初中物理線上教學(xué)居家實(shí)驗(yàn)新探

徐珊珊

(福建省廈門市海滄區(qū)教師進(jìn)修學(xué)校附屬學(xué)校，福建 廈門 361026)

1 引言

初中物理是研究自然界表面現(xiàn)象，涉及的知識(shí)點(diǎn)也不是特別復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)開展起來相對(duì)比較容易，但是疫情當(dāng)下的線上教學(xué)，學(xué)生不能和教師見面，也不能來到學(xué)校實(shí)驗(yàn)室，導(dǎo)致物理實(shí)驗(yàn)無法開展。以往很多教師會(huì)在新課前給學(xué)生展示一些小實(shí)驗(yàn)，通過簡(jiǎn)單的器材激發(fā)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的興趣，這些器材往往都是來源于生活之中，因此線上物理教學(xué)，我們可以將居家實(shí)驗(yàn)作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要途徑，引導(dǎo)學(xué)生通過生活材料和情境，開展實(shí)驗(yàn)研究。

2 初中物理線上教學(xué)居家實(shí)驗(yàn)開展原則

2.1 操作簡(jiǎn)便，選材容易

線上教學(xué)模式下的居家實(shí)驗(yàn)，教師首先要確保設(shè)計(jì)的該實(shí)驗(yàn)，能夠讓學(xué)生在家完成，確保實(shí)驗(yàn)的材料和工具，在家里都能夠找到。實(shí)驗(yàn)的選題應(yīng)該盡量縮小，這樣實(shí)驗(yàn)操作起來就比較簡(jiǎn)便，選題范圍大的實(shí)驗(yàn)，需要耗費(fèi)學(xué)生很長(zhǎng)時(shí)間，在缺乏教師的引導(dǎo)下學(xué)生很難獨(dú)立完成[1]。物理知識(shí)蘊(yùn)含在生活之中，源于生活且高于生活，我們?nèi)粘Ｉ钪袝?huì)接觸到各種各樣的物理知識(shí)。初中生正是好奇心旺盛之時(shí)，對(duì)于各種事情都想嘗試一番。教師可以有意的去引導(dǎo)學(xué)生，讓他們?cè)谏钪卸嘤^察、多體驗(yàn)，不僅讓他們的經(jīng)歷更加豐富，也使得他們將所得到的生活經(jīng)驗(yàn)和書本上的物理理論知識(shí)相結(jié)合，對(duì)理解這些概念起到了很好的作用。與此同時(shí)，教師可以指導(dǎo)學(xué)生將家中所有的各種工具替代物理實(shí)驗(yàn)所需器材，結(jié)合書本中的內(nèi)容在家里做一些小實(shí)驗(yàn)，這樣可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生也可以在實(shí)踐過程中對(duì)書本現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一定的改進(jìn)，讓他們?cè)趧?dòng)手實(shí)驗(yàn)的過程中提高動(dòng)手能力以及創(chuàng)新能力。例如，要想明白光的色散原理，玻璃杯與水就可以作為實(shí)驗(yàn)器材；要想了解壓強(qiáng)，筆、乒乓球等等都可以用來做實(shí)驗(yàn)；為了解電路知識(shí)，小燈泡、手電筒等等也都可以用作器材。以上所提到的所有器材都是日常生活中最常見的東西，學(xué)生可以很容易得到。這種方式可以讓學(xué)生在家里就可以做實(shí)驗(yàn)，也可以讓學(xué)生了解到物理知識(shí)是來源于生活并且服務(wù)于生活的，使得學(xué)生的探索精神以及自我學(xué)習(xí)、自我反思的能力大大提高，并且同時(shí)提高學(xué)生的物理素養(yǎng)。

例如光學(xué)實(shí)驗(yàn)中的：“探討凸透鏡成像的規(guī)律”，對(duì)于初中生來說，他們?cè)诒緦?shí)驗(yàn)中很容易犯的錯(cuò)誤有：實(shí)驗(yàn)儀器不在同一高度，蠟燭與凸透鏡的位置難以控制，這些都需要教師在實(shí)驗(yàn)過程中指點(diǎn)，操作也復(fù)雜，所以本實(shí)驗(yàn)不宜于作為家庭實(shí)驗(yàn)。

