初中物理演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)施策略

李瑞杰

（甘肅省甘谷縣第五中學(xué)，甘肅甘谷 741200）

物理是一門注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)的科目，演示實(shí)驗(yàn)在初中物理教學(xué)中占據(jù)重要地位。以往教師設(shè)計(jì)和實(shí)施物理演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和形式較為單一，同時(shí)缺少足夠的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，削弱物理演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)施質(zhì)效。因此，教師必須明晰物理演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)施作用，根據(jù)演示實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，從實(shí)驗(yàn)取材、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、探究教學(xué)、結(jié)論生成等方面進(jìn)行總體優(yōu)化設(shè)計(jì)，激活學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)探究思維，實(shí)現(xiàn)師生對(duì)演示實(shí)驗(yàn)的共同參與，從而切實(shí)提升物理演示實(shí)驗(yàn)實(shí)施水準(zhǔn)，保證學(xué)生物理探究性學(xué)習(xí)效果。下面我們就對(duì)初中物理演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)施展開策略進(jìn)行芻議。

一、初中物理演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)施作用

所謂物理演示實(shí)驗(yàn)，就是由教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、探討實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)論，最終生成物理概念和物質(zhì)變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。物理演示實(shí)驗(yàn)的科學(xué)實(shí)施必須具有明確的目標(biāo)和指向，強(qiáng)調(diào)教師精心取材、開發(fā)利用先進(jìn)的信息資源，力爭(zhēng)為學(xué)生呈現(xiàn)最真實(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，同時(shí)還要配合多樣化實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，使學(xué)生物理思維充分投入實(shí)驗(yàn)情境，進(jìn)而提高學(xué)生對(duì)物理演示實(shí)驗(yàn)的參與度，確保學(xué)生吸納完整的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)初中物理學(xué)情分析和理論實(shí)踐研究，筆者將初中物理演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)施作用歸納整理為下列三點(diǎn)：

第一，實(shí)施物理演示實(shí)驗(yàn)有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生物理學(xué)習(xí)主動(dòng)性。學(xué)生接觸物理科目的時(shí)間尚短，物理興趣和物理觀念都有待提高，部分學(xué)生認(rèn)為物理知識(shí)抽象難懂，探索物理世界的態(tài)度比較被動(dòng)。實(shí)施物理演示實(shí)驗(yàn)最顯著的功用，就是有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生物理學(xué)習(xí)主動(dòng)性，物理演示實(shí)驗(yàn)以直觀演示為核心手段，如教師使用生活中的常見材料向?qū)W生展示和傳達(dá)物理現(xiàn)象，這樣物理變化規(guī)律就不再是存在于紙面上的抽象概念文字，而是真實(shí)可見的實(shí)物場(chǎng)景，學(xué)生與物理課程的距離明顯拉進(jìn)，從而使學(xué)生從被動(dòng)向主動(dòng)轉(zhuǎn)化，全身心投入物理學(xué)習(xí)和探索。

第二，實(shí)施物理演示實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛱岣邔W(xué)生科學(xué)思維和觀察能力。物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)重在觀察，然而初中生科學(xué)思維尚未完善，在實(shí)驗(yàn)觀察中抓不住重點(diǎn)，制約學(xué)生物理素養(yǎng)高效發(fā)展。實(shí)施物理演示實(shí)驗(yàn)在提高學(xué)生科學(xué)思維和觀察能力方面作用突出，教師無(wú)論是開展實(shí)物材料演示實(shí)驗(yàn)還是信息多媒體演示實(shí)驗(yàn)，都可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察。為了使學(xué)生觀察更細(xì)致，教師可以針對(duì)性地放慢某個(gè)關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)演示步驟或操作手法，協(xié)助學(xué)生抓住物理演示實(shí)驗(yàn)觀察的關(guān)鍵點(diǎn)，不錯(cuò)失重要的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象變化，從而提高學(xué)生科學(xué)思維和觀察能力，推動(dòng)學(xué)生樹立嚴(yán)謹(jǐn)、縝密的物理學(xué)習(xí)態(tài)度。

