初中物理小實驗的改進(jìn)及創(chuàng)新研究

王詩靜

【摘要】物理屬于初中學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的一門重點學(xué)科，涉及較多模糊、抽象的知識點，致使學(xué)習(xí)難度較大，常需要用到一些小實驗配合理論知識的講授，對部分特殊知識點進(jìn)行演示與驗證，幫助學(xué)生消除心中疑惑.在新時期教育背景下，初中物理教師需對原有小實驗加以改進(jìn)和創(chuàng)新，使之更加符合學(xué)生的實際學(xué)習(xí)需求，讓他們更加全面地理解與認(rèn)知物理理論知識.本文以初中物理小實驗如何改進(jìn)及創(chuàng)新為研究對象，同時羅列部分個人建議.

【關(guān)鍵詞】初中物理；小實驗；實驗教學(xué)

小實驗顧名思義指的是微型實驗，與常規(guī)大型實驗相比裝置簡單、易于操作、現(xiàn)象明顯，且耗費時間較短，能夠很快完成.在初中物理教學(xué)中，實驗本身就屬于一項重要構(gòu)成部分，不僅是常規(guī)教學(xué)手段，還是學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的重要途徑之一，也是培養(yǎng)他們動手能力與求知能力的關(guān)鍵所在.小實驗?zāi)芨玫剌o助理論知識的呈現(xiàn)或者驗證，教師應(yīng)對之前固有的小實驗進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)及創(chuàng)新，為學(xué)生打造一個良好的物理學(xué)習(xí)環(huán)境，全力提高他們的學(xué)習(xí)效率.

1 利用創(chuàng)新小實驗導(dǎo)課，激起學(xué)生學(xué)習(xí)熱情

在以往的初中物理課堂教學(xué)中，大部分教師習(xí)慣用口頭描述的方式引出新課內(nèi)容，很難激起為生學(xué)習(xí)新知識的熱情與積極性，使其難以產(chǎn)生樂學(xué)的態(tài)度，自然無法取得不錯的教學(xué)效果.對此，初中物理教師可利用創(chuàng)新小實驗的方式導(dǎo)入新課，根據(jù)所授內(nèi)容精心設(shè)計與之有關(guān)的物理小實驗，利用實驗現(xiàn)象快速吸引學(xué)生的眼球與注意力，激起他們的學(xué)習(xí)熱情與求知渴望，使其進(jìn)入到樂學(xué)、想學(xué)、愛學(xué)的狀態(tài)［1］.

例如 在進(jìn)行“氣體的壓強”教學(xué)時，以往教師都習(xí)慣采用“覆杯實驗”或者“馬德堡半球?qū)嶒炓曨l”導(dǎo)入新課.為更好提高實驗的激發(fā)作用，可對這兩項傳統(tǒng)實驗進(jìn)行改進(jìn)及創(chuàng)新.事先準(zhǔn)備好以下材料：兩根繩子、兩個掛環(huán)、一個不銹鋼盆、一塊透明玻璃板，以及濕毛巾、火柴、噴壺和酒精等.課堂上，教師演示如下小實驗：先往不銹鋼盆中噴入適量的酒精后用火柴點燃，然后扣在玻璃板上.使用濕毛巾降溫后，請四位學(xué)生用嘗試把不銹鋼盆和玻璃板分開.通過學(xué)生親自實踐，感受到大氣壓的存在，激發(fā)他們的探索與求知欲望.接著，教師講述：不銹鋼盆與玻璃板很難分開是因為大氣壓強的作用，大家想不想探索大氣壓的秘密？以此吸引起學(xué)生的注意力，激起他們的學(xué)習(xí)熱情，使其迅速進(jìn)入到新課學(xué)習(xí)中.

