？[1]基于學生疑問，可進行第三次實驗改進。

改進的材料為膠頭滴管（如圖3）。教師指導學生擠出膠頭內的空氣后吸入液體，然后將膠頭滴管下端提高至離開液面。學生發現，大氣壓的作用不依賴于硬紙片。“既然如此，為什么要用紙片？”教師可趁機反問學生：“如果不用硬紙片，外界的空氣會不會進入杯子里面？”經過討論，學生理解到硬紙片的作用是防止氣體進入杯子內部。教師趁機鼓勵學生選擇兩端都開口的細玻璃管或毛細吸管進行實驗，可從反面證明這一結論。

三次改進與創新，不僅是認知理論上的由此及彼，也是實踐中學生一次次重拾信心的過程。

二、對比性實驗助力學生逆商提升

初中實驗的改進與創新中，尤其要重視對比實驗。對比實驗中，學生能更好地理解物理現象內在的規律、奧妙與本質，杜絕半途而廢，從根本上解決思維僵化與行動力不夠的問題，進而提高逆商。

（一）對比中體現趣味

實驗與學習的內驅力在于一個“趣”字。畢竟，學生對某一實踐活動的聚焦時間是有限的。在“趣味”、“情境”和“詩意”中，學生才有可能熱情不減。“活”中激趣，“趣”中增效，應該成為提升學生學習力與逆商的一個基本視點。“趣”體現在學生的驚訝中、前后思維落差中、意想不到中……

比如，北師大版物理八年級下冊《物體的浮沉條件》的學習，可進行如下實驗：在乒乓球上粘連一條紅色細線，并沿著細線的直線方向標上箭頭，細線的另一端固定在一鐵塊上。生生合作將這樣的一個裝置放入容器中間并在容器中注水，直到乒乓球上浮的過程中其細線拉直為止。學生發現，乒乓球上的紅色細線箭頭是垂直向上的。在此基礎上，學生合作將此容器傾斜，以為細線箭頭會跟著傾斜，但結果再次發現紅色細線箭頭方向不變，證明浮力的方向總是豎直向上的。

（二）對比中體現創新

在初中物理實驗教學中，學生運用知識解決實際問題過程中存在困擾，科學態度培養和學科素養發展受到局限[2]，對比實驗應逐漸趨于創新化。創新化是科學實驗的內驅力，是學生逆商提升的原動力。別人這樣做實驗，我們不一定要“依葫蘆畫瓢”。科學中的創新不是信馬由韁，不是用一些新的噱頭吸引別人的眼球，而是基于學生實際、教材實際而有所創新。創新建立在改進的基礎上，改進的結果必須是創新的。提高學生的創新意識與創新能力，也是提升學生逆商的重要手段。

仍然以《物體的浮沉條件》實驗為例，以往的實驗器材或教具很多，如懸浮瓶、漂浮瓶等，由于大小無法改變，導致水容量無法改變，很有必要創新實驗。受“乒乓球浮起來”實驗的啟示，有一些學生利用氣壓式噴壺、注射器、大飲料瓶等進行改進與創新：通過向飲料瓶內打氣，瓶內的氣壓改變了，物體沉與浮的效果比較明顯；或者學生按壓噴壺開關噴灑水霧，針筒中水量有明顯的增減，總體上一目了然，形象生動，學生愿意投入進行具身體驗并堅持到底。

三、互動式實驗助力學生逆商提升

物理實驗需要互動，需要生生、師生、生與家長之間的多維對話。如此，學生參與的興趣更濃，勇于解決問題的意識更強，逆商的提升變得自然而然。基于真實視頻拍攝的實驗適合于學生互動，“靈活自由、輕松自然、隨意發揮的生活化視頻小實驗可以彌補現實實驗教學中的不足”[3]。學習北師大版物理八年級上冊《探究平面鏡成像的特點》時，可借助互動式實驗，凸顯互動，幫助學生理解知識的同時，提升其逆商。

