基于核心素養(yǎng)的初中物理演示實驗改進(jìn)案例

黃靈萬

【摘要】初中物理演示實驗是實驗教學(xué)的重要部分，對培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)有重要的作用，本文以“奇妙的透鏡”演示實驗改進(jìn)為例，通過改進(jìn)演示實驗幫助學(xué)生自主建構(gòu)物理觀念，提高學(xué)生的科學(xué)思維能力和科學(xué)探究能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感。

【關(guān)鍵詞】初中物理;核心素養(yǎng);演示實驗

“奇妙的透鏡”粵滬版八年級物理上冊第三章第五節(jié)教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)實踐中，發(fā)現(xiàn)本節(jié)課的演示實驗效果欠佳，因此，有針對性地對本節(jié)課的演示實驗進(jìn)行了改進(jìn)。

一、改進(jìn)演示實驗的懸念，激發(fā)學(xué)生對問題的思考

八年級的學(xué)生好奇心強(qiáng)，具有強(qiáng)烈的求知欲望，教師要創(chuàng)設(shè)演示實驗的懸念，增強(qiáng)對演示實驗現(xiàn)象的思考，通過設(shè)計演示實驗的情境幫助學(xué)生提出相關(guān)的問題，引發(fā)學(xué)生的思考，思考演示實驗現(xiàn)象的背后，分析物質(zhì)之間能量的變化與轉(zhuǎn)移，從而培養(yǎng)學(xué)生的物理觀念。

案例1：點燃火柴

在課堂實踐中，教師用透鏡在陽光下點燃火柴實驗作為新課的引入，但是，有些時候天氣比較陰暗，無法完成利用透鏡在陽光下點燃火柴的演示實驗。因此，教師要通過改進(jìn)演示實驗的器材。首先，用一個物體（里面是凸透鏡）放在燈光（用錫紙包浴霸燈上部分會光熱集中浴霸燈泡功率為1000W）下，火柴立刻被點燃，學(xué)生親眼看到火柴點引發(fā)學(xué)生的好奇心，是什么點燃了火柴，這盒子里的物體為什么放在燈光下就可以點燃火柴呢？讓學(xué)生去猜盒子里有什么東西？很多學(xué)生都勇躍地回答，極強(qiáng)的表現(xiàn)欲望，有學(xué)生說鏡子、凸透鏡、隱形點火器等。接著，教師拿出盒子的東西（凸透鏡）展示給學(xué)生觀察，學(xué)生發(fā)現(xiàn)原來是塊透鏡，學(xué)生會思考，透鏡為什么能點燃呢？是不是所有的透鏡都能點火呢？這些熱量通過透鏡后都會聚集嗎？學(xué)生迫不急待地想進(jìn)行下一個實驗，從而想進(jìn)一步探究奇妙的透鏡。

二、由演示實驗改成體驗性實驗，建立感性認(rèn)知

教師要改變傳統(tǒng)的演示實驗方式，應(yīng)由演示實驗變成體驗性實驗，建立感性認(rèn)知，充分發(fā)揮學(xué)生主體性，讓學(xué)生通過親身體驗來分辨透鏡種類，通過視覺體驗和神經(jīng)感知，體驗出什么是凸透鏡和凹透鏡，幫助學(xué)生在大腦中建立物理概念，通過多種體驗實驗的方法提升學(xué)生的發(fā)散思維水平，通過參與整個實驗過程獲得探究的結(jié)論，學(xué)會探究的思維方法，養(yǎng)成探究思維習(xí)慣，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

案例2：分辨凸透鏡和凹透鏡

在分辨凸凹透鏡時，教師在學(xué)生桌子擺器材，讓學(xué)生自己去動手體驗。學(xué)生利用各種方法來分辨凸透鏡和凹透鏡。部分學(xué)生會采用“摸”的方法來判斷凸透鏡和凹透鏡，觸摸起來感受到中間厚、邊緣薄的透鏡叫做凸透鏡;中間薄、邊緣厚的透鏡叫做凹透鏡。另一部分學(xué)生會采用“看”的方法來判斷凸透鏡和凹透鏡，用透鏡靠近書本看到放大的是凸透鏡，遠(yuǎn)處看時看到倒立縮小的是凸透鏡。還有部分學(xué)生會到陽臺上用陽光照來“照”，判斷凸透鏡和凹透鏡，把透鏡放在陽光下，另一側(cè)有—最小最亮的光斑是凸透鏡。當(dāng)看到學(xué)生們已經(jīng)完成了各自實驗之后，讓有代表性的小組上臺展示和描述自己分辨凸透鏡和凹透鏡的方案。最后，教師引導(dǎo)學(xué)生歸納辨別透鏡的方法。

三、由演示實驗改成探究性實驗，促使學(xué)生交流討論

在演示教學(xué)的過程中，如果不能將演示實驗現(xiàn)象和真實問題實現(xiàn)有效地結(jié)合，那么就要改進(jìn)演示實驗的設(shè)計，調(diào)動學(xué)生的興趣和注意力，從而在實驗演示的過程中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識建構(gòu)、以創(chuàng)新思維對舊知識在演示實驗中進(jìn)行分析。在改進(jìn)演示實驗的過程中，以舊知識作為基礎(chǔ)，提出新知識，建構(gòu)知識的完整性，促使學(xué)生的創(chuàng)新思維和建構(gòu)知識的能力得到很好地培養(yǎng)，從學(xué)生的經(jīng)驗和已有的知識出發(fā)，讓學(xué)生在觀察、操作、猜測、交流、反思等活動中逐步形成知識的產(chǎn)生、形成和發(fā)展的過程，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

