“雙減”視域下初中物理實驗生活化的策略研究

張江書

摘? ?要：“雙減”視域下，初中物理實驗生活化逐漸成為研究熱點。為此，教師從前置學(xué)習(xí)實驗生活化、實驗器材生活化、實驗問題設(shè)置生活化、實驗教學(xué)內(nèi)容生活化、作業(yè)布置實驗生活化對其進(jìn)行探究，并引導(dǎo)學(xué)生利用身邊的物品進(jìn)行實驗，如此既可提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，又可培養(yǎng)其“從生活走向物理，從物理走向社會”的課程理念。

關(guān)鍵詞：初中物理;實驗生活化;教學(xué)策略

中圖分類號：G633.7? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1009-010X（2023）26-0044-04

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》（以下簡稱《新課標(biāo)》）強(qiáng)調(diào)“從生活走向物理，從物理走向社會”的課程理念，旨在引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣，進(jìn)而學(xué)會學(xué)習(xí)”，由此可見實驗在物理教學(xué)中起著舉足輕重的作用。本文以課題為依托，重點探索了“雙減”視域下初中物理實驗生活化的策略。

一、前置學(xué)習(xí)實驗生活化

前置學(xué)習(xí)是在“先生后師、先學(xué)后教”的生本教學(xué)理念下應(yīng)運而生的一種以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為核心的學(xué)習(xí)模式。結(jié)合初中物理的課程理念，我們認(rèn)為在前置學(xué)習(xí)中設(shè)計一些門檻較低、便于操作的生活化小實驗，讓學(xué)生在活動中觀察現(xiàn)象，探究規(guī)律，結(jié)合生活經(jīng)驗喚醒學(xué)生的小學(xué)科學(xué)知識儲備，可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于學(xué)生探究相應(yīng)的知識。

前置學(xué)習(xí)實驗生活化的設(shè)計必須關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的保護(hù)，即不增加學(xué)生額外的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)，這就要求教師不僅要針對具體課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)資源等實際情況進(jìn)行合理設(shè)計，做到低端起步，具有趣味性并重視其對課堂內(nèi)容的啟發(fā)和思考， 又要以問題為導(dǎo)向，讓學(xué)生很快明確學(xué)習(xí)目的和任務(wù)。此外還要有較強(qiáng)的可操作性便于學(xué)生獲得成功。

例如在學(xué)習(xí)“磁現(xiàn)象——磁場”時，教師既要考慮到學(xué)生在小學(xué)科學(xué)中接觸的一些簡單的磁現(xiàn)象，又要貫徹好“玩中學(xué)”“做中學(xué)”的教育理念，對此，筆者設(shè)置了前置學(xué)生體驗活動——“玩轉(zhuǎn)磁體”：利用課前的室外活動時間，組織學(xué)生去學(xué)校旁邊的沙堆帶著問題玩磁體，并設(shè)置問題如下：1.磁鐵只能吸鐵嗎？2.磁體各部分的磁性強(qiáng)弱相同嗎？你是如何判斷磁性強(qiáng)弱的？3.用線吊起磁鐵，靜止后其指向有什么特點？4.兩個磁體靠近時有什么現(xiàn)象？說明什么？

在活動過程中，喚醒學(xué)生頭腦中小學(xué)科學(xué)中的一些磁學(xué)知識，并親身體會磁體的神奇特點。然后在課堂上播放學(xué)生活動片段，以讓學(xué)生對磁現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)和闡述，或者用準(zhǔn)備的實驗裝置在課堂上進(jìn)行演示。如此不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能讓學(xué)生對課堂學(xué)習(xí)的知識有一個比較深入的了解，關(guān)鍵是還能為學(xué)生在課堂中對磁現(xiàn)象的探究和總結(jié)打好基礎(chǔ)。同時這樣還避免了重復(fù)講解，為突破深層次的磁場教學(xué)爭取到了更多的探究時間，并提高了課堂教學(xué)效率。這樣指導(dǎo)學(xué)生帶著預(yù)設(shè)問題，以生活化實驗的形式進(jìn)行前置學(xué)習(xí)。既能充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，又能減輕學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)難度，提高課堂教學(xué)效率。

