初中物理實(shí)驗(yàn)多樣化探討

【摘要】本文以《大氣壓強(qiáng)》和《流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系》教學(xué)為例，論述在初中物理教學(xué)中實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)多樣化的途徑，認(rèn)為可以把一些演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的層次性、開(kāi)放性，讓實(shí)驗(yàn)更生活化、信息化。

【關(guān)鍵詞】初中物理 實(shí)驗(yàn)多樣性 途徑

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2019）10A-0140-02

物理是一門(mén)以觀察、實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。新課程改革提倡引導(dǎo)學(xué)生“自主、合作、探究”學(xué)習(xí)，也就是說(shuō)，教師應(yīng)把學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)還給學(xué)生，為學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性活動(dòng)提供平臺(tái)，吸引學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)的全過(guò)程。

實(shí)驗(yàn)探究具有多樣性，是讓初中物理課堂綻放活力的有效載體。前不久，我校羅老師和牛老師兩位教師面向全市初中教師上了兩節(jié)精品課，課題分別是《大氣壓強(qiáng)》和《流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系》。這兩節(jié)精品課充分展示了我校物理組的教師在實(shí)驗(yàn)探究方面進(jìn)行的一些探索，體現(xiàn)了我們的研究?jī)?nèi)容和方向，即讓實(shí)驗(yàn)探究的多樣性在初中物理課堂綻放活力。下面筆者就這兩節(jié)精品課，結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn)論述實(shí)驗(yàn)探究的多樣性在初中物理課堂中的提升途徑。

一、把演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，讓物理實(shí)驗(yàn)探究更具普遍性

以往的教學(xué)都是教師根據(jù)課本內(nèi)容完成幾個(gè)演示實(shí)驗(yàn)后向?qū)W生解釋一番。這樣的教學(xué)效果一般，教師自問(wèn)自答全程“包辦”，不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。而針對(duì)《大氣壓強(qiáng)》一課，這樣的教學(xué)會(huì)導(dǎo)致學(xué)生用大氣壓強(qiáng)解釋生產(chǎn)、生活中的現(xiàn)象的難度增加，不利于學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)能力的培養(yǎng)。

因此，在教學(xué)《大氣壓強(qiáng)》一課時(shí)，羅老師將演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，她為學(xué)生提供了大小不一的試管、足量的水、一次性注射器（已去掉針頭）、塑料片、膠頭滴管、塑料吸盤(pán)等器材，讓學(xué)生以小組合作的形式設(shè)計(jì)證明大氣壓強(qiáng)存在的實(shí)驗(yàn)，并簡(jiǎn)述其原理，羅老師在旁傾聽(tīng)、引導(dǎo)并補(bǔ)充。教師選取“注射器吸水”以及“塑料吸盤(pán)能粘在光滑墻面上”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，利用課件呈現(xiàn)思路，以填空的形式引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)“壓強(qiáng)差”導(dǎo)致了相關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的產(chǎn)生。羅老師這樣有針對(duì)性地指導(dǎo)和訓(xùn)練，也為后面學(xué)生利用大氣壓強(qiáng)解釋其他類似現(xiàn)象打下基礎(chǔ)，強(qiáng)化了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的能力和規(guī)范了學(xué)生的表達(dá)。學(xué)生主動(dòng)參與，把注意力集中到課堂上，從而達(dá)到本節(jié)課的設(shè)計(jì)目的，體現(xiàn)了物理教學(xué)的新理念。

二、讓物理實(shí)驗(yàn)探究更具層次性和遞進(jìn)性

物理知識(shí)來(lái)源于實(shí)踐，尤其是觀察和實(shí)驗(yàn)。教學(xué)中靈活處理教材的方式多樣，不僅可以將部分演示實(shí)驗(yàn)變?yōu)閷W(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，而且可以將分組實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展為遞進(jìn)性的探究實(shí)驗(yàn)。

