用物理實(shí)驗(yàn)提升學(xué)生的“物理學(xué)力”

仇玉芳（江蘇蘇州市吳中區(qū)甪直甫里中學(xué)）

物理學(xué)是一門兼具演繹性和歸納性的科學(xué)。初中生的物理思維力不高，更側(cè)重于生活化、感性化、形象化的理解。物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的重要方式，是提升學(xué)生物理學(xué)習(xí)力、發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng)的重要載體。在初中物理教學(xué)中，教師要充分應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生思維、探究。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師要轉(zhuǎn)變角色，從實(shí)驗(yàn)的控制者轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)驗(yàn)的參與者、對(duì)話者、引導(dǎo)者。學(xué)生要從“聽實(shí)驗(yàn)”“仿實(shí)驗(yàn)”走向“探實(shí)驗(yàn)”“創(chuàng)實(shí)驗(yàn)”，進(jìn)而成為實(shí)驗(yàn)的主人。

一、提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣

實(shí)驗(yàn)興趣是學(xué)生實(shí)驗(yàn)的先導(dǎo)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)的效能從某種意義上取決于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。如果學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)感興趣，學(xué)生就會(huì)積極、主動(dòng)地融入實(shí)驗(yàn)過程中；反之，如果學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)不感興趣，學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)就會(huì)走向被動(dòng)、機(jī)械，變得膚淺。興趣是學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)之“本”。在初中物理教學(xué)中，教師要善于調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生在興趣的驅(qū)動(dòng)下主動(dòng)融入物理實(shí)驗(yàn)過程中。

激發(fā)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)興趣的方法很多，歸納起來無外乎有兩種：其一是外在的物理實(shí)驗(yàn)興趣，這是在外在條件下引發(fā)的實(shí)驗(yàn)興趣，如實(shí)驗(yàn)器材誘發(fā)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣等；其二是內(nèi)在的物理實(shí)驗(yàn)興趣，這是在內(nèi)在因素的驅(qū)動(dòng)下引發(fā)的實(shí)驗(yàn)興趣，如對(duì)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本身的興趣等。作為教師，一方面要利用學(xué)生的外在興趣，另一方面要激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在實(shí)驗(yàn)興趣。如教學(xué)“大氣壓”這部分內(nèi)容時(shí)，筆者首先和學(xué)生進(jìn)行了課前談話：大氣壓存在嗎？怎樣證明大氣壓存在呢？這兩個(gè)問題切入學(xué)生物理學(xué)習(xí)的“最近發(fā)展區(qū)”，引發(fā)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)欲望。在此基礎(chǔ)上，筆者引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位，設(shè)計(jì)、研發(fā)物理實(shí)驗(yàn)，形成了多個(gè)實(shí)驗(yàn)，如：驗(yàn)證大氣壓存在之“水充滿瓶子”、大氣壓的存在之“手帕往內(nèi)凹”，等等。學(xué)生通過物理學(xué)實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)生了一定的感性認(rèn)識(shí)。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，筆者給學(xué)生展示“馬德堡半球?qū)嶒?yàn)”，“做實(shí)驗(yàn)”與“演示實(shí)驗(yàn)”相結(jié)合的教學(xué)方式，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)大氣壓相關(guān)知識(shí)的濃厚興趣。

以興趣為本，要求教師在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的過程中，要研究學(xué)生的具體學(xué)情。不同的學(xué)生其興趣往往具有差異性。作為教師，不僅要研究學(xué)生的興趣，更要激發(fā)、誘導(dǎo)學(xué)生的興趣。興趣是學(xué)生物理學(xué)習(xí)的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)，關(guān)注學(xué)生的興趣，就能增強(qiáng)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)效果，就能讓學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)更具針對(duì)性、實(shí)效性。