2.2 實(shí)驗(yàn)生動(dòng)性、趣味性原則

居家實(shí)驗(yàn)是學(xué)生個(gè)人，或者和父母一起開展的實(shí)驗(yàn)，在疫情背景下，學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒和積極性都比較低落，在這種情況下，教師設(shè)計(jì)的居家實(shí)驗(yàn)必須要有生動(dòng)性和趣味性特點(diǎn)，能夠激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究欲望，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能夠讓學(xué)生產(chǎn)生興趣[2]。由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)達(dá)，目前虛擬實(shí)驗(yàn)室越來越多，這種實(shí)驗(yàn)室將原本是實(shí)物的物理實(shí)驗(yàn)虛擬化，使得學(xué)生在家中只要通過網(wǎng)絡(luò)就能進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，并且這些實(shí)驗(yàn)非常真實(shí)準(zhǔn)確。教師的指導(dǎo)下，學(xué)生利用這類實(shí)驗(yàn)室能夠很好的完成實(shí)驗(yàn)操作，既安全又便捷，而且可以提高學(xué)生的動(dòng)手能力。虛擬實(shí)驗(yàn)室的類型眾多，例如，當(dāng)學(xué)習(xí)到電學(xué)部分，學(xué)生可以通過虛擬實(shí)驗(yàn)室連接上實(shí)體電路，對(duì)整個(gè)過程有所了解，這種寓教于樂的方式就是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展所帶來的學(xué)習(xí)便利。

與此同時(shí)，圖片、視頻等等方式都可以被充分利用起來，例如在對(duì)影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素進(jìn)行研究之時(shí)，就可以利用視頻的方式進(jìn)行講解。在視頻播放過程中，教師可以不停的暫停與播放，將課堂講解和視頻相結(jié)合，使得課堂教學(xué)更加生動(dòng)形象，以達(dá)到最好的教學(xué)目標(biāo)。又比如天體結(jié)構(gòu)、布朗運(yùn)動(dòng)等等的抽象知識(shí)，如果教師僅僅用口頭講述的方式是很難讓學(xué)生理解的，利用這種方式能夠更加生動(dòng)，便于學(xué)生理解。

此外，一些實(shí)驗(yàn)本身就不是一個(gè)人能夠完成的，比如，研究土電話的通話效果，還有一些實(shí)驗(yàn)雖然可以一個(gè)人完成，但如果有家庭成員的協(xié)助，更加能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，過程中不僅使得學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力提升，也能增進(jìn)親子關(guān)系。如果一些家長(zhǎng)十分懂得教育，在過程中讓學(xué)生為其講解實(shí)驗(yàn)原理，分析實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生的自豪感就會(huì)得到滿足，綜合素質(zhì)能力都會(huì)有所提升。比如：以壓強(qiáng)為理論指導(dǎo)，設(shè)計(jì)一個(gè)能夠讓雞蛋進(jìn)入玻璃杯中的實(shí)驗(yàn)，對(duì)初中生來說這個(gè)實(shí)驗(yàn)猶如魔術(shù)一般，讓原本無法進(jìn)入杯中的雞蛋瞬間進(jìn)入杯中。

2.3 教師指導(dǎo)反饋原則

居家實(shí)驗(yàn)雖然是在家中完成，但是并不意味著，就不需要教師的指導(dǎo)。在以生為本的教學(xué)理念中，教師是學(xué)生的領(lǐng)導(dǎo)者，學(xué)生是教學(xué)的主體。雖然學(xué)生開展居家實(shí)驗(yàn)是主動(dòng)自覺的過程，但是并不代表學(xué)生就會(huì)認(rèn)真的開展實(shí)驗(yàn)，即使是操作簡(jiǎn)便的居家實(shí)驗(yàn)學(xué)生也會(huì)出現(xiàn)疏漏的地方[3]。那些操作起來較為簡(jiǎn)單，操作性又強(qiáng)且現(xiàn)象比較明顯的實(shí)驗(yàn)，完全可以利用課堂上的一小段時(shí)間讓學(xué)生來進(jìn)行展示與交。并且注意在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行視頻記錄，這樣在反饋的時(shí)候就能更加清晰的了解到學(xué)生在操作過程中以及講解過程在存在的各類細(xì)節(jié)問題等等，也方便在課后進(jìn)行反饋和點(diǎn)撥。通過這種互動(dòng)方式，也讓學(xué)生體驗(yàn)到與傳統(tǒng)課堂中一問一答方式存在的不同感覺，讓他們存在新鮮感，調(diào)動(dòng)他們的積極性。例如在開展以“光的折射”為理論的居家實(shí)驗(yàn)時(shí)，有的學(xué)生將平面鏡直立地放入到水中，這時(shí)候光線就不能夠通過折射的作用，將光線折射到對(duì)面墻壁上，彩虹也無法看到。這些問題都需要家長(zhǎng)將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程拍照下來，發(fā)送給教師，教師通過線上教學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行講解。