2 改進(jìn)趣味物理小實驗，增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

初中學(xué)生年齡普遍偏小，心理不夠成熟，仍然喜歡一些新穎、有趣的事物，無論是在生活中、還是學(xué)習(xí)中均是如此，他們對趣味性學(xué)習(xí)方式更是情有獨鐘.具體到初中物理課堂教學(xué)中來說，教師面臨著同樣問題.為此，教師可結(jié)合初中學(xué)生的年齡特征、心理特點、思維水平與認(rèn)知能力等因素對傳統(tǒng)實驗進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新，根據(jù)實際教學(xué)需求引入趣味性小實驗，轉(zhuǎn)變知識呈現(xiàn)形式，增強他們學(xué)習(xí)物理知識的興趣，使其在趣味小實驗助力下學(xué)習(xí)興致更高.

例如 在開展“物質(zhì)的密度”教學(xué)時，教師可演示一個有趣的“火山噴發(fā)”實驗，準(zhǔn)備好裝有水的錐形瓶、不同顏色的墨水、裝有常溫水的大燒杯、自制瓶塞，具體操作步驟如下：（1）對錐形瓶中的水進(jìn)行加熱；（2）把紅色墨水滴入到錐形瓶中；（3）用自制的瓶塞將錐形瓶密封住；（4）將密封好的錐形瓶放入大燒杯中；（5）在水下把瓶塞打開.可以看到錐形瓶中的水會不斷涌出，而且在水的上層聚集，就像海底火山噴發(fā)情形一樣.借機(jī)詢問：大家知道為什么錐形瓶中的熱水會像火山噴發(fā)一樣沖出瓶口？學(xué)生簡單思考后發(fā)現(xiàn)僅靠原有知識無法解釋，增強他們學(xué)習(xí)新知識的興趣.接著，教師講述實驗原理：作為“火山”的錐形瓶里面裝的是熱水，大燒杯中裝的是常溫水，而熱水溫度高，分子之間運動的更加劇烈，密度更小，當(dāng)打開瓶塞以后密度更小的熱水就會上涌，出現(xiàn)所謂的“火山噴發(fā)”現(xiàn)象.引發(fā)學(xué)生想要學(xué)習(xí)密度知識的渴望，讓他們積極探索未知知識.

3 創(chuàng)新生活物理小實驗，推動學(xué)生深入探究

眼下，在初中物理教學(xué)中面臨著實驗器材不足的局面，多名學(xué)生共用一套實驗設(shè)備，很難滿足實際學(xué)習(xí)需求，面對這一不利情況，教師應(yīng)給予重點關(guān)注，對實驗內(nèi)容進(jìn)行生活化改進(jìn)后加以創(chuàng)新，使其都擁有參與實驗的機(jī)會，訓(xùn)練他們的動手能力.因此，初中物理教師在日常教學(xué)中需把握好所授內(nèi)容同實際生活之間的結(jié)合點，利用生活中常見的器材或者現(xiàn)象創(chuàng)新物理小實驗，促使學(xué)生感受到物理知識的真實性，推動他們深入探究物理科學(xué)的奧秘［2］.

例如 在“平面鏡”教學(xué)實踐中，當(dāng)學(xué)習(xí)完“平面鏡成像”這一部分內(nèi)容以后，教師發(fā)現(xiàn)部分同學(xué)對物體在平面鏡中成的虛像還能夠在另外一塊平面鏡中繼續(xù)成像難以理解，據(jù)此引出新的學(xué)習(xí)內(nèi)容——“平面鏡成像的特點”，設(shè)計一個“觀察自己后腦勺”的生活化實驗，要求學(xué)生準(zhǔn)備好生活化器材——大小平面鏡各一面，具體操作如下：先面對大平面鏡站在它的前面，再拿出小平面小鏡斜對著后腦勺放在腦袋后面，然后觀察大平面鏡且調(diào)整小平面鏡的角度，當(dāng)位置合適時，就可以在大平面鏡中的小平面鏡里面看到自己的后腦勺.接著，教師根據(jù)實驗設(shè)計問題：你們能畫出自己看到后腦勺的光路圖嗎？引發(fā)學(xué)生深入思考、討論，交流自己看到后腦勺時的感受，自己直接看不見自己的后腦勺，通過一個平面鏡也看不到，通過兩個面鏡子卻能清晰地看到，便覺得新奇、有趣，使其在快樂中學(xué)習(xí)物理知識，悟出實驗中的光路，提升他們理論知識聯(lián)系實際生活的能力.