如《流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系》這節(jié)課探究液體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)操作難度大，現(xiàn)象不明顯，大多教師利用多媒體播放實(shí)驗(yàn)視頻來(lái)完成教學(xué)，但是牛老師的分組實(shí)驗(yàn)卻是先通過(guò)硬幣“跳高”、“友好紙片”（向兩張紙中間吹氣，觀察到紙向中間靠攏）以及“吹不散的乒乓球”（用一根吸管向兩個(gè)乒乓球中間吹氣，觀察到兩個(gè)乒乓球由靜止做相向運(yùn)動(dòng)）等實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生探究氣體壓強(qiáng)與流速之間的關(guān)系。然后在學(xué)生對(duì)氣流有一定的感性認(rèn)識(shí)后，再探究液體壓強(qiáng)的相關(guān)問(wèn)題，最終歸納出流體的流速與壓強(qiáng)的關(guān)系。牛老師在設(shè)計(jì)探究液體壓強(qiáng)與流速關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，如圖1所示，用兩個(gè)礦泉水瓶的瓶蓋模擬兩只并排航行的小船，用戳了小孔的礦泉水瓶往兩個(gè)瓶蓋間噴射水流，觀察現(xiàn)象。這樣不僅打破了通過(guò)實(shí)驗(yàn)視頻了解液體壓強(qiáng)與流速關(guān)系的教學(xué)常規(guī)，還將之改成學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，同時(shí)也增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的能見(jiàn)度和趣味性。學(xué)生在前一類氣體流速變化引起氣體壓強(qiáng)變化的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上學(xué)會(huì)了歸納，在第二類液體流速變化引起液體壓強(qiáng)變化的實(shí)驗(yàn)研究中就有了更強(qiáng)的自主探究能力和歸納能力，學(xué)生能更直觀、更完整地認(rèn)識(shí)到流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，同時(shí)也獲得更強(qiáng)的視覺(jué)上和思維上的沖擊，此過(guò)程很好地展示了所學(xué)內(nèi)容的內(nèi)涵和外延。

三、讓物理實(shí)驗(yàn)探究更具開(kāi)放性

實(shí)驗(yàn)探究的開(kāi)放性，這里主要指實(shí)驗(yàn)方法的不唯一、不確定以及實(shí)驗(yàn)結(jié)論的多樣化等，使得實(shí)驗(yàn)探究突破了以往的按照課本操作的局限，使得學(xué)生更像一名研究者，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中自主地發(fā)現(xiàn)規(guī)律、真相，進(jìn)一步產(chǎn)生探究的愿望。

前文提到的羅老師執(zhí)教的證明大氣壓存在的分組實(shí)驗(yàn)就屬于開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)。不同的器材組合、相同的器材但是不同的設(shè)計(jì)思路，如注射器的使用，有些學(xué)生利用注射器吸水證明大氣壓強(qiáng)的存在，有些學(xué)生則通過(guò)堵住注射器的小孔并在注射器的末端掛上許多重物，活塞都不往下滑落證明大氣壓強(qiáng)的存在，有些學(xué)生利用大試管、水和塑料片完成“覆杯實(shí)驗(yàn)”（如圖2）證明大氣壓強(qiáng)的存在，還有學(xué)生利用大小試管和水完成有趣的“小試管在大試管中自動(dòng)上升”實(shí)驗(yàn)，過(guò)程如下：取兩個(gè)粗細(xì)相差不大的試管，在大試管里裝上大半管的水，把小試管底朝下放到大試管里，把這樣裝好的兩個(gè)試管倒過(guò)來(lái)（圖3），就會(huì)看到大試管里的水徐徐流出，同時(shí)小試管自動(dòng)上升到大試管里，證明了大氣壓強(qiáng)的存在。