二、實驗器材生活化

物理實驗教學(xué)要充分開發(fā)學(xué)生身邊的資源，或就地取材，或加工改進(jìn)，或自制創(chuàng)新，以將生活物品作為實驗的主要器材。如此既可增強(qiáng)實驗的便利性，又可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和進(jìn)行實驗探究的主動性，進(jìn)而可提高其學(xué)習(xí)效率。

（一）實驗器材引入生活化

直接選用生活用品或?qū)W生熟悉的場景作為教學(xué)元素，相較于實驗室器材和情景更接地氣。如此可增強(qiáng)學(xué)生對所探究規(guī)律的熟悉感，進(jìn)而可激發(fā)學(xué)生動手實驗的興趣。

如在探究“平面鏡成像規(guī)律”前，教師可出示學(xué)生熟悉的校園圖片，然后展示以“天空之鏡”手法拍攝的照片，并提問：“你見過這樣的校園嗎？怎么才可以拍出這樣的美景？”即從熟悉的校園場景入手，引出對平面鏡成像規(guī)律的探究。采用學(xué)生熟悉的校園圖片導(dǎo)入，相比教材中的插圖或者搜索的風(fēng)景圖片更能帶給學(xué)生視覺上的沖擊，如此既可使學(xué)生在領(lǐng)略物理現(xiàn)象美妙與和諧的同時初步感知平面鏡成像，又可引導(dǎo)學(xué)生從物理的角度進(jìn)行感受和思考，進(jìn)而可激起學(xué)生進(jìn)行探索的興趣。

（二）實驗教具改進(jìn)生活化

在課堂教學(xué)過程中，教師要對教材提供的實驗教具進(jìn)行生活化改進(jìn)。例如在“比熱容”課程中進(jìn)行的“比較不同物質(zhì)吸熱情況”的實驗，教材提供的實驗器材是電加熱器（俗稱“熱得快”）和實驗用溫度計，這不是很適用于一線教學(xué)，其原因：一是電加熱器電阻絲裸露極不安全，即將被市場淘汰;二是由于等質(zhì)量的水和食用油體積不同，所以電加熱器浸入部分不同，因此難以保證水和食用油吸收的熱量相同;三是需要固定溫度計，要配套別的器材，操作繁瑣。所以我們采用了生活中學(xué)生親自用過或見過的鴛鴦鍋代替電加熱器進(jìn)行加熱，如此既保證了等質(zhì)量的水和食用油在相同時間內(nèi)吸收的熱量相同，又能用數(shù)字溫度計或遠(yuǎn)距離紅外線代替實驗用溫度計，這相比之前更容易操作，且讀數(shù)準(zhǔn)確。此類實驗緊密聯(lián)系學(xué)生的生活實際，因此在課堂中重現(xiàn)生活場景，能極大地激發(fā)學(xué)生的探知欲望、學(xué)習(xí)興趣，并能更有效地突破教學(xué)難點。