4 改進(jìn)化繁為簡小實驗，降低學(xué)生理解難度

在之前的初中物理教學(xué)過程中，部分教師為改進(jìn)與創(chuàng)新小實驗，花費大量時間與精力制作出精密度較高的實驗儀器，雖然實驗整體不錯，不過物理原理卻變得更為復(fù)雜，學(xué)生理解起來反而難度更大，導(dǎo)致他們的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)增大，這同實驗教學(xué)的初衷明顯相悖.這就要求初中物理教師在具體的教學(xué)實踐中應(yīng)該對一些實驗進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，達(dá)到化繁為簡的效果，降低實驗操作難度與復(fù)雜程度，快速、簡便地完成實驗操作，降低學(xué)生對知識的理解難度［3］.

例如 在“光的折射”教學(xué)中，學(xué)生可以結(jié)合實驗室中提供的一些器材探究光在空氣與水這兩種介質(zhì)中的傳播情況，但是也僅局限于此，為探究光在空氣同其他介質(zhì)中進(jìn)行傳播時，是否也滿足光的折射規(guī)律，可增加新的實驗，實現(xiàn)對物理小實驗的創(chuàng)新教學(xué).教師可準(zhǔn)備好塑料圓筒、鐵架臺、激光筆、角度盤、半圓形透明玻璃磚等實驗器材，把激光筆套裝到側(cè)面具有強磁鐵的塑料圓筒上，讓磁石吸附到角度盤上，并在塑料圓筒的一端橫向放置一段透明的玻璃管，能夠讓激光筆以不貼近刻度盤時同樣清晰展現(xiàn)出光路情況.這樣的實驗操作起來比較方便與簡單，十分適合剛剛接觸物理學(xué)習(xí)的八年級學(xué)生，他們求知欲望強烈、思維活躍，有著較強的操作興趣，還處于形象思維向抽象思維轉(zhuǎn)變的特殊時期，使其結(jié)合身邊的現(xiàn)象與事物改進(jìn)小實驗，增強教學(xué)內(nèi)容的直觀性，促進(jìn)學(xué)生對光的折射的全面認(rèn)識，助推他們更好的理解與應(yīng)用這些知識.

5 創(chuàng)新虛擬物理小實驗，輔助學(xué)生順暢學(xué)習(xí)

在現(xiàn)代教育模式下，以信息技術(shù)手段為依托的線上教學(xué)比較流行，與線下教學(xué)一起組成混合式教學(xué)模式，帶給學(xué)生更為新穎的學(xué)習(xí)體驗和感受，使其在學(xué)習(xí)中收獲更多快樂，且有助于他們對一些疑難障礙的突破.在初中物理教學(xué)中引入小實驗時，有的實驗難以操作，或者具有一定危險性，或者現(xiàn)象微觀，這些實驗演示起來難度較大，教師可借助現(xiàn)代教育技術(shù)的優(yōu)勢通過虛擬技術(shù)創(chuàng)新實驗，讓學(xué)生獲得生動、宏觀的感知，輔助他們順暢學(xué)習(xí)物理.

例如 在教學(xué)“走進(jìn)分子世界”的內(nèi)容時，先通過短視頻展示宇宙星空，特別是太陽系運行情況，詢問：宇宙由物質(zhì)構(gòu)成，那么物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎樣的？學(xué)生經(jīng)過思考以后發(fā)現(xiàn)僅依靠肉眼觀察難以看清物質(zhì)內(nèi)部的微小結(jié)構(gòu)，借機(jī)引出模型法，啟發(fā)他們依據(jù)看到的現(xiàn)象提出結(jié)構(gòu)模型猜想，再收集證據(jù)證實猜想，最終弄清物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu).接著，教師操作小實驗：用炭筆寫字，把高錳酸鉀投入水中，將水與酒精混合，同步借助信息技術(shù)手段改進(jìn)實驗，播放以下宏觀畫面：炭筆筆跡由很多不連續(xù)的碳粒組成，高錳酸鉀顆粒在水中運動使水變紅，水與酒精之間空隙致使總體積變小.引出問題：大家認(rèn)為哪種模型可以解釋上述問題？學(xué)生觀察與討論后指出第二個模型，他們發(fā)現(xiàn)物質(zhì)是由微粒組成的，微粒之間存在間隙，使其了解分子的定義與特點.這樣教師利用信息技術(shù)創(chuàng)新物理小實驗，將微觀現(xiàn)象變得宏觀化，輔助學(xué)生順暢學(xué)習(xí)分子相關(guān)知識.