2.4 正確學(xué)習(xí)觀的形成

當(dāng)前情況之下，大多數(shù)的老師都是在家中進(jìn)行直播教學(xué)的，如果教學(xué)過程中有一些簡(jiǎn)易的實(shí)驗(yàn)，并且家中有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材，那么完全可以在直播過程中進(jìn)行相應(yīng)的演示，比如用兩張白紙研究壓強(qiáng)和流體速度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，再比如鋼尺發(fā)聲的音調(diào)與頻率、響度與振幅關(guān)系的實(shí)驗(yàn)等等。當(dāng)然，要運(yùn)用這種方式進(jìn)行教學(xué)的話，要注意在課前做好充分的準(zhǔn)備，進(jìn)行實(shí)踐和設(shè)備的調(diào)整，以避免在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)失敗的情形。有些課本上的實(shí)驗(yàn)在進(jìn)行線上教學(xué)之時(shí)并不能完成，那么就可以利用一些視頻或是圖片來進(jìn)行輔助，可以要求學(xué)生在課前進(jìn)行預(yù)習(xí)，這樣課堂中對(duì)相關(guān)的視頻和圖片進(jìn)行演示的時(shí)候，學(xué)生能夠更快且更好的理解，播放的同時(shí)教師也要注意提醒學(xué)生觀察重點(diǎn)需要觀察的現(xiàn)象與步驟，帶著目的觀察效果會(huì)更好。比如在講到天平的使用和固體、液體密度測(cè)量的時(shí)候，要注意的重點(diǎn)就是進(jìn)行天平調(diào)節(jié)時(shí)必須先將游碼歸零才能調(diào)節(jié)平衡螺母，并且，在進(jìn)行測(cè)量以后，平衡螺母必須保持不動(dòng)。在進(jìn)行液體密度的測(cè)量時(shí)，不僅要注意質(zhì)量體積測(cè)量的準(zhǔn)確性，而且要注意測(cè)量時(shí)盡量保持誤差要小，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之時(shí)必須合理優(yōu)化步驟和方法等等。

3 初中物理線上教學(xué)居家實(shí)驗(yàn)開展研究

3.1 以壓強(qiáng)知識(shí)學(xué)習(xí)為目標(biāo)的居家實(shí)驗(yàn)開展

“壓強(qiáng)”這一節(jié)知識(shí)在生活中非常常見，主要通過溫度對(duì)壓強(qiáng)的影響，氣流對(duì)壓強(qiáng)的影響來開展居家實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程簡(jiǎn)便，材料容易選擇。比如：“杯子抓氣球”這個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)材料為：氣球、玻璃杯、熱水。首先在玻璃杯中倒入半杯熱水，靜置大約二十五分鐘后，隨后將水全部倒出，立刻將打好氣的氣球放置于杯口上，再緩緩地將玻璃杯倒立，可以發(fā)現(xiàn)氣球并不會(huì)從玻璃杯上掉落。該實(shí)驗(yàn)的原理是，因?yàn)椴ＡП械臒崴坏钩龊?，溫度瞬間降低，導(dǎo)致壓強(qiáng)也隨之降低，外界的壓強(qiáng)遠(yuǎn)大于玻璃杯的壓強(qiáng)，所以外界大氣壓可以將氣球拖住，保證氣球不會(huì)落下。該實(shí)驗(yàn)猶如變魔術(shù)一般非常吸引學(xué)生的興趣，通過該實(shí)驗(yàn)學(xué)生也理解了溫度對(duì)壓強(qiáng)的影響。另一個(gè)實(shí)驗(yàn)：“會(huì)跳舞的乒乓球”實(shí)驗(yàn)材料兩個(gè)玻璃杯，一個(gè)乒乓球，將一個(gè)乒乓球放置于玻璃杯中，思考如何讓這個(gè)乒乓球進(jìn)入到另一個(gè)玻璃杯中呢？通過檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)反饋，發(fā)現(xiàn)有的學(xué)生是通過側(cè)面吹起、有的學(xué)生正面吹氣但是都沒有成功，只有朝著玻璃杯上方吹氣，才能夠讓乒乓球順利地進(jìn)入到另一個(gè)玻璃杯中。實(shí)驗(yàn)的原理是空氣流動(dòng)的速度越快，該區(qū)域的壓強(qiáng)就會(huì)減少。以上兩個(gè)居家小實(shí)驗(yàn)可以在新課前讓學(xué)生在家中進(jìn)行，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)新知識(shí)產(chǎn)生興趣，思考如何用物理知識(shí)解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，通過家長(zhǎng)的拍照反饋，教師以線上教學(xué)，來幫助學(xué)生指出實(shí)驗(yàn)操作的缺陷，以及解釋實(shí)驗(yàn)原理，從而將學(xué)生的思維引入新知識(shí)的學(xué)習(xí)。