（三）自制教具生活化

本著在物理課堂上盡可能創(chuàng)設(shè)條件進(jìn)行生活化實驗的原則，我們根據(jù)教材內(nèi)容設(shè)計了自制教具，如此可把圖片或文字轉(zhuǎn)化為可見、可操作的實驗， 這可使課堂教學(xué)更生動、有趣、高效。例如在學(xué)習(xí)“動能和勢能”一節(jié)時，教材中只設(shè)計了探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)的實驗，對于重力勢能和彈性勢能的大小與什么因素有關(guān)，只做了配圖和文字闡述。為突破這一教學(xué)重點，經(jīng)過我們多次的嘗試和改進(jìn)，精心設(shè)計了兩款自制教具：一是模擬生活中的“打樁”自制的“重力勢能探究器”：它以螺母為“重錘”，環(huán)狀套管為“樁”，鐵架臺的鐵柱為“滑道”，沙子當(dāng)“地面”，根據(jù)套管在沙子中的下陷深度判斷重力勢能的大小。該設(shè)計操作簡單、性能穩(wěn)定、效果明顯。二是模擬射箭自制的“彈性勢能簡易探究器”：它以橡皮筋為“弓”、標(biāo)刻度的竹簽為“箭”、木板為“引道”，根據(jù)竹簽陷入泡沫的深度來說明彈性勢能的大小。該設(shè)計取材方便、結(jié)構(gòu)更為簡單、貼近生話。在教學(xué)過程中引入生活化的教育素材，并不斷優(yōu)化、改進(jìn)實驗器具，既可讓課堂充滿活力，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，又可培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，并發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維。

三、實驗問題設(shè)置生活化

有效的問題既是打開學(xué)生思維之門的金鑰匙，又是課堂教學(xué)中引發(fā)學(xué)生思考、達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)的關(guān)鍵。因此，教師在設(shè)置問題時既要注重貼近學(xué)生的日常生活，不要過于抽象，又要注意問題的承接性和連續(xù)性，以讓學(xué)生的思維得以發(fā)散和創(chuàng)新，如此可培養(yǎng)學(xué)生不斷追問和探索的能力。

例如在“研究影響摩擦力大小的因素”時，教師可提前準(zhǔn)備幾雙干凈的運動鞋，然后設(shè)置生活化情景問題：“你要參加體育測試了，為了取得更好的成績，選哪雙鞋最好呢？”學(xué)生通過討論很容易得出衡量的重要指標(biāo)是跑步時鞋底受到摩擦力的大小。那么你如何判斷哪雙鞋底的摩擦力最大呢？帶著這個問題引導(dǎo)學(xué)生利用桌子上的器材和自己的文具等進(jìn)行實驗設(shè)計和研究。在實際教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生設(shè)計的方案大多考慮的是如何用砝碼、筆、紙張、橡皮等塞在鞋里以滿足“壓力相等”這一條件，所以在學(xué)生完成實驗方案后，筆者繼續(xù)提問：“如果沒有控制壓力相等，能不能得到實驗結(jié)論？如果沒有其他的輔助物體增重來控制壓力相等，有沒有更好的辦法？”由于學(xué)生有前面的實驗探究經(jīng)驗，因此在此問題的引導(dǎo)下很快就能得出“交換疊加”的方法。這樣的“問題引導(dǎo)+實驗探究”課堂活動，既可以培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力和創(chuàng)新思維，又可以使學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)一步得到提升。

四、實驗教學(xué)內(nèi)容生活化

在物理課堂教學(xué)中，很多教學(xué)內(nèi)容都與我們的日常生活緊密相連，因此教師要充分發(fā)掘日常生活資源，并將這些物品融入課堂教學(xué)中。如此不僅能夠讓學(xué)生盡快融入課堂教學(xué)，還能加強(qiáng)學(xué)生的感知，使學(xué)生在情景中學(xué)習(xí)，在生活中運用知識，進(jìn)而打造高效課堂。

例如在探究“物體的浮沉條件”時，教師準(zhǔn)備了魚缸、牙膏皮、錫箔紙、氣球、橙子、小西紅柿、土豆、鹽等生活用品，并設(shè)計了如下探究環(huán)節(jié)：首先演示將小西紅柿和大橙子同時浸沒在水中后松手，然后觀察小西紅柿和大橙子誰會沉入水底？實驗后學(xué)生發(fā)現(xiàn)“重的物體不一定下沉，輕的物體不一定上浮”。繼而學(xué)生懷疑“是因為大橙子體積大浮力大的原因嗎？”在學(xué)生急切的期待下教師再把一個比橙子體積大的土豆放入水中，發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象與體積也沒有關(guān)系。這時學(xué)生就非常好奇物體的浮沉與什么有關(guān)呢？然后教師引導(dǎo)學(xué)生從受力等方面經(jīng)分析得出物體的浮沉條件，隨后再順勢引導(dǎo)學(xué)生分組實驗：利用桌子上的現(xiàn)有器材改變小西紅柿的沉底狀態(tài)、橙子的漂浮狀態(tài)，繼而引出輪船的工作原理。這種實驗安排不僅可使學(xué)生樂學(xué)善學(xué)，更能激起學(xué)生積極思考主動探究的欲望，同時還能促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

