恰當(dāng)創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境 提升初中物理教學(xué)效率

杜希伍

摘 要：實(shí)驗(yàn)一直是初中物理的教學(xué)重點(diǎn)，如何依托實(shí)驗(yàn)來提升物理教學(xué)效率也是廣大教師一直在研究的問題。采用恰當(dāng)?shù)姆绞絼?chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境能夠有效地提升初中物理課堂教學(xué)的效率。

關(guān)鍵詞：初中物理；實(shí)驗(yàn)情境；興趣

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2016）12-0043-3

實(shí)驗(yàn)一直是初中物理的教學(xué)重點(diǎn)，如何依托實(shí)驗(yàn)來提升物理教學(xué)效率也是廣大教師一直在研究的問題。實(shí)踐表明，在教學(xué)中結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)募庸?，并輔以一定的情境創(chuàng)設(shè)將其呈現(xiàn)在課堂上，這樣的教學(xué)環(huán)境，會(huì)使實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率得到明顯的提升。本文旨在圍繞實(shí)驗(yàn)情境的創(chuàng)設(shè)，談?wù)劰P者在教學(xué)實(shí)踐中的思考，以供讀者參詳。

1 創(chuàng)設(shè)激趣式實(shí)驗(yàn)情境

烏申斯基說過這樣一段話：“脫離學(xué)生興趣的強(qiáng)制化學(xué)習(xí)，會(huì)削弱或扼殺他們追求真理的愿望。”作為物理學(xué)發(fā)展的重要支撐，實(shí)驗(yàn)是物理思想和科學(xué)方法的集合體。它強(qiáng)調(diào)嚴(yán)謹(jǐn)性和真實(shí)性，但是，其中也不乏彰顯物理學(xué)科魅力的興趣因素。

實(shí)踐表明，在教學(xué)過程中，當(dāng)教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示或?qū)W生自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，學(xué)生都會(huì)表現(xiàn)出濃厚的興趣。所以，教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分突出物理實(shí)驗(yàn)的巧妙性和趣味性，創(chuàng)設(shè)出富有戲劇性的情境，有效激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而強(qiáng)化他們的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，啟發(fā)學(xué)生思考并探索物理規(guī)律。

案例1 “大氣壓強(qiáng)”激趣式實(shí)驗(yàn)情境設(shè)計(jì)

——玻璃杯吸重物

引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)“大氣壓強(qiáng)”的存在和規(guī)律時(shí)，筆者為學(xué)生演示了一個(gè)“玻璃杯吸重物”的實(shí)驗(yàn)，基本步驟如下：

①向?qū)W生展示實(shí)驗(yàn)器材（高腳玻璃杯一只、裝有掛鉤的硅膠墊一個(gè)、單個(gè)質(zhì)量為2 kg的注水飲料瓶若干），并提出問題：以這些器材做支架，能吊起40 kg的物體，你們相信嗎？（學(xué)生連連搖頭）；

②筆者將有關(guān)器材進(jìn)行組裝，用兩根木棍將酒杯牢牢固定，同時(shí)在木棍兩頭打孔，用螺栓固定好；

③在玻璃杯中注水，并使其與硅膠墊之間相互吸附；

④讓學(xué)生自己將飲料瓶逐個(gè)地掛到掛鉤上，隨著飲料瓶個(gè)數(shù)的增加，懸掛重物質(zhì)量也相應(yīng)提升。在總質(zhì)量達(dá)到20 kg時(shí)，學(xué)生可以看到吸盤有凹陷，但是依然穩(wěn)穩(wěn)吸附，此刻學(xué)生的注意力高度集中。當(dāng)總質(zhì)量增大至40 kg時(shí)，系統(tǒng)依然很穩(wěn)定，學(xué)生已經(jīng)瞠目結(jié)舌。最終總重量達(dá)到了44 kg，硅膠墊被拉下；

⑤學(xué)生對(duì)上述實(shí)驗(yàn)興趣盎然，意猶未盡，筆者又將硅膠墊裝好，讓一個(gè)體重約為40 kg的學(xué)生到講臺(tái)，自己嘗試著用力將掛鉤向下拉，掛鉤非常穩(wěn)定。學(xué)生的探究興趣被激起：是什么原因?qū)е律鲜霈F(xiàn)象呢？

筆者再結(jié)合馬德堡半球?qū)嶒?yàn)為學(xué)生介紹大氣壓的存在，學(xué)生的興趣被這一著名實(shí)驗(yàn)推至高潮，對(duì)大氣壓的認(rèn)識(shí)也就水到渠成。不僅如此，他們也自發(fā)地將知識(shí)進(jìn)行遷移：墻壁上的吸盤掛鉤、水泵都是此類原理。

這些教學(xué)經(jīng)驗(yàn)表明，教師在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行概念構(gòu)建時(shí)，可通過極具趣味性的情境創(chuàng)設(shè)，為學(xué)生提供大量的感性素材；進(jìn)而合理運(yùn)用素材啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行深入思考，并在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中引導(dǎo)學(xué)生提煉相應(yīng)的物理認(rèn)知，發(fā)展概念總結(jié)能力和知識(shí)遷移能力。這樣的教學(xué)環(huán)境所取得的教學(xué)效果以及教學(xué)效率是純理論課堂教學(xué)所無法達(dá)到的。

