運用物理實驗教學，提升學生物理學習力

林琳

【摘要】文章基于物理核心素養(yǎng)視域，探討在初中物理教學中發(fā)揮物理實驗的操作性、綜合性與實踐性特點，提升初中生物理學習動力、毅力與能力的教學策略，意在通過對初中生物理學習力的針對性培養(yǎng)，進一步完善初中物理實驗教學的結構與模式，更好地助推初中生物理核心素養(yǎng)的提升。

【關鍵詞】初中物理；物理實驗；實驗教學；物理學習力

學習力是人學習動力、毅力與能力的集中體現(xiàn)。在初中物理教學中，學生的物理學習力主要表現(xiàn)在是否具備高漲的物理學習熱情、堅韌不拔的物理學習毅力、舉一反三的物理學習能力等方面。就當前初中生的物理學習總體情況來看，多數(shù)學生均存在學習動力不足或?qū)W習毅力不堅韌的問題。在核心素養(yǎng)導向下的初中物理教學實踐中，為切實改善學生學習低效化、表面化的現(xiàn)狀，筆者以物理實驗教學為突破口，探討提升初中生物理學習力的有效策略。

一、借助趣味物理實驗現(xiàn)象，激發(fā)學生物理學習興趣

學習動力，是學生提高自身物理學習力，實現(xiàn)由淺層學習向深度學習過渡的前提條件［1］。在初中物理實驗教學中，為提升學生的物理學習動力，教師可以以激發(fā)學生的物理學習興趣、調(diào)動學生對未知世界的好奇心與求知欲為出發(fā)點，將更多趣味性元素引入具體的實驗操作過程中，以引人入勝、耐人尋味的實驗現(xiàn)象激發(fā)學生主動探究科學奧秘和科學原理的欲望與熱情，以此讓學生的物理學習動力得到持續(xù)增長，進而實現(xiàn)從被動接受到主動探究的自然轉(zhuǎn)化。

例如，在教學人教版初中物理教材八年級上冊“汽化和液化”一課時，為引導學生認識“沸騰”“沸點”等物理概念，教師可為學生演示“紙鍋燒水”這一趣味物理實驗，以實驗中“水沸騰，但紙鍋不燃燒”的神奇物理現(xiàn)象引發(fā)學生思維層面上的“波瀾”，激發(fā)學生探究個中奧秘與原理的興趣。

首先，教師可播放“用金屬鍋燒水，使鍋中水沸騰”的視頻，以學生熟悉的生活場景吸引學生的目光，調(diào)動學生的感官。之后，教師可從上述生活情境中抽象出啟發(fā)性教學問題，如“如何從物理學的角度規(guī)范描述‘水開了這一生活現(xiàn)象？‘水開了有怎樣的特點？如果在‘水開了之后，持續(xù)加熱鍋中的水，水的溫度會持續(xù)升高嗎？”教師以問題活化學生的思維，引導學生從已有生活經(jīng)驗與原有認知出發(fā)，用更為規(guī)范的語言描述水沸騰的特點，使其初步感知到“沸騰”是液體內(nèi)部與表面同時發(fā)生的劇烈汽化現(xiàn)象，并對水沸騰時的溫度以及水沸騰后溫度的變化情況產(chǎn)生求知欲。屆時，教師便可順勢向?qū)W生滲透沸點的概念，使學生認識到，在標準大氣壓下，水的沸點為100℃。

其次，教師可親自為學生演示用紙鍋燒水的物理實驗。第一，取一張光滑的牛皮紙，將其折疊成一個方形的紙盒，用曲別針或訂書釘固定住，確保裝水時水不會漏出；第二，將少量染色的清水傾倒在紙鍋內(nèi)；第三，用支架固定紙鍋，將點燃的酒精燈置于紙鍋之下，進行加熱，直至紙鍋中的水沸騰，引導學生根據(jù)沸騰的物理概念描述紙鍋中水的狀態(tài)與特征。由此，學生便會發(fā)現(xiàn)，紙鍋中的水“開了”，但由紙做成的鍋卻并未燃燒，從而充分活躍思維，萌生出“為什么紙鍋不會燃燒？紙的著火點是多少？水沸騰后的溫度難道不會上升嗎？水的沸騰是吸熱現(xiàn)象還是放熱現(xiàn)象？”等問題。