第三，實(shí)施物理演示實(shí)驗(yàn)可以促進(jìn)學(xué)生高效開展自主實(shí)驗(yàn)探究。教師實(shí)施物理演示實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)主要目的，其一是引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)物理變化的實(shí)際現(xiàn)象，其二是培育學(xué)生的自主實(shí)驗(yàn)探究能力，優(yōu)化設(shè)計(jì)物理演示實(shí)驗(yàn)可以同步攻克以上兩個(gè)目標(biāo)，促進(jìn)學(xué)生高效開展自主實(shí)驗(yàn)探究。如教師在物理演示實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，還可以引導(dǎo)學(xué)生協(xié)助操作、體驗(yàn)操作，或是在示范物理實(shí)驗(yàn)的操作步驟和方法后，再鼓勵(lì)學(xué)生分小組自主開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，這些都能突出學(xué)生在物理演示實(shí)驗(yàn)中的主體地位，同時(shí)驅(qū)動(dòng)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)探究技能躍升到更高水平，從而彰顯初中物理演示實(shí)驗(yàn)卓越的實(shí)施價(jià)值。

二、初中物理演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)施策略

（一）采用生活材料演示，引導(dǎo)學(xué)生近距離觀察物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

在優(yōu)化初中物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象真實(shí)可視、貼近學(xué)生認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)是第一位的。初中階段物理課程內(nèi)容還不是十分艱深，反映的都是生活中最基本的物理變化規(guī)律，簡(jiǎn)單的生活材料就能滿足物理演示實(shí)驗(yàn)需求。同時(shí)，生活材料也符合學(xué)生經(jīng)驗(yàn)認(rèn)知，在生活材料演示下，學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的陌生感會(huì)得到化解，產(chǎn)生更強(qiáng)烈的實(shí)驗(yàn)探究意愿。因此，教師應(yīng)該秉持因地制宜、就地取材原則，盡量采用生活材料設(shè)計(jì)物理演示實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生近距離觀察物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，將物理現(xiàn)象從抽象轉(zhuǎn)型為具象，從而構(gòu)建學(xué)生物理觀念及科學(xué)思維，相關(guān)教學(xué)策略如下：

第一，提前備齊生活材料，編制物理演示實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。這一步需要教師在備課階段完成，教師在選擇和準(zhǔn)備生活化實(shí)驗(yàn)材料時(shí)，要根據(jù)物理課程和演示實(shí)驗(yàn)需要，選擇生活中最常見、最易得的材料，如在有關(guān)聲現(xiàn)象的物理課程中，生活中所有能發(fā)出聲音的材料都可以作為實(shí)驗(yàn)演示工具。若是關(guān)于聲音傳播的物理演示實(shí)驗(yàn)，教師還可以預(yù)備生活中的廢舊材料，把材料備齊、裝在紙箱中多次利用，有利于向?qū)W生滲透綠色環(huán)保理念。在編制物理演示實(shí)驗(yàn)計(jì)劃時(shí)，教師要根據(jù)準(zhǔn)備好的生活材料設(shè)計(jì)，比如在實(shí)驗(yàn)計(jì)劃大綱中列出導(dǎo)語(yǔ)、實(shí)驗(yàn)推進(jìn)步驟、實(shí)驗(yàn)問(wèn)題等等，同時(shí)還要預(yù)判學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)時(shí)可能會(huì)提出的問(wèn)題，在計(jì)劃大綱內(nèi)提前擬出2-3 種應(yīng)答和講解方案，確保演示實(shí)驗(yàn)有效推進(jìn)，這樣物理演示實(shí)驗(yàn)的生活材料選擇以及計(jì)劃編制工作就能順利完成［1］。