在探究“液體流速與壓強(qiáng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，大多數(shù)學(xué)生都是按照前面圖1實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，但有一個(gè)學(xué)生小組跳出了教師所給器材的限制，他們結(jié)合之前實(shí)驗(yàn)用過(guò)的乒乓球，用礦泉水瓶倒出細(xì)流狀的水，把乒乓球放在靠近水流的水面上，如圖4所示，松開(kāi)手后會(huì)發(fā)現(xiàn)乒乓球會(huì)移動(dòng)到水流的下方。這樣的設(shè)計(jì)思路也很好地完成了“液體流速與壓強(qiáng)關(guān)系”的探究，充分體現(xiàn)了學(xué)生思維的跳躍性，教師當(dāng)場(chǎng)給予了很高的評(píng)價(jià)，更加激發(fā)學(xué)生之后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的積極性。

四、讓物理實(shí)驗(yàn)探究更生活化

人教版的物理課本極力尋找與學(xué)生生活相關(guān)的實(shí)例，有目的地將物理問(wèn)題提煉出來(lái)，再讓物理知識(shí)回歸生活。例如，羅老師在新課引入選擇的茶壺，里面蘊(yùn)含了豐富的物理知識(shí);牛老師用“仙女散花”（把一根軟排水管的一端插入裝有紙屑的燒杯中，用手握住軟管的另一端在空中快速繞圈甩動(dòng)，很快就會(huì)看到燒杯中的紙屑紛紛飛出來(lái)）的實(shí)驗(yàn)引入新課，兩樣看起來(lái)并不顯眼的器材，讓學(xué)生在視覺(jué)上得到了沖擊，一下子就被吸引住了，喚起了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和熱情。

雖然現(xiàn)在的優(yōu)質(zhì)課和精品課都力求實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，但并不意味著我們?yōu)榱藙?chuàng)新就必須要去買(mǎi)一些昂貴的高端器材。如果我們?cè)谖锢碚n堂中能巧妙地利用生活中常見(jiàn)的物品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最大程度地發(fā)揮它們的作用，不僅性價(jià)比高，而且也能方便學(xué)生理解和課后再次動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。例如，牛老師充分利用塑料桶、橡皮管、三通接頭、玻璃管和塑料水龍頭，將之組裝后如圖5所示，就可以進(jìn)行“探究液體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，這個(gè)自制教具與高中實(shí)驗(yàn)室里的那種有儀表顯示數(shù)據(jù)的探究流體流速與壓強(qiáng)關(guān)系演示器相比，更容易讓學(xué)生理解和接受，也更符合初中生的認(rèn)知水平。我們很多時(shí)候不是缺少實(shí)驗(yàn)器材，而是缺少發(fā)現(xiàn)器材的眼睛。

五、讓物理課堂的探究更信息化

有一些演示實(shí)驗(yàn)沒(méi)有辦法豎立起來(lái)，學(xué)生觀察起來(lái)存在很大的困難，此時(shí)教師可以利用多媒體技術(shù)輔助教學(xué)。

例如，兩位教師在上課時(shí)利用“同屏傳輸”功能將自己的手機(jī)和白板通過(guò)熱點(diǎn)連接，實(shí)現(xiàn)手機(jī)和電腦同屏。教師可以在學(xué)生做探究實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中拍照或錄視頻，再將手機(jī)里的圖片或視頻展示給全體學(xué)生看，這樣不僅能向全班學(xué)生清晰地展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，又可以時(shí)時(shí)將分組實(shí)驗(yàn)的情況記錄下來(lái)，以此作為素材向全班展示，便于后期的分析和交流。

在實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中，教師要著眼于未來(lái)，以學(xué)生的發(fā)展為本，注重培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探究問(wèn)題的能力，重視學(xué)生情感體驗(yàn)的培養(yǎng)，發(fā)展學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新能力，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，讓學(xué)生能夠?qū)W有所思、學(xué)有所樂(lè)、學(xué)有所得、學(xué)有所用，讓實(shí)驗(yàn)探究的多樣性在初中物理課堂中綻放活力。

作者簡(jiǎn)介：陳媛（1981— ），女，壯族，廣西南寧人，中學(xué)一級(jí)教師，理學(xué)學(xué)士，研究方向：中學(xué)物理教學(xué)。

（責(zé)編 劉小瑗）