最后，教師可引導學生閱讀教材中與液體沸騰有關的文字描述。一方面，進一步提升學生物理學習的專注度，讓學生通過閱讀教材上嚴謹?shù)恼Z言文字表述，對液體沸騰的概念建構起更為規(guī)范與完善的整體認知；另一方面，讓學生在尋找與挖掘問題答案的過程中，鍛煉和強化觀察能力、理解記憶能力以及判斷分析能力，提升物理學習力［2］。

二、發(fā)揮小組合作學習優(yōu)勢，提升學生物理學習毅力

學生的物理學習毅力，泛指學生具有的能夠積極應對物理學習問題與障礙的穩(wěn)定情緒，能夠主動調(diào)適自身物理學習方法與思路的學習意志以及能夠克服不良學習心態(tài)，進而樹立和培養(yǎng)為自身發(fā)展而學目標的終身學習意識和習慣［3］。但由于初中生正值情緒波動大、自我意識高漲的青春期，這就使得學生在實際的物理學習過程中，往往會受到自身成長發(fā)育特點的影響而產(chǎn)生負面學習情緒，進而對其學習毅力的穩(wěn)定性、持久性造成不良影響。

基于這一認識，教師利用物理實驗教學培養(yǎng)學生的物理學習毅力時，便可發(fā)揮小組合作學習模式的團結互助優(yōu)勢，引導學生以合作學習的形式開展物理實驗操作活動，讓學生在合作設計物理實驗方案、協(xié)作解決物理實驗問題的過程中獲得豐富而深刻的物理學習體驗感；在共同解決一個又一個問題與障礙的過程中體會到成功的喜悅，獲得學習自信心的增強，進而養(yǎng)成堅毅的學習品質(zhì)與獨立自主的學習習慣。

例如，在人教版初中物理教材八年級上冊“凸透鏡成像的規(guī)律”一課中，教師在組織學生圍繞課題“探究凸透鏡成像的規(guī)律”展開探究性物理實驗活動時，便可科學組建物理實驗小組，并通過搭建教學支架的方式，促使學生開展合作探究學習。

第一，實驗預設前期。教師可設計指向?qū)W情分析的學習任務單（表1），讓學生自主完成。

在學生自主完成上述學習任務單后，教師就可從任務完成度、作答正確度與說明規(guī)范度等幾個方面對學生的表現(xiàn)進行評價與評分，并按照分數(shù)由高至低的順序?qū)W生劃分為甲、乙、丙三個層次，以甲∶乙∶丙=2∶3∶2的比例組建物理實驗小組，組織學生以小組合作的形式開展本次實驗活動。這樣，一方面，學生能夠通過自主完成學習任務單，感知到物理光學知識之間的邏輯關聯(lián)，實現(xiàn)溫故知新［4］；另一方面，可保證物理實驗小組劃分的合理性、科學性與動態(tài)性。

第二，實驗開展中期。教師可圍繞“探究凸透鏡成像的規(guī)律”這一主題，設置核心教學問題“照相機、投影儀與放大鏡均是用凸透鏡成像的，但三者成像的特點各不相同。你們能否對凸透鏡成像的規(guī)律提出基于事實與科學證據(jù)的假設猜想，并設計與之相對應的物理實驗方案驗證猜想呢？”學生在小組內(nèi)圍繞實驗課題展開探討與交流，在小組成員的互幫互助下完成物理實驗方案（表2）的設計和物理實驗活動的開展，有助于養(yǎng)成堅韌的學習意志與學習毅力。

第三，實驗總結終期。教師可在各組學生根據(jù)自主擬定的物理實驗方案完成本次物理實驗活動后，組織學生開展一次物理實驗結論研討會，向?qū)W生提出與本次實驗結論分析、物理規(guī)律歸納有關的教學問題，引導學生以組內(nèi)交流、組間探討的方式展開分析與論證。比如，在什么情況下，凸透鏡成實像？在什么情況下，凸透鏡成虛像？在怎樣的條件下，凸透鏡成縮小的實像與放大的虛像？是否存在縮小虛像或放大實像的情況？

由此一來，學生在問題的驅(qū)動下自主開展物理實驗探究，不僅能夠總結歸納出本次物理實驗的結論，得到物理學習毅力的鍛煉強化，而且在與小組成員共同處理和解決物理實驗中遇到的種種問題的過程中，也會切身認識與感知到自身在物理學習中的主體作用，進而樹立起為自我發(fā)展而學的物理學習目標與科學探究意志，提高物理學習效率與物理核心素養(yǎng)。

