基于真實性情境的初中物理實驗教學探究

【摘" 要】 基于真實情境的物理實驗教學強調，教師應在實驗過程中融入現實生活中的物理現象，以此提升學生對物理知識的理解能力。同時，這種教學方式還能夠培養學生的科學探究能力，增強其動手操作的技能。文章首先分析了基于真實情境的初中物理實驗教學內涵，并結合生活實際，探討了初中物理實驗教學的策略，旨在為初中物理實驗教學提供新的方向。

【關鍵詞】 真實性情境;初中物理;實驗教學

基于真實性情境的物理實驗教學能夠有效地激發學生的學習動機。通過實驗，學生能夠深入理解自然現象背后的規律，培養物理邏輯思維。這種教學模式超越了傳統的課堂講授，強調學習過程中的主動探索。為此，引入真實性情境可以讓學生在實驗過程中更好地將理論與實際問題相聯系，從而提升整體教學效果。

一、基于真實性情境的初中物理實驗教學內涵

（一）情境的真實性

情境的真實性意味著實驗設計要符合物理學科的基本規律，并反映實際生活中可見的物理現象。在這種模式下，學生能夠通過接觸日常生活中的物理現象，理解實驗背后的深層原理，并提升邏輯推理能力。在教學過程中，情境的真實性使得物理知識更加易于理解，學生能夠直接從實驗中觀察自然現象，并通過分析現象得出結論。因此，情境的真實性為物理實驗教學注入了新的活力，使學生的認知過程更加深入，學習效果更加顯著。

（二）實驗過程的自主探究性

自主探究要求學生在實驗過程中主動發現問題、設計實驗方案，并通過動手操作、觀察現象來獲取物理知識。這種模式強調學生在實驗中的主導地位，教師則需提供必要的支持，但不干涉學生的實踐探索。實驗過程中的自主探究性使學生能夠在實驗中建立更加牢固的知識結構。通過自主分析，學生能夠深刻理解物理現象背后的原理，并結合實驗檢驗其假設，驗證自己的認知。在不斷反思中，學生通過親身實踐加深對物理概念的理解，從而有效促進知識的內化。教師作為引導者，通過適時的反饋幫助學生克服實驗中的困難，同時激發其探索欲望。因此，自主探究的模式為學生創造了一個開放的學習環境，使其能夠在實驗中大膽假設、主動驗證，并逐步提升創新意識。

（三）學習體驗的整體性

真實性情境在物理實驗教學中的應用強調通過真實世界的背景構建，培養學生的綜合理解能力。實驗教學涉及理論與實踐的結合，基于真實性情境的物理實驗應注重整體學習體驗，打破傳統教學的割裂方式。在這個過程中，學生可以通過觀察、操作、推理等多種方式獲取知識，實現對物理現象的深度理解。學習體驗的整體性是這種實驗教學方法的核心要素。教學活動應將多個相關內容聯系在一起，利用連貫的情境設計推動學生對整體物理現象的認知過程。這種方式有助于培養學生的邏輯推理能力，使其能夠從宏觀的角度把握物理規律，避免碎片化的知識積累。同時，這種學習體驗還強調物理實驗與現實情境的緊密聯系，以激發學生的探究欲望。通過引入真實情境，學生能夠更加積極主動地參與實驗過程，真正感受到物理知識與現實生活的密切關聯。

二、基于真實性情境的初中物理實驗教學實例

（一）探討彩虹的形成：揭示光的色散現象

在基于真實性情境的物理實驗教學中，教師可以利用彩虹的形成過程，再現光的分解和合成，幫助學生認識光的本質。通過實驗，將復雜的光學現象具象化，提升學生的探究意識。借助實驗工具，教師可以引導學生進行自主操作，觀察光的傳播路徑、分解過程及合成現象。這種情境化策略使學生通過動手實踐、自主探究與思維驗證，深入理解光的性質。

例如，實驗開始時，教師可以引出“彩虹的形成”這一話題，引導學生進行探討。隨后，教師拿出一個三棱鏡，將一束白光從側面射入三棱鏡，要求學生仔細觀察光線穿過三棱鏡后的變化。由于光的折射作用，白光在穿過三棱鏡時分解為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色的光帶。通過這一過程，學生能夠直觀感受到光在介質中的行為。接著，教師讓學生嘗試改變光束的角度，觀察折射角度的變化對光的分解程度的影響。然后，教師引導學生通過另一個三棱鏡將分散的光重新合成為白光。這個操作讓學生觀察到彩色光譜逐漸消失，并最終合成為白光的過程。通過這一環節，學生可以加深對光的雙重屬性的理解，并激發對物理現象背后科學原理的深度思考。