第二，課堂上實(shí)施實(shí)驗(yàn)演示，引導(dǎo)學(xué)生近距離觀察。在利用生活材料開展物理實(shí)驗(yàn)課堂演示時(shí)，教師可以組織學(xué)生匯聚到演示臺(tái)周圍，讓學(xué)生近距離觀察實(shí)驗(yàn)手法和現(xiàn)象。如在某物理演示實(shí)驗(yàn)課上，教師先用談話方式引出生活中的物理情景，和學(xué)生交流幾分鐘后，教師拿出預(yù)先準(zhǔn)備好的生活材料并發(fā)問(wèn)：“同學(xué)們，這些材料大家熟悉嗎？誰(shuí)能說(shuō)出它們的名稱？”學(xué)生爭(zhēng)先恐后地回答，課堂氛圍活躍起來(lái)，緊接著教師揭示演示實(shí)驗(yàn)主題：“今天我們就要利用這些生活材料，在課堂上重現(xiàn)剛才談?wù)摰奈锢憩F(xiàn)象，請(qǐng)大家聚攏到演示臺(tái)周圍，看看實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)藏哪些奇趣和奧秘！”教師演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，手上的操作速度應(yīng)盡量放慢，在產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象之前提前預(yù)警：“同學(xué)們看仔細(xì)了，奇妙的情景馬上要出現(xiàn)了！”這樣，學(xué)生思維和感官就會(huì)高度集中在演示實(shí)驗(yàn)上，從而完整感知實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，為后續(xù)物理實(shí)驗(yàn)原理的生成奠定基礎(chǔ)［2］。

（二）結(jié)合信息技術(shù)演示，創(chuàng)設(shè)生動(dòng)形象的物理實(shí)驗(yàn)智慧情境

以往教師實(shí)施初中物理演示實(shí)驗(yàn)時(shí)面臨一些難點(diǎn)，部分物理實(shí)驗(yàn)材料獲取困難，或是現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室條件無(wú)法達(dá)到理想的現(xiàn)象和效果，教師可能會(huì)省去此類演示實(shí)驗(yàn)課程，讓學(xué)生通過(guò)物理資料閱讀了解實(shí)驗(yàn)，教學(xué)質(zhì)量大打折扣。隨著智慧科技的發(fā)展，信息技術(shù)演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)運(yùn)而生，結(jié)合信息技術(shù)演示，物理演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)實(shí)條件不滿足的問(wèn)題迎刃而解。教師應(yīng)該大力開采信息技術(shù)資源，創(chuàng)設(shè)生動(dòng)形象的物理實(shí)驗(yàn)智慧情境，使學(xué)生從中吸納完整的物理知識(shí)和實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。具體教學(xué)策略如下：

第一，采用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件演示。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件是輔助物理演示實(shí)驗(yàn)順利開展的重要工具，教師在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，必須先甄別演示實(shí)驗(yàn)類型，在真實(shí)實(shí)驗(yàn)條件不滿足的前提下再引入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件。如在關(guān)于內(nèi)能的物理課程中，真實(shí)驗(yàn)是很難呈現(xiàn)微觀能量變化的，此時(shí)教師可以登錄虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件平臺(tái)，在平臺(tái)輸入物理實(shí)驗(yàn)課題，軟件會(huì)彈出完整的實(shí)驗(yàn)器材和步驟，接下來(lái)教師點(diǎn)擊繼續(xù)按鈕，正式開展虛擬仿真的物理實(shí)驗(yàn)演示，每演示一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟，教師都應(yīng)該停下來(lái)向?qū)W生提問(wèn)：“這步實(shí)驗(yàn)操作的現(xiàn)象是什么？你從中得出哪些原理？”同時(shí)，教師可以組織學(xué)生合作討論，待學(xué)生正確闡釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和原理后，再進(jìn)行下一步演示操作，從而在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)情境中攻克物理教學(xué)目標(biāo)［3］。