五、作業(yè)布置實驗生活化

初中物理實驗生活化不能僅局限于課堂教學(xué)，還要從課堂走向生活。即結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，以生活化實驗為作業(yè)的主要形式，如此既可激發(fā)學(xué)生的興趣，提高其實踐能力，又可發(fā)揮育人優(yōu)勢。學(xué)生作業(yè)中的生活化實驗設(shè)計可分以下三種形式：

（一）基于教材的生活化作業(yè)

如學(xué)完“大氣壓強(qiáng)”后，教師可留如下家庭作業(yè)：自制氣壓計，并通過上下樓，判斷大氣壓強(qiáng)的變化。學(xué)生利用玻璃瓶、玻璃（下轉(zhuǎn)第51頁）（上接第46頁）管、紅色圓珠筆芯兒、橡膠塞自制了氣壓計，然后在乘坐電梯爬樓過程中觀察氣壓計的變化，由此可判斷出大氣壓強(qiáng)隨海拔高度的升高而降低。

（二）實驗器材的“模仿”類生活化作業(yè)

對于課堂教學(xué)中使用的容易制作的實驗器材，在作業(yè)設(shè)計中教師可引導(dǎo)學(xué)生自制，并加以應(yīng)用，如此可培養(yǎng)其動手動腦的能力和創(chuàng)新能力，并加深其對相關(guān)知識的理解。如自制投影儀、自制彈簧測力計、自制天平、自制驗電器等。學(xué)生經(jīng)親手制作和應(yīng)用獲得的知識更加深刻，理解也更加透徹，有時學(xué)生在制作過程中還會發(fā)現(xiàn)一些新問題，然后針對新問題進(jìn)行探究，可獲得課堂知識之外的收獲，如此可使學(xué)生終生受益。

（三）探究性生活化實驗作業(yè)

對于拓展性知識及預(yù)習(xí)內(nèi)容，在作業(yè)設(shè)計中，教師可引導(dǎo)學(xué)生基于觀察提出問題，并做出猜想與假設(shè)，然后利用生活物品設(shè)計并進(jìn)行實驗，最終基于實驗數(shù)據(jù)或現(xiàn)象得出結(jié)論并做出解釋。如此可使學(xué)生在探究過程中學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣，并逐漸學(xué)會學(xué)習(xí)。如在運動會上，教師可引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)跳遠(yuǎn)距離的差距，并提出問題：“跳遠(yuǎn)距離與哪些因素有關(guān)？”學(xué)生猜想可能跟起跳角度、起跳速度有關(guān)，然后讓學(xué)生利用生活中的物品彈弓+石子設(shè)計實驗，最終經(jīng)探究可得出結(jié)論。

作為物理教師，要善于以生活為導(dǎo)向，緊密聯(lián)系現(xiàn)實生活，引導(dǎo)學(xué)生用敏銳的眼光發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象，并用身邊的物品開展實驗、探究規(guī)律、強(qiáng)化物理觀念、訓(xùn)練科學(xué)思維，如此既可培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，使其形成良好的科學(xué)態(tài)度及責(zé)任，又可實現(xiàn)知行合一、學(xué)以致用的物理新課程理念。

本文系河北省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2021年度雙減專項課題“‘雙減’視域下初中物理實驗生活化的策略研究”（課題編號：2104037）研究成果。