（二）分析杠桿的平衡：探究力與距離的關系

杠桿是最常見的簡單機械，其平衡條件可以用力矩公式表達，即力的大小乘以作用點到支點的距離等于另一側力的大小與作用點到支點的距離的乘積。在杠桿的平衡教學中，教師應利用實際情境展示力與距離之間的關系，幫助學生更好地理解杠桿原理。實驗的核心在于，通過再現生活中的簡單機械，展示杠桿平衡的力矩關系，通過控制力的大小與作用點的距離，讓學生清晰感知兩者在杠桿系統中的平衡作用。同時，教師還應特別強調杠桿支點、力臂和負載的相互關系，確保學生能夠在操作中理解其中的物理規律并靈活運用這些要素。

例如，教師可以引入“蹺蹺板”的原理，引導學生分析其受力特點。然后，教師使用一根木棒和不同重量的砝碼來模擬“蹺蹺板”。實驗中，提供一根均勻的木棒，將其放置在支點上。通過懸掛砝碼在不同距離處，學生可以觀察到杠桿的一端下沉或上升。此時，教師可以引導學生根據力矩公式計算各個砝碼對支點產生的力矩，并進行調整使杠桿恢復平衡。假設一側懸掛有質量為2千克的砝碼，距離支點2米2千克的砝碼在g取10Np的情況下為20N，則該側的力矩為20×2=4牛·米。為了使杠桿平衡，另一側的力矩也需要達到40牛·米。因此，如果砝碼質量為1千克，則其懸掛位置應為距支點4米處。借助不斷改變砝碼的重量和位置，學生可以更加清晰地理解力矩公式的應用，并體會到力與距離的平衡關系。在實驗過程中，學生還可以通過調整，驗證理論公式的準確性。每次實驗調整后，學生可以計算并分析各個力矩的變化，經過反復實驗，學生將更加熟練地掌握杠桿平衡的條件與公式。這種真實情境中的實驗策略，可以幫助學生將理論知識應用到實際操作中，從而有效提高對力與距離關系的理解。

（三）觀察電路的變化：比較串、并聯電路的特性

在初中物理電路實驗教學中，串聯電路的特點在于電流恒定，電壓隨元件分布;而并聯電路的特性表現在各支路電壓相等，電流在各支路間分配。教師可以結合真實生活中的電的應用，引導學生進行探討。在實驗設計時，教師應確保學生能通過操作不同元件在電路中的行為，逐步認識到串聯電路和并聯電路在實際應用中的不同效能。這種策略可以讓學生在實驗中進行多次觀察、操作，增強對電路的感性認知，并通過反復驗證總結電路特性的規律。

例如，教師可以設計模擬家庭用電設備連接方式的實驗。實驗開始時，教師準備多個小燈泡、開關和導線。首先，教師設置一個串聯電路，要求學生觀察每個燈泡的亮度。由于電流在串聯電路中保持不變，燈泡的亮度隨電路中元件的增加而逐漸減弱。接著，教師關閉其中一個開關，讓學生觀察整個電路中的變化。當電路中的一個元件失效時，整個電路停止工作，學生能直觀感受到串聯電路在實際應用中的局限性。然后，教師引導學生將電路改為并聯結構，保持電源不變，通過實驗觀察發現各支路中的燈泡亮度一致。教師進一步操作關閉一個支路的開關，此時其余支路中的燈泡繼續正常工作。通過這些操作，學生能夠明顯感受到并聯電路在電器設備獨立工作時的優越性。在實驗的最后，教師讓學生總結串聯電路和并聯電路在實際中的應用場景，強化其對電路特性的理解。

（四）磁場線的可視化：使用鐵屑描繪磁場分布圖案

在物理實驗教學中，磁場的可視化是一個較為抽象但重要的概念。磁場線本質上反映了磁場的方向和強度，鐵屑作為可視化工具能夠在磁體周圍形成圖案，顯示磁場線的分布情況。在實驗過程中，教師可以引入真實情境，并讓學生觀察鐵屑在磁體兩極之間的排列情況，幫助其理解磁場的方向性、對稱性。靠近磁體的地方磁場線密集，說明磁場強度大;而在距離磁體較遠的地方，磁場線逐漸稀疏，顯示出磁場的減弱。這一策略利用視覺化的工具將理論直觀呈現出來，有助于學生理解磁場性質。