案例3：觀察透鏡對光的作用

常規(guī)演示觀察透鏡對光的作用實驗里，主要演示做法是用三支激光筆平行照射到凸透鏡、凹透鏡，看到三束光線通過凸透鏡后，光線會會聚，三束光線通過凹透鏡后會發(fā)散，學(xué)生很快總結(jié)出：凸透鏡對光有會聚作用，凹透鏡對光有發(fā)散作用。但是，到了課后遇到真實問題的時候?qū)W生就解釋不了，暫時的表象記憶只能使學(xué)生應(yīng)付考試中的簡單作圖，不能理解透鏡對光作用的真正含義。比如，在課后練習(xí)中，學(xué)生畫出不平行于主光軸的光線通過凸透鏡、凹透鏡時，學(xué)生不知從何下手。針對這一問題，對此演示實驗進(jìn)行了改進(jìn)，讓學(xué)生在實驗過程中觀察到光路可逆的實驗，具體改進(jìn)如下：分別取出三支大功率紅光激光筆、三支大功率綠色激光筆、凸透鏡、凹透鏡，以上所需實驗器材都可以吸附在黑板上。先用三支大功率紅光激光筆平行照射到凸透鏡、凹透鏡，讓學(xué)生觀察按照光路用白色粉筆畫光路，接著關(guān)掉紅光筆，再用綠光筆逆著照射，用紅色、粉色畫出光路，并標(biāo)出方向。最后，同時開紅光筆和綠光筆，發(fā)現(xiàn)兩條光線是重合的，光路比較清晰，效果明顯，展現(xiàn)給學(xué)生面前很有立體感。學(xué)生發(fā)現(xiàn)，不管是凸透鏡還是凹透鏡光路是可逆的，并讓學(xué)生運用自己的語言描述透鏡對光作用，引導(dǎo)學(xué)生探究透鏡對光作用的實驗方法。

四、演示學(xué)生課后實驗成果，培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力

教師要創(chuàng)設(shè)平臺給予學(xué)生演示課后實驗成果的機(jī)會，使學(xué)生的“做中學(xué)”“研中學(xué)”“創(chuàng)中學(xué)”得到展示和認(rèn)可，強(qiáng)化學(xué)生親身體驗和動手實踐，綜合運用觀察、觀測、模擬、體驗、設(shè)計、制作、參觀、調(diào)查等多種方式。同時，這也是學(xué)生對生活實踐的濃縮演繹，在外界信息和已有知識的相互作用之下，學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)新知識建構(gòu)，同時將物理知識的實踐應(yīng)用性發(fā)揮出來。提升學(xué)生的思考能力和知識綜合的能力，在不斷豐富積累的過程中提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力，開拓學(xué)生“生活體驗”的情感思維，促進(jìn)學(xué)生“從生活走向物理，從物理走向社會”，充分挖掘?qū)W生內(nèi)在的潛能，注重科學(xué)精神和意識，滲透“科學(xué)、技術(shù)、社會”，讓學(xué)生關(guān)心生活、關(guān)心社會，探索自然，感悟物理的奧妙，提高學(xué)生對科學(xué)的興趣和關(guān)注度，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的態(tài)度與社會責(zé)任。

案例4：自制透鏡和生活中的透鏡

（1）學(xué)生自制透鏡展示實驗器材源自生活中。有些學(xué)生把課后自制的透鏡在課堂上展示，再在講臺上展示用冰做透鏡的做法：先用塑料做成凸透鏡、凹透鏡模板，然后放滿水，用保鮮膜封好，放入冰箱里第二天早上拿出來。當(dāng)學(xué)生把一大塊用冰來制作的凸透鏡和凹透鏡展示出來后，其余學(xué)生心里也充滿敬佩與好奇，從而能激發(fā)并培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。

（2）學(xué)生演示實驗生活中的透鏡，注重知識遷移應(yīng)用能力。學(xué)生拿出一瓶空的礦泉水瓶，然后往瓶子倒入清水，再側(cè)開1000W浴霸燈照著裝有水的瓶礦泉瓶，在另一側(cè)放個一團(tuán)紙，發(fā)現(xiàn)紙團(tuán)一會兒就燃起來，學(xué)生演示實驗完成之后，提醒學(xué)生平時不要亂丟棄瓶子，下雨時雨水進(jìn)入飲料瓶后，此時瓶子里裝有水就類似于一個凸透鏡，當(dāng)陽光照射裝有水的瓶子時對光有會聚作用，會點燃周圍物質(zhì)，容易發(fā)生火災(zāi)。

五、結(jié)束語

總之，改進(jìn)演示實驗后，可以提高實驗教學(xué)的效率，能夠幫助學(xué)生建立物理概念，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。同時，培養(yǎng)學(xué)生在遇到問題時分析解決問題的能力，幫助學(xué)生從演示實驗現(xiàn)象中獲得感性認(rèn)知，從感性認(rèn)知中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和科學(xué)思維能力，繼而培養(yǎng)學(xué)生知識遷移應(yīng)用的能力。

責(zé)任編輯? 梁國勝