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1、另辟蹊徑,拓展物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路
張亞偉
[摘要]物理實(shí)驗(yàn)是開展學(xué)生核心素養(yǎng)的重要途徑,文章結(jié)合物理教學(xué)實(shí)踐,探索物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的新思路。
[關(guān)鍵詞]初中物理;實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì);思路拓展
[中圖分類號]G633.7[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]1674-6058〔2021〕14-0065-02
在物理教學(xué)中,教師要關(guān)注學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。要提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng),就應(yīng)當(dāng)用好物理實(shí)驗(yàn),通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生參與物理知識探索,通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生體會(huì)物理研究過程。然而在現(xiàn)有的辦學(xué)條件下,很多地方的初中學(xué)校由于條件限制,無法為學(xué)生提供足夠的實(shí)驗(yàn)條件,這也就要求教師拓展思路,多方開發(fā)實(shí)驗(yàn)資源,為學(xué)生提供更有啟發(fā)性和
2、引導(dǎo)性的實(shí)驗(yàn)。
一、整合實(shí)驗(yàn)資源,優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
當(dāng)前教材上所安排的實(shí)驗(yàn),無論是演示實(shí)驗(yàn),還是學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),大多數(shù)學(xué)校還是配置了相應(yīng)的器材,能根本滿足教學(xué)需要。很多教師在教學(xué)過程中,也是按照教材安排進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的,這樣也就讓教師在思維上產(chǎn)生了一種定式:教材上怎樣安排實(shí)驗(yàn),教學(xué)中就怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn);教材上所配的實(shí)驗(yàn)用了哪些器材,課堂教學(xué)就用哪些器材。這樣的教學(xué)實(shí)際是傳統(tǒng)教材觀在作祟,為了有效開展學(xué)生的核心素養(yǎng),教師在課堂教學(xué)中,不應(yīng)簡單地用教材教,教材上所提供的實(shí)驗(yàn)是有限的,如果我們僅僅圍繞教材上的實(shí)驗(yàn)開展實(shí)驗(yàn)教學(xué),將在一定程度上束縛學(xué)生思維,也很難讓學(xué)生產(chǎn)生新鮮感,因此教師在教學(xué)中要勇于對實(shí)驗(yàn)資
3、源進(jìn)行重組和設(shè)計(jì),結(jié)合教學(xué)需要對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整,創(chuàng)設(shè)使學(xué)生耳目一新的實(shí)驗(yàn),進(jìn)而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
比方為了讓學(xué)生感知“大氣壓的存在〞,教師大多會(huì)結(jié)合圖片資料和模擬課件為學(xué)生介紹馬德堡半球?qū)嶒?yàn),希望為學(xué)生提供最為形象的感性信息。但是學(xué)生只會(huì)對那些能夠親自接觸和感知的東西形成較為深刻的印象。因此如果我們能夠?qū)⑦@個(gè)實(shí)驗(yàn)搬到教室里,讓學(xué)生直接參與到實(shí)驗(yàn)中,那么效果更好。實(shí)際教學(xué)中,“大氣壓存在〞的實(shí)驗(yàn)可以用注射器來進(jìn)行。將注射器的柱塞完全推進(jìn)去并將出口封住,讓兩個(gè)同學(xué)配合,一個(gè)同學(xué)握住注射器的主體,另一個(gè)同學(xué)拉著柱塞,相互配合向外拉,學(xué)生能夠感到這是一個(gè)很費(fèi)力的過程;為了比照,再讓學(xué)生將出口堵塞物拿
4、走,重新實(shí)驗(yàn),學(xué)生會(huì)感到很輕松。預(yù)習(xí)過的學(xué)生很快就會(huì)將其與馬德堡半球?qū)嶒?yàn)進(jìn)行類比,并分析原因。上述實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢在于:〔1〕器材簡便易得,可以從醫(yī)務(wù)室領(lǐng)取,且不受數(shù)量限制,適合學(xué)生實(shí)驗(yàn);〔2〕實(shí)驗(yàn)器材能反復(fù)使用,不會(huì)造成資源浪費(fèi)。
教學(xué)中,很多教師認(rèn)為一個(gè)實(shí)驗(yàn)足以說明問題,那么就沒有必要再多做其他實(shí)驗(yàn)了。筆者認(rèn)為,僅僅一個(gè)實(shí)驗(yàn)是無法滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需要的,特別是物理規(guī)律的普遍性,就不是一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明的了。要全方位揭示物理規(guī)律,讓學(xué)生深度理解,就要多做一些實(shí)驗(yàn)。還是以“大氣壓的存在〞為例,教師還應(yīng)該拓展實(shí)驗(yàn)思路,設(shè)計(jì)出更多的實(shí)驗(yàn),啟發(fā)學(xué)生探索和研究。在演示聲音的傳播時(shí),我們都會(huì)用到玻璃罩和抽氣機(jī),相關(guān)