三、深挖生活教育理念本質(zhì)，提高學生物理學習能力

在核心素養(yǎng)視域下，初中生所需具備的物理學習能力主要體現(xiàn)在“學以致用”與“推陳出新”兩個維度上［5］。在實際開展初中物理實驗教學時，教師可聚焦物理學科源于生活、服務于生活的本質(zhì)內(nèi)涵，積極融合陶行知生活教育理念，將與現(xiàn)實生活息息相關的元素、資源與工具融入實驗操作過程中，為學生提供更多動手動腦的機會，讓學生通過開展物理實驗活動，形成善于、好于、樂于從物理學的角度上思考和觀察現(xiàn)實世界的創(chuàng)新應用意識。

例如，教學人教版初中物理教材八年級下冊“壓強”一課時，教師便可從生活與物理的角度組織學生開展“探究影響壓力作用效果因素”的物理實驗活動。

首先，教師可用圖釘與軟木塞這兩個常見的生活物品為學生做物理演示實驗，以實驗中“圖釘尖端能夠輕易插入軟木塞；圖釘末端難以嵌入軟木塞”的現(xiàn)象啟迪學生的思維，誘導學生對影響壓力作用效果的因素提出“壓力的作用效果或許與物體的受力面積有關”的假設。

其次，在學生對壓力的作用效果提出假設后，教師便可引導學生將背帶寬度各不相同的書包作為主要實驗材料，圍繞假設展開體驗式的物理實驗活動。一是用刻度尺等測量長度的工具，測量小組組員書包背帶的長度與寬度，根據(jù)書包背帶的形狀，應用相似圖形的面積計算公式，計算書包背帶在人背部上的受力面積，并按照受力面積由大到小的順序，依次為書包進行編號；二是將語、數(shù)、英、數(shù)、理、化等課本依次放入背帶寬度各不相同的書包內(nèi)，小組組員輪流背上書包，記錄不同編號書包對自己肩背部的壓力作用效果；三是統(tǒng)合小組的體驗情況與實驗數(shù)據(jù)，判斷哪一種書包對自身的壓力作用效果更強烈；四是總結歸納實驗活動經(jīng)驗，得出影響壓力作用效果因素的實驗結論。在這一過程中，學生能夠通過背上重量相等、背帶寬度各不相同的書包，更為深刻與切實地感知到物體受力面積大小對壓力作用效果的直接影響，即在壓力相等的情況下，受力面積越小，壓力作用效果越強；受力面積越大，壓力作用效果越弱。

最后，教師可鼓勵學生結合從本次體驗式物理實驗活動中得知的結論與原理，設計更符合中學生需求的背包，讓學生在運用物理知識解決現(xiàn)實生活問題、設計創(chuàng)意發(fā)明的過程中，對物理學科的實用價值構建起更為直觀深刻的認知，進而實現(xiàn)對物理知識及其經(jīng)驗方法的學以致用與創(chuàng)新應用。

結語

總而言之，實驗是初中物理課程中必不可少的關鍵教學組成部分，具有綜合性突出、實踐操作性強的特點。在學科核心素養(yǎng)視域下的初中物理教學實踐中，教師可立足物理實驗教學的特點與優(yōu)勢，對初中生的物理學習力進行針對性的培養(yǎng)與訓練，讓學生在學物理知識、做物理實驗的過程中，實現(xiàn)物理學習品質(zhì)的穩(wěn)定進階與物理核心素養(yǎng)的穩(wěn)步提升。

【參考文獻】

［1］李雪華.初中物理教學中開展實驗教學的策略探究［J］.數(shù)理化解題研究，2022（35）：95-97.

［2］童玉花.趣味物理實驗在中學物理教學中的運用［J］.數(shù)理天地（初中版），2022（24）：82-84.

［3］王瑞剛.初中物理隨手取材實驗的實踐分析［J］.廣西物理，2022，43（4）：85-87.

［4］徐海東.在初中物理實驗中融入科技制作的教學實踐：以初中光學實驗部分為例［J］.廣西物理，2022，43（4）：85-87.

［5］朱盛.初中物理實驗教學中學生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)［J］.數(shù)理天地（初中版），2022（22）：95-97.