2 創(chuàng)設(shè)懸念式實(shí)驗(yàn)情境

實(shí)驗(yàn)是教師創(chuàng)設(shè)懸念式情境的重要手段，物理教師應(yīng)在教學(xué)中經(jīng)常運(yùn)用。具體操作時(shí)，物理教師應(yīng)配合實(shí)驗(yàn)的演示或操作，適時(shí)、適當(dāng)?shù)靥岢鲆恍┘婢呷の缎院蛦l(fā)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考和交流，并在合作、探究等學(xué)習(xí)方式中實(shí)現(xiàn)問題的解決，從而形成物理認(rèn)知。同時(shí)，問題的提出也為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了明確的目標(biāo)。在問題意識(shí)驅(qū)動(dòng)下，同時(shí)伴以學(xué)生間思想的相互交流和教師的引導(dǎo)，學(xué)生的探究思路會(huì)更加清晰，他們的探究欲望也會(huì)愈發(fā)強(qiáng)烈。

案例2 “透鏡”懸念式實(shí)驗(yàn)情境設(shè)計(jì)——觀察凸透鏡成像特點(diǎn)

在“透鏡”一課即將結(jié)束時(shí)，筆者安排了一次課堂實(shí)驗(yàn)。一方面是對(duì)本節(jié)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，同時(shí)也為下節(jié)內(nèi)容的教學(xué)做好鋪墊。

教學(xué)內(nèi)容編排如下：

師：今天我們一起認(rèn)識(shí)了透鏡，請(qǐng)問通過凸透鏡來觀察近處的物體，其成像有什么特點(diǎn)？

生：一個(gè)虛像，正立且放大的像。

師：那么，請(qǐng)你現(xiàn)在用凸透鏡觀察手邊的事物，或者再遠(yuǎn)一點(diǎn)，看看黑板上的字；或者再遠(yuǎn)一點(diǎn)，看看教室外面的樹或更遠(yuǎn)處的房子，真實(shí)描述你們所看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

學(xué)生紛紛開始嘗試著觀察，得到很多不一樣的結(jié)論。教師讓學(xué)生對(duì)此內(nèi)容進(jìn)行交流和討論，并安排學(xué)生在課后繼續(xù)后續(xù)內(nèi)容的預(yù)習(xí)。

在此，教師以具有懸念色彩的實(shí)驗(yàn)情境設(shè)計(jì)結(jié)束“透鏡”一課的教學(xué)，最后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象已經(jīng)激起學(xué)生的好奇心理，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)一步去探索不同遠(yuǎn)近的物體通過凸透鏡成像的基本規(guī)律，這就較好地起到承上啟下的作用。學(xué)生會(huì)有意識(shí)地去預(yù)學(xué)下一節(jié)的內(nèi)容——“探究凸透鏡的成像規(guī)律”。

當(dāng)然，教師也可以將凸透鏡等實(shí)驗(yàn)器材暫時(shí)放在學(xué)生身邊，將這一懸念式實(shí)驗(yàn)情境延伸到課外。讓學(xué)生在課后預(yù)習(xí)中實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中思考，在思考中嘗試總結(jié)，從而提升預(yù)習(xí)效果，為后續(xù)章節(jié)的探究打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

3 創(chuàng)設(shè)游戲式實(shí)驗(yàn)情境

初中生活潑好動(dòng)、天真爛漫，他們對(duì)各類游戲和挑戰(zhàn)充滿著無窮的激情。在游戲和挑戰(zhàn)中，他們的思維會(huì)被充分激活，他們的好勝心理也會(huì)被調(diào)動(dòng)起來，積極參與其中，彰顯個(gè)人風(fēng)采。

實(shí)際教學(xué)中，教師完全可以結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)，將實(shí)驗(yàn)以游戲的方式呈現(xiàn)出來，鼓勵(lì)學(xué)生利用自己的智慧和知識(shí)來爭取游戲的勝利。同時(shí)，更要潛移默化地啟發(fā)學(xué)生在游戲中進(jìn)一步領(lǐng)悟其中的物理知識(shí)和科學(xué)方法。

上述做法就是標(biāo)準(zhǔn)的寓教于樂。初中教學(xué)中這一方式能有效保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升他們的參與程度，并享受物理學(xué)習(xí)的快樂。

案例3 “流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”游戲式實(shí)驗(yàn)情境設(shè)計(jì)——吹乒乓球比賽

為了引導(dǎo)學(xué)生強(qiáng)化流體壓強(qiáng)與流速相關(guān)規(guī)律的理解，筆者在課堂上安排了一項(xiàng)小游戲——吹乒乓球比賽。