5、器材在實(shí)驗(yàn)室都有,我們再準(zhǔn)備一個(gè)空的塑料瓶子就可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)了?!?〕將空塑料瓶中的空氣擠掉一些,然后擰緊瓶蓋,并扣在玻璃罩中,將抽氣機(jī)與玻璃罩相連?!?〕翻開抽氣機(jī)的閥門,將玻璃罩內(nèi)的空氣逐步抽出,學(xué)生將被內(nèi)部塑料瓶的變化所吸引:塑料瓶重新鼓起來了!是什么力將瓶子撐開了的?〔3〕將抽氣機(jī)的閥門關(guān)閉,同時(shí)將進(jìn)氣閥門翻開,學(xué)生再一次被其中的現(xiàn)象所吸引:塑料瓶再一次被壓癟!學(xué)生再一次陷入思考:是什么力將塑料瓶壓癟了呢?通過這樣一組實(shí)驗(yàn),學(xué)生將進(jìn)一步明確氣體壓強(qiáng)的存在,而且這種實(shí)驗(yàn)是用老器材完成的新實(shí)驗(yàn),起到了“老瓶子灌新酒〞的效果,讓學(xué)生在思考和探索之余,感受一種別樣的新鮮情境。
二、充分開掘素材
6、,自制物理實(shí)驗(yàn)
物理內(nèi)容非常豐富,如果我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)僅局限于對實(shí)驗(yàn)室資源的整合與使用,顯然就不夠的了,為了更加充分地拓展學(xué)生實(shí)驗(yàn),激活他們的思維,教師要積極自制實(shí)驗(yàn)。這樣,一方面能充分而合理地使用有限的教學(xué)經(jīng)費(fèi),花小錢辦大事;另一方面,教師能回歸生活,從校園、家庭、社會(huì)中搜集素材充實(shí)實(shí)驗(yàn)。從生活中搜集來的實(shí)驗(yàn)素材,能夠縮短學(xué)生與物理實(shí)驗(yàn)的距離,讓學(xué)生感到蘊(yùn)含在物理實(shí)驗(yàn)中的生活氣息,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
比方,滑動(dòng)摩擦力的學(xué)習(xí),學(xué)生對摩擦力方向的判斷存在較大難度,原因是學(xué)生缺乏對相對運(yùn)動(dòng)的感知,怎樣幫助學(xué)生克服這一障礙呢?筆者認(rèn)為可以通過實(shí)驗(yàn)來豐富學(xué)生的感性體驗(yàn),為此可以借助生活中最常見的
7、牙刷來完成這一實(shí)驗(yàn):〔1〕讓學(xué)生將自己的手指按壓在事先準(zhǔn)備好的牙刷的毛上,并用力將毛向后擦,在力的作用下,刷毛開始往后倒,教師開始提問:“為什么牙刷的毛會(huì)產(chǎn)生向后的形變?〞〔學(xué)生通過思考明確結(jié)論:當(dāng)刷毛受到向某方向的作用力時(shí),它們就會(huì)向著該方向發(fā)生形變〕〔2〕讓學(xué)生先拖動(dòng)某個(gè)物體,讓其在地面上滑動(dòng),提問學(xué)生:“物體受到滑動(dòng)摩擦力嗎?方向如何?〞〔3〕教師再用牙刷來替換這個(gè)物體,使其在水平地面上向某方向運(yùn)動(dòng),提問:“牙刷在滑動(dòng)時(shí)受到滑動(dòng)摩擦力嗎?方向如何?〞〔學(xué)生會(huì)明確,牙刷毛的指向?qū)⒊蔀榛瑒?dòng)摩擦力方向的標(biāo)記,從而形成結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力的方向與相對運(yùn)動(dòng)方向相反?!?
三、妥善包裝,以游戲的方式呈現(xiàn)
8、實(shí)驗(yàn)
學(xué)生大多活潑好動(dòng),如果我們以一成不變的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué),他們很難產(chǎn)生參與實(shí)驗(yàn)的熱情。因此,為了更好地激活學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的熱情,教師要善于對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行包裝。我們應(yīng)結(jié)合學(xué)生的興趣,對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行再一次的加工與設(shè)計(jì),在保持科學(xué)性和啟發(fā)性的根底上,進(jìn)一步提升物理實(shí)驗(yàn)的趣味性,比方將物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成游戲,讓學(xué)生在游戲中主動(dòng)參與探究。
以“光的折射〞教學(xué)為例,我們從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)入手,設(shè)計(jì)了這樣兩個(gè)實(shí)驗(yàn),第一個(gè)實(shí)驗(yàn)側(cè)重觀察和思考;第二個(gè)實(shí)驗(yàn)側(cè)重游戲與探索。具體實(shí)驗(yàn)情況如下:〔1〕讓學(xué)生在上課前就準(zhǔn)備一杯水,讓學(xué)生將直尺或鉛筆等插入水中,要求學(xué)生觀察物品插入水杯后的情況,并描述觀察結(jié)果。學(xué)生紛紛匯報(bào),插入水
9、中的物品像折斷了一樣。教師繼續(xù)提問:“是不是真的折斷了?這是什么原因?〞〔2〕事先準(zhǔn)備一個(gè)高度在一米左右的塑料桶,將清水注入其中,在一塊泡沫板上畫上一條魚,并將其插入水中。讓學(xué)生用一根竹竿來叉“魚〞,看誰叉得又快又準(zhǔn)。這一游戲徹底點(diǎn)燃了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,他們在一次次的嘗試后發(fā)現(xiàn)問題:為什么明明已經(jīng)瞄準(zhǔn)目標(biāo),但最后都沒有“叉〞中魚呢?兩個(gè)實(shí)驗(yàn)綜合起來思考,讓學(xué)生逐步分析清楚折射現(xiàn)象,進(jìn)而讓他們對物理規(guī)律產(chǎn)生了較為深刻的認(rèn)識。
實(shí)驗(yàn)是學(xué)生建構(gòu)物理知識的有效手段,在初中物理課堂上,物理教師要靈活運(yùn)用實(shí)驗(yàn)資源,引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn),這樣的教學(xué)才能有效激發(fā)學(xué)生參與的興趣。學(xué)生只有真正參與了,才能最大限度地開
10、掘他們的學(xué)習(xí)潛能。
[參考文獻(xiàn)]
【1】蔣玉英.生活化的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與研究[J].中學(xué)物理教學(xué)參考,2021〔2〕.
【2】任磊.新課程下高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)自主探究模式的設(shè)想與實(shí)施[J].課程教育研究〔學(xué)法教法研究〕,2021〔2〕.
〔責(zé)任編輯易志毅〕
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