聚焦实验教学彰显学科魅力

摘 要：实验教学是中学物理教学的重要组成部分，是物理教学的基础，要提高学生的核心素养，提高学生各方面能力至关重要，因此加强中学物理实验教学任务就显得迫不可待.本文结合教学过程中具体的案例分析，重点谈谈笔者在实际教学中是如何开展实验教学的.

关键词：初中物理;实验教学

文章编号：1008-4134（2019）16-0007    中图分类号：G633.7    文献标识码：B

基金项目：南京市江宁区教育科学“十三五”课题“素养教育理念下初中物理创新实验教学的研究”（项目编号：JN2016/083）.

作者简介：翟燕（1984-），女，山东曹县人，硕士，中学一级教师，研究方向：物理实验教学.

伟大的科学家亚里士多德曾经说过：“告诉我的，我会忘记;给我看的，我会记住;让我参与的，我会理解.”可见学生的实验探究过程之重要.物理学科的核心素养四大要素之一就是实验探究，而实验探究离不开学生的动手过程，学生应该真正享受到科学体验的乐趣与成就感.这是培养学生科学探究能力中的关键环节，也是提高学生物理学科学习能力的一种重要途径.因此，初中物理课堂中有效开展实验教学显得至关重要.

1 實验教学上存在的误区

目前，依然会有不少教师在思想上存在较多误区，尤其是在创新实验和自制教具方面还是比较欠缺.具体表现可能有以下几个方面：

“做实验不如讲实验”，做实验浪费时间、影响教学进度;

实验现象简单、司空见惯，没有做实验的必要;

一些实验以前做过，但是效果不好，不愿意设计新的方案改进;

有些实验准备费时，不愿意多花时间去准备;

实验室没有现成的器材，不想自制教具.

以上几点和笔者在刚工作时的想法是一样的.但是慢慢地发现，一个学期下来，学生学习物理的积极性并不高，而且自认为节省了不少课堂时间，学生学习物理的效果反而不理想.因此，对于初中物理实验教学，教师在思想上一定要重视、行动上要到位.笔者将近些年在实际工作中有关初中物理实验教学方面的体会归纳如下.

2 实验教学的有效开展

2.1 图片、视频实验化

很多时候，不少教师会将原本可以让学生动手的实验操作换成视频、甚至图片的形式展现，认为这样可以节省课堂时间用来强化练习，但是很多时候往往是适得其反.例如，在苏科版第十章第三节“气体的压强”“流体的压强与流速的关系”中，常常会遇到这类练习（如图1所示），学生很难理解横截面积大的地方流速小，但是如果学生看到了非常直观、效果明显的实验现象，就大大加深了他们的理解.实验室常有的“伯努力原理”的器材体积非常小，实验现象不够明显，效果自然不理想（如图2所示）.如果将该原理的器材做的再大一点，更直观、明显一点，并且再添加一个可以改变液体整体流动速度的水龙头，达到的实验效果就会更好.另外，本节课里面，“飞机升力”的原理解释也是一大难点，如果单纯地利用图片讲解，学生很难理解飞机升力产生的原因，有的实验室现有器材（如图3所示）虽然可以演示模型上升的过程，但是学生并不能直观看出飞机机翼上下两面风速大小的比较.所以，笔者就做了一个飞机机翼模型（如图4所示），用鼓风机来给模型吹风，U型管两端的管子末端分别接在机翼上下两端，两端的液面高度可以反映出上、下两面压强的大小，同时用风力测速仪可以测出上、下两面风速的大小.这样学生就可以非常直观地看到流速大的地方压强小，同时也很好地渗透了“转化放大”这一重要的思想方法.

又如，苏科版初中物理第十四章第二节“变阻器”一节的课后练习中，有一个油量表的装置图（如图5所示），让学生尝试说明它的工作原理，中考试卷中也有多次涉及该类型的变形题目.如果课堂上给出实物模型（如图6所示），学生上台动手操作的同时结合理论讲解，并思考如果是电流表或电压表分别接在哪里比较合适，这样就会大大降低学生的理解难度，达到事半功倍的效果.

再有，九年级的练习中时常会遇到这类练习：如图7所示，盒内有三个接线柱A、B、C和指示灯、电铃各一只，当连接A、C时，灯亮、铃不响;当连接A、B时，铃响、灯不亮;当连接B、C时，灯不亮、铃不响.根据上述情况，在下面的虚框内（如图8所示）画出符合要求的电路.

对于刚学完基本电路的初中生而言，要判断出暗箱内的电路设计确实是太抽象、有难度的.但是可以让学生利用教师的自制器材（如图9所示）上台演示一遍，再结合理论，讨论分析猜想出答案，最后将暗箱的盖子拿开，让学生看到里面清晰的电路设计，还可以改接成其他电路让学生通过实验现象来猜测内部的电路设计.这样就很大程度上帮助了学生对该类问题的理解.

