巧設演示實驗 啟迪物理學習思維

李崇園

（福建省南平市浦城縣九牧中學，福建南平 353413）

引言

演示實驗是初中物理實驗教學的重要組成部分，也是深化學生物理認知理解、啟迪學生物理學習思維不可或缺的重要教學資源。初中物理教師要具備創(chuàng)新教學意識，利用好教材中的演示實驗教學素材，還要積極挖掘更多切合物理課堂教學內(nèi)容的演示實驗資源，靈活運用情境支撐、操作創(chuàng)新、信息配合、實踐拓展等多元化的教學手段輔助演示實驗教學的順利展開，增強演示實驗教學的生動性、啟發(fā)性、生成性，提高演示實驗教學效果[1]。

一、情境支撐，調(diào)動學生實驗熱情

教師利用物理教學情境支撐演示實驗活動，能夠?qū)W生代入特定的實驗學習場景中，為學生實驗學習搭建物理思維立足點，帶動學生的實驗學習熱情，推動學生已有認知經(jīng)驗的遷移學習。初中物理知識與學生日常生活有著緊密聯(lián)系，教師開展演示實驗教學要立足物理知識教學特點，積極對接學生熟悉的生活現(xiàn)象、生活問題等生活化教學素材，以學生已有認知經(jīng)驗為切入點創(chuàng)設教學情境，幫助學生把演示實驗現(xiàn)象和生活認知經(jīng)驗相融合，增強演示實驗教學的生動性，提高學生實驗學習參與效度，引導學生依托已有認知經(jīng)驗，完成物理新知的自然生成[2]。

教師要善于創(chuàng)設情境，演示與學生固有認知相違背的實驗現(xiàn)象，以引發(fā)學生的認知沖突，調(diào)動學生物理課堂探索學習欲望。例如，在用演示實驗向?qū)W生揭示“大氣壓強”的存在時，教師在導入環(huán)節(jié)用充滿神秘性的語氣創(chuàng)設實驗情境：“老師昨天學會了一個魔術，能夠讓這個充滿氣體的氣球自己鉆到空杯子中，同學們相信嗎？”學生日常生活中顯然沒有這樣的經(jīng)歷體驗，雖然半信半疑，但課堂學習的專注力明顯提升，迫不及待地想要看教師的表演。教師適時切入實驗內(nèi)容演示，用開水燙過杯子后，用氣球封住杯口，學生可以觀察到氣球慢慢“鉆”進杯子，而且怎樣晃動都不會掉落下來。學生對演示實驗現(xiàn)象大呼神奇，教師組織學生閱讀教材內(nèi)容，思考是什么原因造成的這種實驗現(xiàn)象，將學生課堂學習思維引向“大氣壓強”物理概念學習。

二、操作創(chuàng)新，深化學生實驗理解

教師立足學生之間物理學習能力的差異性，對演示實驗的操作設計進行恰當?shù)貏?chuàng)新優(yōu)化，力求以更簡單的實驗操作、更明顯的實驗現(xiàn)象，提高物理實驗的演示效果，深化學生對實驗的理解。初中生的抽象思維能力尚未成熟，接受和理解新知識時更多地利用具象思維能力。教師有意識地創(chuàng)新演示實驗的操作步驟，將演示實驗需要學生著重觀察的現(xiàn)象更加直觀地呈現(xiàn)給學生，弱化演示實驗的抽象理解難度，引導學生從具象的演示實驗現(xiàn)象中順利抽象出物理概念、物理規(guī)律，使演示實驗教學更加切合初中生的物理學習能力和認知特點[3]。

教師拓寬演示實驗教學思路，在現(xiàn)有演示實驗的基礎上，對實驗的具體操作進行創(chuàng)新優(yōu)化，提高演示實驗教學的切合性，引導學生正確認識和建構(gòu)與實驗相應的物理概念知識。例如，在驗證“聲音是由振動產(chǎn)生的”物理規(guī)律時，常規(guī)的演示實驗操作設計是在音響上撒上碎紙屑，觀察音響發(fā)聲時紙片濺起的現(xiàn)象。教師在此基礎上開拓創(chuàng)新，把卡紙裁剪成“小人”形象，用音響、紙盒、小紙人進行實驗演示，讓學生觀察音響發(fā)聲時小人隨著音樂“跳舞”的實驗現(xiàn)象。相比于常規(guī)實驗演示，創(chuàng)新后的演示實驗的實驗原理并沒有任何改變，但實驗的演示效果顯然更具趣味性和生動性，能夠牢牢吸引學生的注意力。在教師的合理引導下，學生能夠從直觀的實驗現(xiàn)象中抽象出發(fā)聲體發(fā)聲時的狀態(tài)變化，認識到“聲音是由振動產(chǎn)生的”物理規(guī)律，順利生成物理新知。

