初中物理實(shí)驗(yàn)資源開發(fā)與利用的實(shí)踐與思考

王乃東

江蘇省鹽城市鹽都區(qū)教師發(fā)展中心(224000)

基金項(xiàng)目：本文系江蘇省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2015年度課題“農(nóng)村初中理科課外實(shí)驗(yàn)資源的開發(fā)與利用研究”(課題編號：E-c/2015/34)階段性成果。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新、實(shí)踐能力和物理核心素養(yǎng)的重要渠道之一。義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011)指出：“要發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的重要作用，需要正確認(rèn)識物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)，注意把握實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)，合理開發(fā)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課程資源。有效地開發(fā)和利用課程資源，是切實(shí)提高物理教學(xué)質(zhì)量的有效手段?！惫P者從事物理教研工作多年，深刻感到初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)還存在許多不足，主要表現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)媒體化、實(shí)驗(yàn)效益不高、資源開發(fā)意識淡薄等方面。本文從初中物理課內(nèi)外實(shí)驗(yàn)資源的開發(fā)與利用方面談一些實(shí)踐與思考。

1 物理實(shí)驗(yàn)資源開發(fā)利用的途徑

1.1 改進(jìn)課本實(shí)驗(yàn)

新課程實(shí)施以來，教材不斷修訂，課本中的實(shí)驗(yàn)發(fā)生了不少變化，但有些實(shí)驗(yàn)器材學(xué)校實(shí)驗(yàn)室沒有，這些實(shí)驗(yàn)應(yīng)該成為資源開發(fā)的一部分。

例如“探究影響電流熱效應(yīng)的因素實(shí)驗(yàn)”，課本中采用的實(shí)驗(yàn)方案是在錐形瓶中用電阻絲加熱煤油，然后觀察溫度計(jì)的變化。由于大部分學(xué)校實(shí)驗(yàn)室缺少與教材中配套的器材(專門的焦耳定律演示儀)，故很多教師選擇不做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)際教學(xué)中有多種替代方案。

(1)將型號相同的兩支鉛筆芯串聯(lián)在電路中，在每支鉛筆芯的中間滴上一滴燭油，使兩支鉛筆芯接入電路的長度不同。通電后觀察哪支鉛筆芯上的燭油先熔化，就說明這支鉛筆芯產(chǎn)生的熱量多。實(shí)驗(yàn)過程如圖1所示。

(2)在實(shí)驗(yàn)室中取兩個(gè)阻值不同的定值電阻(如5 Ω和15 Ω)串聯(lián)在電路中，將兩支火柴分別放在電阻上并保持良好接觸。通電后觀察哪支火柴先被點(diǎn)燃，則對應(yīng)的電阻產(chǎn)生的熱量多。實(shí)驗(yàn)過程如圖2所示。

這兩種實(shí)驗(yàn)方案與課本中的實(shí)驗(yàn)一樣，都采用了轉(zhuǎn)換法、控制變量法。但改進(jìn)實(shí)驗(yàn)取材更方便、操作更簡單、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更具吸引力，更能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神與探究意識。

圖1 替代實(shí)驗(yàn)一

圖2 替代實(shí)驗(yàn)二

1.2 充分發(fā)揮課本小實(shí)驗(yàn)的作用

課本中有很多小實(shí)驗(yàn)，這對于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，豐富學(xué)生的感性認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力具有重要作用。但很多教師對于這些小實(shí)驗(yàn)視而不見，采取不布置、不檢查、不交流的方式處理，從而使課本小實(shí)驗(yàn)流于形式，實(shí)驗(yàn)作用大打折扣。其實(shí)，可以充分利用課本中的小實(shí)驗(yàn)來彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室資源不足的問題。通過課后完成折疊紙飛機(jī)、制作針孔照相機(jī)、觀察雞蛋沉浮、自制天平、自制測力計(jì)等小實(shí)驗(yàn)，再在課堂中進(jìn)行展示交流，不僅極大地提高了學(xué)生參與課堂學(xué)習(xí)的積極性，還能將部分優(yōu)秀作品作為資源保存起來留作來年再用或共享學(xué)習(xí)。