第二，采用模擬實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫課件演示。模擬實(shí)驗(yàn)演示動(dòng)畫區(qū)別于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件，演示動(dòng)畫屬于獨(dú)立的、成型的短片課件形式，同樣適用于真實(shí)物理演示實(shí)驗(yàn)條件不足的情況。如在關(guān)于物質(zhì)密度的物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，真實(shí)驗(yàn)無(wú)法具象展示質(zhì)量和密度的關(guān)系，教師可以在云教育數(shù)據(jù)庫(kù)中，搜集下載成型的模擬實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫課件播放給學(xué)生，學(xué)生一邊觀看動(dòng)畫演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，教師一邊提問(wèn)：“同學(xué)們，大家在3D 透視形式的演示實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了什么？”學(xué)生交流后反饋：“觀察到固體/液體的質(zhì)量和密度。”教師認(rèn)同學(xué)生回答后，就可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫的演示內(nèi)容，合作討論總結(jié)密度的概念和公式，然后再鼓勵(lì)學(xué)生列舉密度知識(shí)在生活中的實(shí)際應(yīng)用例子，這樣模擬動(dòng)畫演示實(shí)驗(yàn)就有效對(duì)接生活實(shí)際，物理演示實(shí)驗(yàn)實(shí)施質(zhì)量切實(shí)增強(qiáng)［4］。

（三）鼓勵(lì)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生合作自主操作實(shí)驗(yàn)的技能

學(xué)生是物理演示實(shí)驗(yàn)中的主體角色，教師方面的演示教學(xué)起到拋磚引玉的作用，其意圖是吸引學(xué)生參與物理實(shí)驗(yàn)探究。因此，教師應(yīng)該給學(xué)生創(chuàng)造演示實(shí)驗(yàn)參與機(jī)會(huì)，鍛煉學(xué)生合作、自主操作實(shí)驗(yàn)的技能，打造師生協(xié)作參與的生態(tài)化物理演示實(shí)驗(yàn)課堂。相關(guān)教學(xué)策略如下：

第一，教師演示實(shí)驗(yàn)時(shí)組織學(xué)生上臺(tái)協(xié)助。鍛煉學(xué)生自主操作物理實(shí)驗(yàn)技能的前提，是提高學(xué)生在演示實(shí)驗(yàn)中的參與度，教師應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)演示過(guò)程中積極組織學(xué)生上臺(tái)協(xié)助，使學(xué)生獲得體驗(yàn)感和被需要感。如在有關(guān)物態(tài)變化的物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)器材和步驟都比較多，教師一個(gè)人無(wú)法兼顧演示操作和講解，那么在正式演示前，教師可以在多媒體投屏上出示實(shí)驗(yàn)步驟和操作技法視頻，讓學(xué)生熟悉幾分鐘后將學(xué)生劃分為若干小組，并分配給各組相應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)協(xié)助步驟，演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到哪一步，對(duì)應(yīng)小組成員立即上臺(tái)充當(dāng)教師的演示助手，根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作視頻的指示，準(zhǔn)確、有序地給教師遞器材，或是負(fù)責(zé)加溫、測(cè)量、讀數(shù)據(jù)、描述現(xiàn)象等演示工作，這樣學(xué)生在物理演示實(shí)驗(yàn)中的參與感和成就感大幅增強(qiáng)，團(tuán)隊(duì)協(xié)作、自主操作實(shí)驗(yàn)的技能也獲得高效發(fā)展［5］。