例如，在實驗時，教師可以引入關于地球磁場的情境，幫助學生更好地理解磁場的作用。實驗設置需要模擬地球南極與北極的磁場分布情況。教師首先準備一個條形磁鐵和適量的鐵屑，將磁鐵放置在平面上，并將鐵屑均勻撒在磁鐵周圍，要求學生仔細觀察鐵屑的排列情況。實驗中，鐵屑會逐漸沿著磁場線的方向排列，在磁鐵的南極和北極附近，鐵屑的分布最為密集，形成清晰的磁場線圖案。在此過程中，教師可以提問引導學生觀察鐵屑在磁體兩極之間的變化。同時，教師可以引導學生聯想到地球本身也是一個巨大的磁體，南極和北極的地磁場表現出類似的磁場線分布。實驗結束后，教師可以要求學生總結磁場的分布規律，并引導其思考地球磁場對人類生活的重要性。

（五）液體壓強的實驗：探究深度對液體壓力的影響

液體壓強是指作用在液體內部的單位面積上的力，壓強與液體的密度和深度密切相關。在物理實驗中，教師可以通過引入真實情景，并結合壓強實驗，幫助學生理解壓強的變化規律。液體壓強的公式為P=ρgh，其中P表示壓強，ρ為液體的密度，g為重力加速度，h為液體的深度。結合該公式可以看出，壓強與深度成正比，隨著深度的增加，液體的壓強也逐漸增大。另外，液體密度和重力加速度是常數，這使得實驗中的變量可以簡化為深度。為了有效地展示這一物理現象，實驗設計的重點為通過觀察不同深度的液體壓強變化，進一步加深對壓強的感性認識。操作過程中，學生可以借助工具測量不同深度下液體對物體產生的壓力，分析壓強與深度的關系，并通過實驗驗證公式的準確性。

例如，教師可以引入潛水員在水下時的情景，引導學生分析潛水員在水下的受力情況，并探究力的來源。首先，教師準備一個透明水槽，水槽中裝滿水，再準備一個底部打有孔，接通軟管的塑料瓶。實驗將通過測量出水流量或水柱高度間接測量壓強。實驗過程中，教師將塑料瓶豎直放入水中，逐漸將瓶子下沉至水槽中的不同深度。通過觀察瓶底孔中水流的強度，學生可以直觀感受到壓強隨深度變化而變化。當瓶子放置在較淺位置時，水流較弱;而隨著瓶子深入水中，水流變得越來越強。這說明深度越大，液體對瓶底的壓強越大。隨后，學生可以選擇在不同深度（如5厘米、10厘米、15厘米）做標記，并借助測量工具測量出水的流速、流量或噴射的水柱高度來判斷液體壓強。深度越大，噴出的水柱越高，這表明壓強增大。通過記錄不同深度下的水流強度或水柱高度，學生可以分析出壓強隨深度變化的趨勢，進一步驗證液體壓強公式的合理性。學生還可以繪制簡單的圖表，直觀展示壓強和深度的關系，強化對液體壓強的理解。

三、結語

基于真實性情境的初中物理實驗教學，能夠有效激發學生的學習興趣，促進其認知發展。通過運用真實性情境，物理知識得以脫離單一的課堂環境，逐漸融入現實生活，學生能夠在動手實踐中深化對物理概念的理解。在實驗教學中，所設計的情境應貼合學生的認知特點，以便學生更直觀地觀察到物理現象，進而提升科學素養。實驗教學作為物理課程的重要組成部分，其中真實性情境的應用不僅豐富了實驗內容，還極大地提升了實驗教學的深度。借助真實性情境的設計，物理實驗教學為學生提供了豐富多樣的學習體驗。真實性情境下的物理實驗教學，不僅能夠促進知識的遷移，還能培養學生的問題解決能力。實驗中所創設的情境有助于學生在面對復雜問題時，更加自信地進行思考和分析。基于此，結合實驗實踐，學生可以在不斷探索中構建起更為系統的知識體系，培養出獨立思考的能力，從而促進物理知識與日常生活的有機結合，為后續的物理學習奠定堅實基礎。

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