三、信息配合，豐富學生實驗感知

現(xiàn)代化教學、高效化教學是初中物理教師的普遍共識。教師開展演示實驗時要以現(xiàn)代化教學視角優(yōu)化實驗教學設計，借助信息化教學平臺，導入更多演示實驗相關的數(shù)字化資源，增強學生物理實驗學習的情感體驗。教師運用信息技術配合演示實驗教學，可以在完成演示實驗相關操作的基礎上，導入一些輔助性的信息資源，豐富學生物理實驗學習的感性認知素材，加深學生對物理知識的理解；也可以將一些操作難度較大、不宜直接演示、演示實驗現(xiàn)象不明顯的實驗內(nèi)容，利用視頻、模擬實驗軟件等進行演示教學，最大限度地發(fā)揮物理演示實驗的教學調(diào)度作用，給學生帶來多維度的課堂學習感知體驗。

教師運用信息技術展開實驗教學，要利用好信息技術強大的可操作性，在演示實驗過程中，投放一些啟思問題、探究課題等內(nèi)容，引導學生對演示實驗內(nèi)容展開深度探討。例如，在教學“升華”“凝華”兩種物態(tài)變化概念時，由于碘的升華和凝華實驗均具有一定的危險性，且教室時空條件下的觀察效果有限，并不適合直接演示，教師可以利用信息技術進行演示實驗教學，收集實驗相關的教學視頻，將這些實驗視頻投影展示給學生，要求學生認真觀察固體碘的體積變化以及試管內(nèi)壁紫黑色晶體的形成過程，啟發(fā)學生思考：這兩種實驗現(xiàn)象分別表現(xiàn)的物態(tài)變化過程是什么？在視頻素材和啟思問題的引領下，學生能夠把演示實驗過程中的實驗現(xiàn)象與之前學習的物態(tài)變化聯(lián)系到一起，認識到兩種實驗現(xiàn)象分別是固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)和氣態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，從而正確理解升華、凝華物理概念的核心要點。

四、實踐拓展，助力學生內(nèi)化實驗

初中物理教學強調(diào)探究性和實踐性，教師設計演示實驗教學活動，要開拓教學視野，設計一些實驗方法、實驗操作、實驗結(jié)果相關的實踐活動，幫助學生更好地內(nèi)化實驗學習內(nèi)容，拓展學生物理思維廣度和深度，提升學生的物理思維品質(zhì)。對于一些操作難度不大的演示實驗，教師可以對其進行合理的改編設計，將其設計為分組探究實驗，為學生主動思考和實驗探究提供更多機會。對于實驗材料與學生日常生活較為密切的實驗項目，教師要善于選擇合適的活動設計切入點，以家庭實驗、趣味實驗等實踐形式創(chuàng)新課后作業(yè)設計，充分鍛煉學生的動手操作能力和實驗探究能力，培養(yǎng)學生的物理學科學習興趣。

教師在組織開展課外拓展學習的實踐活動時，要有意識地加強與學生家長的溝通交流，尋求家長的教育配合，讓家長在課外物理實驗活動中擔當監(jiān)督者、指導者的角色。例如，在教學“小孔成像”相關知識后，教師可以創(chuàng)新課后作業(yè)設計，讓學生課下和家長一起用家中常見的生活材料制作一個照相機。同時，教師收集整合一些有關小孔成像、照相機原理的微課素材，發(fā)到班級的微信群中，供學生和家長反復觀看，幫助他們根據(jù)實際情況找到具體的操作方法。相比于枯燥的理論記憶和習題訓練，這種物理實踐活動更受初中生的歡迎，能夠更好地鞏固學生課堂學習的概念性知識。從學生遞交的作業(yè)成果來看，大部分學生根據(jù)小孔成像、照相機原理等知識內(nèi)容，較好地完成了實踐學習任務，有利于學生物理實踐能力的發(fā)展。

結(jié)語

初中物理教師積極創(chuàng)新演示實驗教學內(nèi)容和教學方式，能夠強化學生在物理課堂的學習意志，增強學生實驗學習感官體驗，推動學生多維度物理能力的綜合發(fā)展。與物理演示實驗相契合的教學途徑有很多，如情境支撐能夠激發(fā)學生的實驗熱情；操作創(chuàng)新能夠深化學生的實驗理解；信息配合能夠豐富學生的實驗感知；實踐拓展能夠助力學生的實驗內(nèi)化。教師應深刻認識不同教學方式的實驗輔助意義，在實際教學中靈活取舍，使演示實驗成為學生物理學科核心素養(yǎng)發(fā)展的有效推動力。