二、助力學(xué)生學(xué)以致用

在初中物理教學(xué)中，教師不僅要把脈學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，更要引導(dǎo)學(xué)生觀察身邊與物理相關(guān)的一些現(xiàn)象。要將相關(guān)學(xué)科的內(nèi)容以及探究方式、學(xué)生生活中的相關(guān)內(nèi)容融入學(xué)生的物理學(xué)習(xí)中，促進(jìn)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)、方法、思想等的遷移、應(yīng)用。只有有意識(shí)地培育學(xué)生的物理遷移意識(shí)、能力等，才能使學(xué)生將所學(xué)的物理知識(shí)與實(shí)際生活相連，從而培育學(xué)生學(xué)以致用的能力，生成學(xué)生學(xué)以致用的智慧。

如在教授“水的沸騰”這部分內(nèi)容時(shí)，如果教師機(jī)械地按照教材要求，讓學(xué)生加熱燒杯中的水，則酒精燈加熱的時(shí)間就會(huì)比較長(zhǎng)，這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種低效率的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。筆者在教學(xué)中，讓學(xué)生基于已有的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。通過研討、交流，學(xué)生認(rèn)為，可以用一只大試管裝入適量的水加熱，這樣就能節(jié)約時(shí)間。在這個(gè)過程中，筆者還因勢(shì)利導(dǎo)，充分發(fā)掘?qū)嶒?yàn)材料的諸多功能，讓實(shí)驗(yàn)室中的水龍頭有很細(xì)小的水流，然后用一個(gè)與人的衣物相摩擦過的塑料泡沫靠近水流，并上下或者左右移動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生觀察水流的變化。學(xué)生就會(huì)看到水流變彎曲，有時(shí)候水流還會(huì)“翩翩起舞”。這樣的“一材多用”，更能激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性。通過實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生直觀感知生活中靜電的存在。在物理教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生用物理學(xué)的眼光觀察生活，用物理學(xué)的頭腦去考量生活，從而養(yǎng)成觀察生活、思考生活的習(xí)慣和能力。

三、增強(qiáng)學(xué)生探究能力

借助于物理實(shí)驗(yàn)不僅可以展開驗(yàn)證性學(xué)習(xí)，也可以展開探究性學(xué)習(xí)。以探究為內(nèi)核，可以將實(shí)驗(yàn)融入學(xué)生的學(xué)習(xí)中，讓學(xué)生重溫人類探索相關(guān)物理學(xué)知識(shí)的關(guān)鍵，經(jīng)歷人類探索的一般性過程。從某種意義上說，探究性實(shí)驗(yàn)是學(xué)生的一種“理智的歷險(xiǎn)”。在學(xué)生探究的過程中，教師要給學(xué)生以相關(guān)的啟發(fā)，對(duì)學(xué)生的探究進(jìn)行點(diǎn)撥、引領(lǐng)，促進(jìn)學(xué)生通過物理實(shí)驗(yàn)自主建構(gòu)物理學(xué)知識(shí)。在這個(gè)過程中，積累學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，滲透物理學(xué)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)思想方法。

以“變阻器”這部分內(nèi)容的知識(shí)教學(xué)為例，這部分內(nèi)容重點(diǎn)是讓學(xué)生了解滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)以及如何正確使用滑動(dòng)變阻器。一般的教學(xué)設(shè)計(jì)流程就是“觀察結(jié)構(gòu)”“說出作用”“了解注意事項(xiàng)”“學(xué)習(xí)操作方法”等。這樣的教學(xué)，是將“變阻器”作為一個(gè)成品呈現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)生的物理學(xué)認(rèn)知是被動(dòng)的、膚淺的。如果教師以“探究”為核心，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)，就能變被動(dòng)性物理學(xué)習(xí)為主動(dòng)性物理學(xué)習(xí)。如筆者在教學(xué)中，首先向?qū)W生展示了一個(gè)由燈泡、開關(guān)、導(dǎo)線、電池等組成的簡(jiǎn)單電路。然后提出問題：怎樣改變小燈泡的亮度？這是一個(gè)發(fā)散性的問題，引發(fā)了學(xué)生的多種猜想。有學(xué)生認(rèn)為可以減少電池節(jié)數(shù)，有學(xué)生認(rèn)為可以再串聯(lián)燈泡，還有學(xué)生認(rèn)為可以加入一段電阻絲，等等。由于在生活中通過改變電源電壓來調(diào)節(jié)亮度的做法很少，因而自然將學(xué)生的研究焦點(diǎn)轉(zhuǎn)向增加電阻。那么，生活中是怎樣實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)亮度的呢？有學(xué)生提出，可以連續(xù)改變電阻的大小，這樣自然催生了部分學(xué)生想到可以用夾子在鉛筆芯上滑動(dòng)。在此基礎(chǔ)上，筆者讓學(xué)生實(shí)驗(yàn)，親身體驗(yàn)通過夾子在鉛筆芯上滑動(dòng)調(diào)節(jié)燈泡亮度的過程。由于鉛筆芯容易斷，因而學(xué)生就自然想到了可以用金屬絲來代替、嘗試。但學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用一定長(zhǎng)度的金屬絲來做實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)亮度有限。在此基礎(chǔ)上行，有學(xué)生想到了可以加長(zhǎng)金屬絲，或者將金屬絲卷成螺旋狀，為了避免短路，可以用漆包線代替金屬絲。如此，學(xué)生通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)就做成了一個(gè)滑動(dòng)變阻器的雛形。這個(gè)過程，就是物理學(xué)知識(shí)的探究過程，也是制作實(shí)驗(yàn)工具的過程。