1.3 打通物理習(xí)題教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的壁壘

很多教師習(xí)慣于在新授課上多花心思，變換各種手段調(diào)動學(xué)生的積極性。而在新授課后的習(xí)題課上卻很少動腦筋，完全將習(xí)題課看成是新授課的附屬品，認(rèn)為習(xí)題課就是做習(xí)題、講習(xí)題，這樣才能鞏固新學(xué)的知識。難怪學(xué)生直呼，從新授課到習(xí)題課，就像從天堂下到了地獄，打不起一點(diǎn)精神。若教師將新授課中的一些教學(xué)手段(尤其是實(shí)驗(yàn)手段)運(yùn)用到習(xí)題課教學(xué)中，能給學(xué)生眼前一亮的感覺，可極大地調(diào)動學(xué)生的參與度，激發(fā)學(xué)生思考的積極性。

如圖3所示，小剛將盛滿水的圓柱形透明玻璃杯貼近書本，透過玻璃杯觀看書上的鸚鵡圖片(圓圈中的鸚鵡圖片與書本中的鸚鵡圖片實(shí)際大小相等)，他所看到的虛像可能是( )。

圖3 透過玻璃杯看圖片

這道光學(xué)選擇題的錯(cuò)誤率很高，它考查的是柱狀透鏡的知識，正確答案應(yīng)選A。但學(xué)生很容易將它當(dāng)作普通的透鏡成像，利用物距在一倍焦距以內(nèi)成正立放大的虛像的規(guī)律選擇C選項(xiàng)。雖然柱狀透鏡的成像規(guī)律不要求學(xué)生掌握，但本題的命題素材本就來源于課本，如果學(xué)生做過這個(gè)實(shí)驗(yàn)并仔細(xì)觀察就能正確作答，命題者的意圖就是考查學(xué)生的實(shí)踐意識。故在講解這道題時(shí)，可以不著急講解選A的道理，最好的方法就是讓學(xué)生親自做一下，引發(fā)他們的好奇心，在此基礎(chǔ)上的點(diǎn)撥才會真正扎根于學(xué)生的大腦之中。教師也可以借此引導(dǎo)學(xué)生解答物理題時(shí)可多嘗試用實(shí)驗(yàn)的方法去解決。

1.4 開發(fā)生活中的實(shí)驗(yàn)資源

生活中的物理實(shí)驗(yàn)資源無處不在，物理教師要有一雙敏銳的眼睛去發(fā)現(xiàn)并利用它們。如市場上新推的產(chǎn)品、家庭中的廢舊物品、兒童玩具、日常居家用品、交通工具等，可以說涵蓋了衣食住行各個(gè)方面，也體現(xiàn)了從生活走向物理，從物理走向社會的課程理念。

例如，短路知識的教學(xué)是一個(gè)難點(diǎn)，很多教師只是不斷向?qū)W生強(qiáng)調(diào)短路的危害，但是缺少令人信服的實(shí)驗(yàn)演示。以至于部分學(xué)生在電學(xué)分組實(shí)驗(yàn)時(shí)往往置教師的強(qiáng)調(diào)于不顧，偏要嘗試將電池短路，不但浪費(fèi)了大量干電池，而且在短路的過程中學(xué)生并未發(fā)現(xiàn)燒壞導(dǎo)線、電池的現(xiàn)象，便懷疑教師、課本的結(jié)論是否正確，為日后安全用電的教育埋下隱患。故在短路教學(xué)中教師最好能設(shè)計(jì)一個(gè)具有直觀震撼力的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對電路短路的危害過目不忘，達(dá)到讓學(xué)生在分組實(shí)驗(yàn)、家庭用電中規(guī)范安全用電的目的。