3.2 以物態(tài)變化知識(shí)學(xué)習(xí)為目標(biāo)的居家實(shí)驗(yàn)開展

學(xué)生學(xué)習(xí)完本章節(jié)知識(shí)后，對(duì)水的沸點(diǎn)有了一定的了解，并且知道在不同的大氣壓下水的沸點(diǎn)不一樣，也知道水燒開后會(huì)發(fā)生，液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的變化。為了強(qiáng)化學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)的理解，能夠直觀的觀察到水的沸騰過程。教師要求學(xué)生開展一個(gè)“冷水燒開水”的居家小實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)材料為能夠封口且不漏水的玻璃杯，剛燒開的開水，冷水，首先在可封口的玻璃杯中倒入半杯開水，立刻將杯子倒扣，注意：開展本實(shí)驗(yàn)時(shí)需要將玻璃杯用開水預(yù)熱一會(huì)，防止溫度突然升高，導(dǎo)致杯子破裂。隨后將清水倒在玻璃杯上，可以發(fā)現(xiàn)杯中的開水又重新沸騰了。教師線上教學(xué)指導(dǎo)學(xué)生理解該實(shí)驗(yàn)原理：因?yàn)榈谷肜渌?，玻璃杯中的氣壓大大降低，氣壓降低水的沸點(diǎn)也會(huì)降低，從而導(dǎo)致水重新沸騰。還可以讓學(xué)生說出其中的物態(tài)變化：水由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的氣化。或者還可以探究“水結(jié)冰后質(zhì)量會(huì)變嗎？”，讓學(xué)生在玻璃杯中放置一塊冰塊，向玻璃杯中倒入清水，直到水面剛好到達(dá)杯口為止，可以發(fā)現(xiàn)冰塊已經(jīng)有一部分浮在水面上。待冰塊融化，觀察是否有水溢出。可以發(fā)現(xiàn)冰塊融化后水并沒有溢出，因此得出結(jié)論水結(jié)成并后質(zhì)量沒有變。根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)教師可以通過線上教學(xué)進(jìn)行指導(dǎo)，通過氫鍵和分子間作用力知識(shí)，來指導(dǎo)學(xué)生分析水結(jié)成冰后只是體積變化，同時(shí)讓學(xué)生知道水結(jié)冰是凝固現(xiàn)象，冰融化成水是融化現(xiàn)象。通過居家實(shí)驗(yàn)，觀察生活中的物體在不同狀態(tài)下的變化，從而理解物態(tài)變化知識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生觀察生活，分析生活現(xiàn)象的能力。

3.3 以光現(xiàn)象知識(shí)學(xué)習(xí)為目標(biāo)的居家實(shí)驗(yàn)開展

“光現(xiàn)象”這部分知識(shí)是初中物理教學(xué)中比較簡(jiǎn)單的知識(shí)，這部分知識(shí)的內(nèi)容可以直接在生活中觀察到，學(xué)生可以在家中隨時(shí)隨地開展光現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)。例如在探究“平面鏡成像”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生在家里準(zhǔn)備好透光的薄玻璃一塊、蠟燭兩根、打火機(jī)、刻度尺、硬紙板。首先將玻璃立在桌子上，將一支點(diǎn)燃的蠟燭置于玻璃前方，刻度尺放置于玻璃旁，并且和玻璃垂直。然后利用另一根蠟燭在玻璃后方承接蠟燭的像，直到第二根蠟燭能夠和像完全重合為止。多次改變第一根蠟燭和玻璃的距離，并測(cè)出不同情況下第二根距離玻璃的距離，得出平面鏡成的像的大小與物體本身大小的關(guān)系，物體和像的連線與平面鏡的關(guān)系。最后利用硬紙板來代替第二根蠟燭，探究平面鏡成的像為虛像。本實(shí)驗(yàn)步驟雖然簡(jiǎn)單，但是其中需要注意的事項(xiàng)還是比較多，學(xué)生需要仔細(xì)認(rèn)真的思考每一個(gè)步驟，認(rèn)真探究平面鏡成像的特點(diǎn)。最后教師通過線上教學(xué)，來對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)開展情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指導(dǎo)學(xué)生理解平面鏡成像原理和特點(diǎn)。

4 結(jié)語

盡管疫情背景下無法通過實(shí)驗(yàn)室來開展物理實(shí)驗(yàn)，畢竟實(shí)驗(yàn)是初中物理學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)，教師可以思考生活中哪些材料可以作為實(shí)驗(yàn)開展的工具，哪些情境可以作為實(shí)驗(yàn)開展的素材，引導(dǎo)學(xué)生在生活中開展實(shí)驗(yàn)，通過生活實(shí)驗(yàn)來引導(dǎo)學(xué)生理解科學(xué)知識(shí)，內(nèi)化科學(xué)方法，提高實(shí)驗(yàn)操作能力、分析能力，最后教師的線上指導(dǎo)也不可或缺，這是學(xué)生掌握知識(shí)，理解原理的重要過程。