四、完善學(xué)生知識(shí)體系

激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)思維，引領(lǐng)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)，還可以以整合作為手段。在物理學(xué)習(xí)中，教師要善于總結(jié)，而且要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)。教師要讓學(xué)生跳出物理學(xué)固化思維圈子，善于從同類知識(shí)中找出不同點(diǎn)，從不同類的知識(shí)中找出相同點(diǎn)。善于歸納、異中求同、同中尋異，是促進(jìn)學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)的有效方式。在物理教學(xué)中，教師可以以整合為手段，要求學(xué)生將相關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)起來。

以整合為手段引導(dǎo)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)，要求教師打造一個(gè)開放性的物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，賦予學(xué)生充分的物理實(shí)驗(yàn)時(shí)空，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行關(guān)聯(lián)性的物理實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，以整合為手段的物理教學(xué)，要求教師要引導(dǎo)學(xué)生樹立“大觀念”，用“大思想”統(tǒng)攝、包容學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。如復(fù)習(xí)“運(yùn)動(dòng)和力”這部分內(nèi)容時(shí)，筆者設(shè)計(jì)出內(nèi)容豐富、關(guān)聯(lián)緊密、有層次性、結(jié)構(gòu)性、整體性的實(shí)驗(yàn)：首先讓小車在斜面上由靜止到出發(fā)，從而引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷這些知識(shí)的復(fù)習(xí)過程：牛頓第一定律、慣性、二力平衡等。這個(gè)過程，是以物理思想為主線、以物理實(shí)驗(yàn)為載體的復(fù)習(xí)過程。在整個(gè)復(fù)習(xí)過程中，筆者引導(dǎo)學(xué)生借助于物理實(shí)驗(yàn)對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行深入探討，讓學(xué)生能通過受力分析把握運(yùn)動(dòng)的精髓。如在引導(dǎo)學(xué)生分析物體受到平衡力狀態(tài)時(shí)，物理的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就是靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在初中物理實(shí)驗(yàn)中，教師要?jiǎng)?chuàng)造性地優(yōu)化、整合教材，引導(dǎo)學(xué)生打破教材固化編排格局，回顧、整理相關(guān)知識(shí)，自主開發(fā)相關(guān)的課程資源，從而通過物理實(shí)驗(yàn)將零散的物理知識(shí)集約為一個(gè)整體。這樣的物理實(shí)驗(yàn)讓物理教學(xué)呈現(xiàn)為一種綜合性、立體性的開放教學(xué)模式。

實(shí)驗(yàn)是初中物理教學(xué)不可或缺的重要組成部分。在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要充分發(fā)揮學(xué)生的主體性作用，以興趣為根本、以遷移為綱要、以探究為內(nèi)核、以整合為手段，促進(jìn)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師要滲透一些實(shí)驗(yàn)方法、策略等，指導(dǎo)學(xué)生開展物理實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生解決問題，培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新的意識(shí)和能力。