（一）發現問題，設計實驗

互動式實驗的前提在于發現問題，確定知識點。發現問題應以學生真實學情為出發點。《探究平面鏡成像的特點》學習中，學生有疑問：物體在平面鏡中成的虛像可以在另一面平面鏡中成像嗎？有的說可以，有的說不可以。爭論的焦點有兩方面：一是學生對“虛像”的理解有不同之處，二是學生暫時沒有可視化案例予以支撐。那么，能否通過直觀形象的實驗進行解釋呢？由此，學生以“平面鏡成像的特點”為知識點，進行實驗改進與創新。

“觀察自己的后腦勺”滿足以上兩個條件。雖然是一個簡單的觀察實驗，但是比較創新，學生興趣濃厚。有的學生可能第一時間想到鏡子，畢竟小學階段“關于直線的傳播”中已經知道利用多面鏡子可以改變路線，看到肉眼無法看到的事物。于是學生找來實驗器材——大、小鏡子各一面并開始實驗過程：調整鏡子與小鏡子的位置，同時也調整自己的位置，盡量傾斜，直至能看到自己的后腦勺為止。學生意識到，只要盡力，所謂“不可能看到的”都可以看到，這就是逆商提升的體現。

（二）錄制視頻，畫圖理解

這一環節既有教師錄制的視頻，也有學生自主錄制的視頻。教師的視頻重在展現實驗的要領或疑難步驟，對學生有啟發、有參考、有幫助，時長控制在兩分鐘之內。學生分小組進行這個實驗，一名學生親自操作，請小組中的另一名學生拍攝實驗過程，做成小視頻，小組成員依據這一視頻畫出自己看到后腦勺的光路圖。無論是教師，還是學生，視頻中的語言要求生動有趣，富有感染力與幽默感。

師生把小實驗短視頻發到釘釘群或其他自媒體中（家長可以幫忙），尤其凸顯實驗中新奇、意外、有趣的地方。同學們積極響應，或多元評價，或上傳路線圖，或轉發視頻，或忙于配音……讓視頻的正效應輻射到更大的時空內，激發更多學生的潛能，無形中提升了逆商。

（三）合理評價，體會感悟

引領學生感悟實驗原理，寫出體會。一名學生這樣寫：“一面鏡子看不到自己的后腦勺，兩面鏡子就可以，如果有更多面鏡子可能看清更多細微的或一般角度看不到的物理現象。”另一名學生這樣寫：“既可以移動小鏡子，也可以移動我們自己，背靠著大鏡子，然后再用小鏡子，就能看到自己的后腦勺。”還有一名學生這樣寫：“平面鏡所成虛像能否再次成像，關鍵要看兩平面鏡的夾角是多少，要親自嘗試……”

鼓勵學生、家長以及更多教師在釘釘群或自媒體中進行自評與他評，充分發揮評價的指導性與激勵性功能。可以發現，正是在發視頻、看視頻、評視頻的互動過程中，解決了以往實驗中“溝通不暢、合作不強”的弊端，學生產生了更多自信與自豪，合作交流能力得到鍛煉與提升。

初中物理實驗的改進與創新，正是提升學生逆商的應然，是初中物理實驗教學應被補上的重要一環。學生在積累創新性實驗的同時，形成正確的物理觀念，提升科學思維與科學探究能力，培養科學態度與責任。可見，提高學生逆商水平，對核心素養導向下的初中物理學習具有重要意義。

[參 考 文 獻]

[1]牛雅瓊.低成本實驗在初中物理教學中的遞進式運用[J].中學物理，2019（5）：55-57.

[2]吳小凡.深度學習視域下初中物理實驗教學路徑探究[J].物理教師，2024（2）：58-60.

[3]劉通泉.初中物理生活化小實驗的創新與改進研究[J].教育實踐與研究，2022（5）：40-42.

（責任編輯：劉艷超）