2.2 小型实验大型化

演示实验，顾名思义，是要全班同学都能观察到实验现象，从而思考实验现象反应的物理原理.如果器材做的太小，会大大影响实验应该有的效果.比如，在苏科版八年级物理第一章“声音具有能量”这一环节，央视有一套科普节目（如图10所示）中提到，将一个大的水桶底部开孔，顶部蒙上一层厚厚的膜，用力拍击顶部的膜，便可以将几层叠加的纸杯击倒.笔者看到后，首先想到，要做一个给学生看.第一次尝试（如图11所示），桶太小，只能击倒三四层纸杯，后排学生也观察不清楚，完全没达到预想的震撼的效果.第二次，就改用了大桶（如图12所示），可以击倒六七层纸杯，击倒瞬间学生“哇”一声尖叫，课堂气氛顿时活跃，从而也让他们深切感受到了声音具有能量.

又如，在讲解“照相机”的原理时，要用到光源来作为被“拍摄”的物体.一般教师都会在PPT上展示一幅图片或者自制一个较小的光源，让学生利用自制的照相机“拍摄”，但是如果这样，学生离开座位靠近物体近距离“拍摄”时，为了去拍同一张照片挤在一起，造成一部分同学拍不到，且拍摄效果也不好.因此，笔者当时就用光带自制了较大的“神舟十一号”火箭（如图13所示）和“天宫二号”飞船的模型（如图14所示），分别挂在教室的两边（如图15所示），可以让学生分成两组分别对光源“拍照”（如图16所示），实验效果自然好很多，学生的积极性也很高.

2.3 演示实验分组化

课堂上不少实验都是演示实验，学生如果只能远远地去观察教师或个别同学的演示操作，而不去亲自体验，那学习效果自然会大打折扣.因此，我们应该克服困难尽量给学生创造更多分组动手的机会.尤其是复习课中，实验重现就更为重要.例如，在进行中考一轮复习第六章“物质的物理属性”时，我们也可以利用一杯鸡尾酒让整个课堂都灵动起来（如图17所示）.从天平使用的复习、常规测量未知液体密度的复习、无量筒的情况下测量未知液体的密度等等，学生就可以利用这一套器材贯穿复习整个第六章的内容（如图18所示）.

又如，在对第四章“平行光会聚法”测量凸透镜焦距的讲解中，很多老师只是针对图片（如图19所示）理论分析，但是如果真正让学生实际操作一遍（如图20所示），他们才能彻底知道什么叫“正对太阳光”，到底如何去测量.还可以让学生去体验当光屏远离和靠近透镜时光斑的变化.有了以上的操作过程，学生再遇到这类问题时，就可以很自然的理解.

2.3 分組实验精致化

要尽量让学生亲自去动手，并不是帮学生准备好“精致”的实验器材，帮助学生呈现出“完美”的实验效果.而是通过问题串一步步引导学生选择什么样的器材，为了达到实验目的还需要添加什么器材，如何去操作，为什么这样操作等等，通过这一系列问题让学生逐步地去完善或者去选择自己所需要的器材，然后一步步去操作.比如，苏科版八年级物理第五章第三节“匀速直线运动”“研究气泡的运动”中，我们刚开始只需要呈现出一个能显示气泡运动的板子即可（如图21所示），可以设计如下问题串.

通过观察你猜想气泡的运动是什么情况？（生：匀速直线）如何证明气泡是匀速的呢？（生：相同路程比时间;相同时间比路程）如果采取相同路程比时间的话，如何操作？（生：分成路程相等的几段）如果是相同时间比路程，如何操作？你认为哪种方法更合适？（生：前者）为什么？（生：将路程分段，计时方便且误差小）分几段合适？为什么不能太多，也不能太少？计时的时候是利用一个秒表还是多个秒表好些？分段的起点应该选在哪？为什么不能离底部太近？……一步步引导生成了最终的实验器材（如图22所示）及操作过程.这样的娓娓道来会让学生的思绪非常清晰，操作起来也得心应手.

2.4 自制教具学生化

目前，课堂上完全放手让学生去自制实验器材的时间和机会还是比较少，因此我们可以用周末动手的作业适当替代文字作业，把动手的机会真正还给学生.

比如，照相机的成像原理是需要学生掌握的，如果只是针对原理图分析，对于初中生来说还是太抽象，显然是不容易理解和接受的.如果，我们能引导学生自己动手去制作一架真正的“照相机模型”（如图23、24所示），课堂上利用自己自制的模型对光源“拍照”，从而使照相机的原理、如何使像变大等等问题迎刃而解.

又如，“树荫下的光斑”等活动，只有让学生亲自去观察和体验（如图25所示），才能解决“小孔到底需要多小、只要孔足够小就可以成太阳的像吗？”这些难点.鼓励学生利用周末时间自制吸尘器（如图26所示）和“家庭投影仪”（如图27所示），这样用动手过程来理解知识远远比我们课堂上滔滔不绝的讲授要实用得多.

美国著名教育学家杜威在《民主主义与教育》中提出“从做中学”的教育理念，“从做中学”也就是“从活动中学”“从经验中学”.因此，物理课堂中的实验操作环节自然不容小觑，尊重学生实验探究过程，认真钻研实验教学过程对我们每个教师都显得尤为重要.教学细节不大，它只是课堂的一个极小的缩影;但教学细节又不小，它就像一面透视教学的放大镜，能以小见大地折射出教师的教学理念、教学智慧、教学情怀.

我们一定要将动手的过程还给学生，这是培养中学生核心素养的迫切要求，是提高学生物理学习能力的重要途径！

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（收稿日期：2019-04-28）