初中物理教學(xué)中的“微實(shí)驗(yàn)”設(shè)計(jì)

朱海洋

摘要：“微實(shí)驗(yàn)”能激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)積極性，引發(fā)學(xué)生的創(chuàng)意點(diǎn)子。在初中物理教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生實(shí)施“演示微實(shí)驗(yàn)”“自創(chuàng)微實(shí)驗(yàn)”“虛擬微實(shí)驗(yàn)”“生活微實(shí)驗(yàn)”等，從而助推、深化、拓展、延伸學(xué)生的物理學(xué)習(xí)。微實(shí)驗(yàn)?zāi)茏寣W(xué)生的物理學(xué)習(xí)變得更加豐富、精彩，有助于開(kāi)發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)潛質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生物理素養(yǎng)的不斷發(fā)展。

關(guān)鍵詞：初中物理;物理“微實(shí)驗(yàn)”;實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

初中物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。在初中物理教學(xué)中，教師可以設(shè)計(jì)“微實(shí)驗(yàn)”，引導(dǎo)學(xué)生的物理學(xué)思維，催生學(xué)生的物理學(xué)想象，助推學(xué)生的物理學(xué)習(xí)不斷進(jìn)階。所謂“微實(shí)驗(yàn)”，是“成本較低、操作簡(jiǎn)易、現(xiàn)象明顯”的實(shí)驗(yàn)?！拔?shí)驗(yàn)”能激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)積極性，引發(fā)學(xué)生的創(chuàng)意點(diǎn)子。相對(duì)于傳統(tǒng)的物理學(xué)實(shí)驗(yàn)，“微實(shí)驗(yàn)”更接地氣、更貼合學(xué)生。微實(shí)驗(yàn)，是提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)力，發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng)的重要載體。

一、演示“微實(shí)驗(yàn)”，助推學(xué)生的物理學(xué)習(xí)

物理微實(shí)驗(yàn)的類(lèi)型很多，從實(shí)驗(yàn)方式上來(lái)分，可以分為模擬實(shí)驗(yàn)、對(duì)比實(shí)驗(yàn)、模型實(shí)驗(yàn)、切片實(shí)驗(yàn)等;從實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所來(lái)看，可以分為學(xué)校實(shí)驗(yàn)、家庭實(shí)驗(yàn)等。在諸多的微實(shí)驗(yàn)中，“演示微實(shí)驗(yàn)”是一種應(yīng)用最廣，效能最高的實(shí)驗(yàn)方式。在初中物理教學(xué)中，教師要充分應(yīng)用相關(guān)的資源、素材等，做“微演示實(shí)驗(yàn)”，比如“真空不能傳聲”“筷子提米”“比一比誰(shuí)的功率大”“覆杯實(shí)驗(yàn)”等，從而助推學(xué)生物理學(xué)習(xí)。

在物理微實(shí)驗(yàn)中，演示實(shí)驗(yàn)以其非常有趣、方便、簡(jiǎn)單易操作等特點(diǎn)，而為師生所共同喜歡。相比較于其他的物理微實(shí)驗(yàn)，演示微實(shí)驗(yàn)更具有示范性、引領(lǐng)性。在初中物理教學(xué)中，演示微實(shí)驗(yàn)一般可以分為兩種方式展開(kāi)：其一是在全班學(xué)生面前展開(kāi)微實(shí)驗(yàn)，這樣的微實(shí)驗(yàn)是一種性?xún)r(jià)比高的微實(shí)驗(yàn)，但不容易讓全班學(xué)生看清楚，也不容易讓全班學(xué)生獲得理解;其二是在分組的基礎(chǔ)上展開(kāi)微實(shí)驗(yàn)，這樣的微實(shí)驗(yàn)比較慢、費(fèi)時(shí)間，但卻容易為學(xué)生所理解。在演示型微實(shí)驗(yàn)實(shí)踐中，教師可以將這兩種方式結(jié)合起來(lái)、交織起來(lái)應(yīng)用。比如在教學(xué)《液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)》（人教版八年級(jí)下冊(cè)）這一部分內(nèi)容時(shí)，筆者讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。同一個(gè)小組的學(xué)生，用飲料瓶在同一個(gè)高度打孔，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行組內(nèi)交流。在此基礎(chǔ)上，筆者引導(dǎo)全班學(xué)生交流。不同的小組，在飲料瓶子上所打的孔是不同的，因而所表現(xiàn)出的液體壓強(qiáng)也就不同。當(dāng)學(xué)生在組內(nèi)交流“同一高度”和組間交流“不同高度”的液體時(shí)，對(duì)液體壓強(qiáng)就獲得了較為深刻的理解。在微實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，同一小組的學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)先獲得了共鳴，然后全班學(xué)生在大交流中同樣也獲得了共鳴。