游戲是這樣要求的：不允許用手接觸，用吹氣的方式將乒乓球從一個(gè)玻璃杯吹到另外一個(gè)杯中，看看誰能最快完成這一項(xiàng)工作。

筆者剛剛介紹完規(guī)則，很多學(xué)生都躍躍欲試，在他們看來，這可真是輕而易舉的事。但是，實(shí)際操作的結(jié)果卻千差萬別，筆者讓參與游戲的學(xué)生對(duì)游戲過程的體驗(yàn)進(jìn)行交流。有的學(xué)生是憑著感覺對(duì)著乒乓球亂吹一氣，效果不好時(shí)，再換一個(gè)方法，多次嘗試后才摸到門道；有的學(xué)生則是充分結(jié)合課本所學(xué)，分析了空氣流動(dòng)對(duì)乒乓球運(yùn)動(dòng)的影響效果之后，再進(jìn)行嘗試，最終在較短時(shí)間內(nèi)完成了游戲。

上述實(shí)驗(yàn)過程中，實(shí)際每一個(gè)參與者都是比賽的勝者。無論是在不斷摸索中得到思路的學(xué)生，還是結(jié)合所學(xué)謀定而后動(dòng)的學(xué)生，他們都在游戲過程中把握到游戲與物理規(guī)律的聯(lián)系，并在游戲體驗(yàn)中進(jìn)一步熟悉規(guī)律的本質(zhì)，更在游戲中充分享受到物理學(xué)習(xí)特有的快樂。

4 創(chuàng)設(shè)任務(wù)式實(shí)驗(yàn)情境

這種教學(xué)形式是教師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，以安排任務(wù)的方式讓學(xué)生利用教師提供的實(shí)驗(yàn)器材或是自己身邊的物品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)。例如：教師安排學(xué)生開展研究性課題探究。讓他們將物理學(xué)習(xí)向課外拓展，在實(shí)驗(yàn)操作中完成更深層面的學(xué)習(xí)任務(wù)，進(jìn)而拓寬他們的知識(shí)面；并將所學(xué)知識(shí)和實(shí)際問題的處理聯(lián)系起來，以此提升學(xué)生的各方面能力。

案例4 “光的直線傳播”任務(wù)式實(shí)驗(yàn)情境設(shè)計(jì)——觀察光斑的形狀

在學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識(shí)過“光的直線傳播”之后，筆者為學(xué)生安排一項(xiàng)課后實(shí)驗(yàn)任務(wù)：在卡紙上剪出不同形狀的小孔，諸如方形、三角形、圓形等等；然后，在太陽直射的條件下，觀察通過不同小孔后光線在地面所形成的光斑有著怎樣的特點(diǎn)。同時(shí)，還要求學(xué)生調(diào)整卡紙與地面之間的距離，并將光斑的變化情況記錄下來。

對(duì)于這個(gè)任務(wù)，很多學(xué)生都認(rèn)為光斑的形狀應(yīng)該與小孔形狀一致，就以完成任務(wù)的心態(tài)準(zhǔn)備試一試；有的學(xué)生認(rèn)為情況可能有些特殊的地方，準(zhǔn)備在實(shí)驗(yàn)之后再總結(jié)相關(guān)結(jié)論；還有的學(xué)生認(rèn)為老師已經(jīng)講過小孔成像，課后的實(shí)驗(yàn)只是走走過場，加深印象而已。

無論學(xué)生以怎樣的心理來完成任務(wù)，一旦他們投入到實(shí)驗(yàn)之中，都會(huì)發(fā)現(xiàn)：小孔距離地面較近時(shí)，光斑形狀與小孔形狀相同；小孔距離地面較遠(yuǎn)時(shí)，太陽的光斑呈現(xiàn)為圓形。實(shí)驗(yàn)結(jié)果引起他們對(duì)其本質(zhì)的思考與討論，在百思不得其解的情況下，他們向老師提出問題，最終在老師的解釋下，他們對(duì)光的直線傳播有了更加深刻的認(rèn)識(shí)。

“小孔成像”是一個(gè)簡單的物理現(xiàn)象，但是，如果只是由教師配合光路圖進(jìn)行講解，學(xué)生只能對(duì)結(jié)論進(jìn)行機(jī)械化的識(shí)記，很多認(rèn)知會(huì)非常膚淺。而教師以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，讓學(xué)生在課后實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，能讓他們更為深刻地感受物理規(guī)律的觸動(dòng)，從而有助于學(xué)習(xí)能量的聚集與轉(zhuǎn)化。

除了本文所述的幾種情形之外，物理實(shí)驗(yàn)的情境創(chuàng)設(shè)方式還有很多。提升實(shí)驗(yàn)對(duì)課堂教學(xué)的推動(dòng)作用，還需要教師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，聯(lián)系學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，大膽創(chuàng)新、巧妙整合，將實(shí)驗(yàn)有機(jī)融合于我們的課堂教學(xué)，讓我們的學(xué)生能夠獲得更大程度的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃恕伯.物理教學(xué)中怎樣“重過程”[J].物理教學(xué)探討，2004，22（7）：1—3.

[2]張連之.如何設(shè)計(jì)“過程與方法”一新課改進(jìn)過程中的的思考[J].物理教學(xué)探討，2006，24（11）：27—28.

（欄目編輯 陳 潔）