第二，教師演示實(shí)驗(yàn)后鼓勵(lì)學(xué)生親手嘗試實(shí)驗(yàn)操作。除演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的協(xié)作參與外，教師策劃物理演示實(shí)驗(yàn)探究時(shí)還需要在演示結(jié)束后鼓勵(lì)學(xué)生親手嘗試實(shí)驗(yàn)操作。如教師演示物理實(shí)驗(yàn)完畢后，可以提出問(wèn)題：剛才同學(xué)們觀看老師演示實(shí)驗(yàn)都很仔細(xì)，誰(shuí)能復(fù)述實(shí)驗(yàn)流程，說(shuō)出實(shí)驗(yàn)操作的注意事項(xiàng)？學(xué)生交流后舉手復(fù)述，其他學(xué)生作出補(bǔ)充。隨后，教師將實(shí)驗(yàn)臺(tái)讓出，并發(fā)布體驗(yàn)操作任務(wù)：同學(xué)們對(duì)實(shí)驗(yàn)流程和操作注意事項(xiàng)把握很透徹，老師發(fā)現(xiàn)很多同學(xué)都躍躍欲試了，下面老師就將實(shí)驗(yàn)臺(tái)交給大家，請(qǐng)大家輪組上臺(tái)操作物理演示實(shí)驗(yàn)。學(xué)生合作、自主親手操作物理實(shí)驗(yàn)期間，教師需要從旁督導(dǎo)，如提醒學(xué)生在操作中控制好溫度和時(shí)間，及時(shí)指正學(xué)生不規(guī)范的操作手法，讀實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要精確，用完器材要擦拭干凈擺放回原位，若實(shí)驗(yàn)操作使用酒精燈加熱或是燃燒蠟燭等，教師必須督導(dǎo)學(xué)生使用正確操作技術(shù)將其熄滅，檢查酒精燈瓶口擰緊后再存放，這樣學(xué)生就通過(guò)實(shí)踐操作積累了豐富的物理演示實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)樹立嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的物理實(shí)驗(yàn)研究態(tài)度。

（四）重視過(guò)程結(jié)果分析，以演示實(shí)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)生構(gòu)建物理認(rèn)知

教師實(shí)施物理演示實(shí)驗(yàn)的根本目的是以實(shí)驗(yàn)演示為媒介，向?qū)W生滲透物理課程知識(shí)要點(diǎn)，健全學(xué)生物理知識(shí)鏈條，發(fā)展學(xué)生科學(xué)的思維和正確的物理觀念。因此，物理演示實(shí)驗(yàn)不應(yīng)是走馬觀花式的，教師必須重視過(guò)程和結(jié)果分析，以演示實(shí)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)生構(gòu)建物理認(rèn)知，使學(xué)生深化演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后的物理本質(zhì)。首先，無(wú)論是采用真實(shí)驗(yàn)演示還是信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)演示，演示之前教師都需要讓學(xué)生提出實(shí)驗(yàn)猜想，如物理演示實(shí)驗(yàn)可能會(huì)產(chǎn)生怎樣的現(xiàn)象變化，物質(zhì)關(guān)系之間存在哪些關(guān)聯(lián)等等。其次，在組織學(xué)生分析物理演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果時(shí)，教師要指導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)各步驟現(xiàn)象、記錄在物理學(xué)習(xí)筆記上，然后讓學(xué)生按照筆記上的內(nèi)容分組探討，主要思考和分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程步驟對(duì)最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生哪些影響，最后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明什么。在這一步，教師可以啟發(fā)學(xué)生一邊分析總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論、一邊對(duì)照教材中的物理概念或公式，判斷演示實(shí)驗(yàn)開展之前設(shè)置的猜想是否成立，若猜想和結(jié)論存在出入，教師可以追加分析問(wèn)題：“有同學(xué)提出的實(shí)驗(yàn)猜想和結(jié)論不同，大家能幫他們分析一下原因嗎？”學(xué)生互動(dòng)交流反思原因后，教師再發(fā)動(dòng)學(xué)生把實(shí)驗(yàn)筆記、結(jié)論分析、論證結(jié)果和反思交流內(nèi)容整理成演示實(shí)驗(yàn)報(bào)告，這樣學(xué)生物理認(rèn)知就得到有效構(gòu)建，物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)水準(zhǔn)進(jìn)一步提高。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，教師必須優(yōu)化設(shè)計(jì)物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案，加強(qiáng)采用生活材料演示、結(jié)合信息技術(shù)演示，引導(dǎo)學(xué)生近距離觀察物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，創(chuàng)設(shè)生動(dòng)形象的物理實(shí)驗(yàn)智慧情境，同時(shí)策劃演示實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，重視實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果分析，鍛煉學(xué)生合作自主操作實(shí)驗(yàn)的技能，從而借助物理演示實(shí)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)生構(gòu)建物理認(rèn)知，落實(shí)物理演示實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新目標(biāo)。