二、自創(chuàng)“微實(shí)驗(yàn)”，深化學(xué)生的物理學(xué)習(xí)

基于學(xué)生物理核心素養(yǎng)的綜合性、發(fā)展性、實(shí)踐性的特征，初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅僅要展開(kāi)演示，更要引導(dǎo)學(xué)生投入到實(shí)踐之中。通過(guò)自制、自創(chuàng)、自設(shè)、自研“微實(shí)驗(yàn)”，深化學(xué)生的物理學(xué)習(xí)。作為教師，要對(duì)學(xué)生的自制、自創(chuàng)“微實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行有效的指導(dǎo)、引領(lǐng)，讓學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)更具有指向性、針對(duì)性和實(shí)效性。

演示“微實(shí)驗(yàn)”，更多的學(xué)生充當(dāng)?shù)氖恰坝^眾”“聽(tīng)眾”，而自制性、自創(chuàng)性的“微實(shí)驗(yàn)”讓全體學(xué)生都積極卷入、融入到實(shí)驗(yàn)過(guò)程之中，從而讓學(xué)生獲得一種感受與體驗(yàn)。同時(shí)，演示實(shí)驗(yàn)還容易鉗制、宰制學(xué)生的思維，囚禁學(xué)生的想象，相比較而言，自制性、自創(chuàng)性的微實(shí)驗(yàn)更能發(fā)散學(xué)生物理思維、活化學(xué)生的物理想象，進(jìn)而引發(fā)學(xué)生的創(chuàng)意。比如教學(xué)《氣體壓強(qiáng)》（人教版八年級(jí)下冊(cè)）之后，筆者讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生大膽地猜想，用豐富的材料設(shè)計(jì)、研發(fā)出多樣化的實(shí)驗(yàn)。比如有學(xué)生設(shè)計(jì)了“硬幣跳高”的微實(shí)驗(yàn)，即在硬幣上方吹氣，結(jié)果發(fā)現(xiàn)硬幣跳起來(lái)了，從而證明了“氣流速度越大，壓強(qiáng)越小”;有學(xué)生設(shè)計(jì)了“口吹噴霧器”的微實(shí)驗(yàn)，即在裝滿(mǎn)水的礦泉水瓶中插入一根吸管，然后再用另一根吸管口對(duì)折豎著放入瓶中，向另一根吸管中吹氣，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了插入礦泉水瓶中的吸管中的水上來(lái)了，并被吹成了霧狀，等等。自制性、自創(chuàng)性的微實(shí)驗(yàn)，深化了學(xué)生物理學(xué)習(xí)，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)物理學(xué)知識(shí)的本質(zhì)理解。

三、虛擬“微實(shí)驗(yàn)”，開(kāi)放學(xué)生的物理學(xué)習(xí)

信息技術(shù)的高速發(fā)展給教育教學(xué)帶來(lái)了深刻的變革，同樣為初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了新的平臺(tái)、載體。在初中物理教學(xué)中，教師可以充分利用新媒體、新技術(shù)，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行虛擬性的“微實(shí)驗(yàn)”。相比較于傳統(tǒng)的物理教學(xué)，虛擬性的“微實(shí)驗(yàn)”能開(kāi)放學(xué)生的物理學(xué)習(xí)。虛擬性的微實(shí)驗(yàn)軟件主要有“Flash或Powerpiont”“Authorware”等。這些多媒體軟件具有仿真性、科學(xué)性、易操作性、實(shí)用性等特質(zhì)。在應(yīng)用多媒體課件引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)虛擬性的微實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，教師要注重讓實(shí)驗(yàn)內(nèi)容切入學(xué)生物理學(xué)習(xí)的“最近發(fā)展區(qū)”，從而激發(fā)學(xué)生的探究興趣和熱情。

比如教學(xué)《光的直線(xiàn)傳播》（人教版八年級(jí)上冊(cè)）中的“小孔成像”時(shí)，筆者就進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)。借助于多媒體課件，讓學(xué)生拖動(dòng)鼠標(biāo)，從而完成小孔成像實(shí)驗(yàn)的每一步驟。在操作電腦軟件的過(guò)程中，學(xué)生能獲得一種“替代性的體驗(yàn)”。較之于傳統(tǒng)的操作性實(shí)驗(yàn)，虛擬實(shí)驗(yàn)更具有精準(zhǔn)性、指向性和實(shí)效性。學(xué)生直觀地看到，小孔成像的清晰度與小孔的大小有關(guān)，與小孔的形狀沒(méi)有關(guān)系;小孔成像的大小與“物到小孔的距離”“像到小孔的距離”等因素有關(guān)，認(rèn)識(shí)到“小孔成像其實(shí)就說(shuō)明了光是沿著直線(xiàn)傳播的”有關(guān)，并且一定是成的“倒立的像”（上下左右都顛倒）。并且由于是光線(xiàn)直線(xiàn)成像的，因而成的都是實(shí)像。虛擬性的“微實(shí)驗(yàn)”還具有一種重復(fù)性，這就讓虛擬實(shí)驗(yàn)更有說(shuō)服力、實(shí)驗(yàn)結(jié)果更精準(zhǔn)、更精確。在實(shí)施虛擬性的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生深度觀察、思考，并對(duì)虛擬性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行優(yōu)化，讓虛擬性實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)出一種高效、便捷的特點(diǎn)。通過(guò)虛擬性的微實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的深度理解。