1.5 積極拓展開發(fā)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)資源

互聯(lián)網(wǎng)為改善物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了大量的資源。一方面，利用搜索引擎可以獲取很多有用的信息，QQ群、微信公眾號中也有很多實(shí)用的創(chuàng)意。作為一名現(xiàn)代物理人，不但要學(xué)會從互聯(lián)網(wǎng)中獲取資源，更要學(xué)會在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下分享與交流自己的經(jīng)驗(yàn)，使自己開發(fā)與利用實(shí)驗(yàn)資源的能力不斷提升。另一方面，網(wǎng)絡(luò)中也有大量的實(shí)驗(yàn)資源，必要時(shí)教師也可以在網(wǎng)上購買一些效果較好的器材用于教學(xué)。此外，還可以將一些適合學(xué)生做的實(shí)驗(yàn)器材箱的鏈接發(fā)到家長聯(lián)系群中，讓學(xué)生家長自愿購買，積極引導(dǎo)學(xué)生在課外多做實(shí)驗(yàn)，增加學(xué)生動手操作的機(jī)會，豐富學(xué)生的感性認(rèn)識。如此，可極大地提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，有效提升物理教學(xué)質(zhì)量。尤其是在一些生源規(guī)模較大的學(xué)校，生均實(shí)驗(yàn)資源嚴(yán)重不足，實(shí)驗(yàn)教學(xué)難以落實(shí)，采用這種方法可以有效彌補(bǔ)資源的不足。

2 幾點(diǎn)建議與思考

2.1 增強(qiáng)學(xué)習(xí)與研究意識

物理實(shí)驗(yàn)資源的開發(fā)，需要教師樹立終身學(xué)習(xí)與研究的意識。除了專業(yè)學(xué)習(xí)外，還要善于從日常教學(xué)中碰到的問題入手，增強(qiáng)研究意識。

2.2 提高實(shí)驗(yàn)室器材的利用率

物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)充分利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有器材，不可舍本求末，造成實(shí)驗(yàn)室資源的浪費(fèi)。建議物理教研組集體教研時(shí)可定期組織教師對損壞的器材進(jìn)行集中維修，保證分組實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。另一方面，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師不能做甩手掌柜，要及時(shí)指導(dǎo)、巡視、檢查，提高實(shí)驗(yàn)的效益和器材的利用率。

2.3 資源的開發(fā)應(yīng)盡可能采用低成本、簡易的器材

著名的物理學(xué)家麥克斯韋曾經(jīng)說過：“一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的材料越簡單，學(xué)生就越熟悉，就越想徹底地獲得所驗(yàn)證的結(jié)果，這種實(shí)驗(yàn)的教育價(jià)值往往與儀器的復(fù)雜程度成反比。”如空礦泉水瓶、廢舊電動車蓄電池、玩具等，都可以作為課外實(shí)驗(yàn)開發(fā)的資源。物理教師要做個(gè)有心人，在日常教學(xué)中注意發(fā)現(xiàn)、收集身邊低成本、簡易的課程資源，日積月累，就會形成豐富的課外實(shí)驗(yàn)資源庫。

2.4 防止“物”“理”教學(xué)脫節(jié)

縱觀物理學(xué)史，可以發(fā)現(xiàn)物理學(xué)的發(fā)展是靠兩條腿走路的，一條是“物”(實(shí)驗(yàn))，另一條是“理”(思維)。物理教學(xué)也不例外，必須遵循“以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以思維為中心”的教學(xué)原則。但筆者發(fā)現(xiàn)，部分教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)更多的是為了吸引學(xué)生的注意力，或僅停留在讓學(xué)生增加感性認(rèn)識方面，缺少后續(xù)基于實(shí)驗(yàn)觀察的引導(dǎo)、分析、歸納、總結(jié)，未能起到促進(jìn)學(xué)生思維提升的作用。換句話說，實(shí)驗(yàn)只是讓學(xué)生覺得“好玩”，“玩”過之后就忘了，基本談不上科學(xué)方法的熏陶、科學(xué)思維的培養(yǎng)。難怪不少物理教師感到困惑：為什么每個(gè)實(shí)驗(yàn)都做了，學(xué)生的成績卻不好。筆者認(rèn)為“物”“理”教學(xué)脫節(jié)是造成這種現(xiàn)象的一個(gè)重要原因，避免出現(xiàn)這種現(xiàn)象的關(guān)鍵是有針對性地設(shè)計(jì)問題，通過精心提問，引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析、歸納，以物說理、見物明理，從而使“物”與“理”的教學(xué)真正相互促進(jìn)、和諧統(tǒng)一。