四、家庭“小實(shí)驗(yàn)”，拓展學(xué)生的物理學(xué)習(xí)

物理微實(shí)驗(yàn)不僅僅可以在課堂展開(kāi)，而且可以在課后、課余、課外展開(kāi)。其中，“家庭實(shí)驗(yàn)”是物理課外實(shí)驗(yàn)的重要形態(tài)。在初中物理教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)辟“家庭實(shí)驗(yàn)室”，讓家庭實(shí)驗(yàn)室成為學(xué)生物理探索的載體、平臺(tái)，成為學(xué)生物理學(xué)習(xí)的樂(lè)園。在家庭實(shí)驗(yàn)室中，教師要引導(dǎo)學(xué)生分區(qū)域，比如“聲學(xué)區(qū)”“光學(xué)區(qū)”“力學(xué)區(qū)”“電磁學(xué)區(qū)”，等等。在不同的區(qū)域擺放、準(zhǔn)備不同的素材。在新課標(biāo)指出“課程資源是決定課程目標(biāo)能否有效達(dá)成的重要因素”，強(qiáng)調(diào)教師應(yīng)當(dāng)注重開(kāi)發(fā)與利用課程資源，提高教學(xué)質(zhì)量。筆者認(rèn)為，教師在開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，除了利用可以取之于生活，也可以從網(wǎng)上商店購(gòu)買(mǎi)素材，等等。

比如在教學(xué)《比熱容》這一部分內(nèi)容時(shí)，筆者讓學(xué)生在家庭實(shí)驗(yàn)室中設(shè)計(jì)、研發(fā)實(shí)驗(yàn)，并且將實(shí)驗(yàn)拍成視頻上傳到班級(jí)微信群、QQ群中。通過(guò)微視頻的上傳，將學(xué)生自己在家庭中設(shè)計(jì)的生活化的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較、優(yōu)化，從而讓學(xué)生理解比熱容的本質(zhì)。比如有學(xué)生是這樣設(shè)計(jì)、研發(fā)生活化的微實(shí)驗(yàn)的：用相同的品牌、規(guī)格的電水壺兩個(gè)，分別加熱相同體積的清水和鹽水，比較水沸騰的時(shí)間。應(yīng)該說(shuō)，這一生活化的微實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是獨(dú)特的。通過(guò)對(duì)比，學(xué)生發(fā)現(xiàn)鹽水升溫較慢，因而得出了這樣的結(jié)論：食鹽水的比熱容大于水的比熱容。在生活化的微實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生理解了比熱容。有學(xué)生在微信群中認(rèn)為，比熱容就是物質(zhì)容納熱的本領(lǐng)的一種比較;有學(xué)生認(rèn)為，相同條件下，比熱容大的物質(zhì)升溫較慢，因?yàn)闊岜凰樟耍鹊?。盡管學(xué)生對(duì)比熱容這樣的一個(gè)物理學(xué)概念的描述還比較稚嫩，但毋庸諱言的是，生活化的家庭微實(shí)驗(yàn)促進(jìn)了學(xué)生對(duì)物理概念的認(rèn)知。生活化的家庭微實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)物理學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，有效地提升了學(xué)生解決問(wèn)題的意識(shí)和能力。

物理學(xué)微實(shí)驗(yàn)活化了學(xué)生的物理學(xué)習(xí)，優(yōu)化了教師的物理教學(xué)。作為教師，可以將微實(shí)驗(yàn)運(yùn)用在導(dǎo)入新課、物理探究、思考以及物理作業(yè)等各個(gè)環(huán)節(jié)。物理微實(shí)驗(yàn)具有“微”的特質(zhì)，這種“微“的物理實(shí)驗(yàn)特質(zhì)讓學(xué)生的物理學(xué)習(xí)變得靈動(dòng)而智慧。運(yùn)用好微實(shí)驗(yàn)?zāi)茏寣W(xué)生的物理學(xué)習(xí)變得更加豐富、精彩，有助于開(kāi)發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)潛質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生物理素養(yǎng)的不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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