6 創(chuàng)新課外物理小實驗，拓展學(xué)生學(xué)習(xí)空間

針對初中物理教學(xué)來說，為通過小實驗的改進(jìn)及創(chuàng)新提升整體教學(xué)質(zhì)量，教師不能僅在課內(nèi)環(huán)節(jié)改進(jìn)與創(chuàng)新小實驗，還要適當(dāng)延伸教學(xué)范圍，指導(dǎo)學(xué)生利用課余時間改進(jìn)與創(chuàng)新實驗，豐富課外學(xué)習(xí)資源及內(nèi)容，拓展他們的科學(xué)探究空間，使其學(xué)習(xí)視野變得更開闊.為此，初中物理教師應(yīng)以完成課內(nèi)教學(xué)任務(wù)為前提，大力倡導(dǎo)學(xué)生在家庭和戶外創(chuàng)新物理小實驗，進(jìn)一步培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力、創(chuàng)造意識與實驗操作能力，使其深層次理解物理原理.

例如 在實施“物質(zhì)的物理屬性”教學(xué)時，當(dāng)學(xué)習(xí)完“導(dǎo)電性”這部分內(nèi)容后，教師可安排“用驗電器判斷導(dǎo)體與絕緣體”的小實驗，讓學(xué)生在課下繼續(xù)研究物質(zhì)的導(dǎo)電性，鼓勵他們自制驗電器.如：學(xué)生可將絲綢摩擦過的有機(jī)玻璃棒或者用毛皮摩擦過的橡膠棒同驗電器接觸，讓驗電器帶電，金箔張開一定的角度，再用手接觸一下驗電器上面的小球，金箔馬上合攏，這表明手觸碰小球以后，驗電器上面的電荷通過手與人體傳給大地，證明人體是導(dǎo)體.之后，學(xué)生繼續(xù)采用上述方法讓驗電器重新帶電，手拿鐵絲、銅絲等金屬絲等物品與帶電驗電器的小球接觸，能夠看到金箔合攏，說明驗電器上的電荷通過金屬絲與人體傳到大地，金屬絲為導(dǎo)體；當(dāng)手拿陶瓷、玻璃、松香等物品同帶電驗電器小球進(jìn)行接觸時，金箔仍然張開不會合攏，說明驗電器上的電荷不會通過這些物品傳到大地上，則是絕緣體.由此拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)范圍，使其擁有更多動手操作實驗的機(jī)會，提升他們的學(xué)習(xí)效果.

此外，在新課改背景下，教學(xué)主體已經(jīng)由之前的教師轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的學(xué)生，在初中物理教學(xué)中，為對小實驗進(jìn)行更好的改進(jìn)及創(chuàng)新，不能僅教師對實驗進(jìn)行演示與操作，還要為學(xué)生提供更多自主改進(jìn)與創(chuàng)新物理小實驗的機(jī)會，使其思維得以發(fā)散，增進(jìn)他們對物理知識的理解與認(rèn)知.初中物理教師在平時教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)鼓勵學(xué)生敢于自主改進(jìn)物理小實驗，使其極力展現(xiàn)出個人能力與優(yōu)勢，以此豐富物理知識的學(xué)習(xí)方式與渠道，努力培養(yǎng)他們的動手能力與創(chuàng)新能力.

7 結(jié)語

總而言之，在現(xiàn)代化教育觀視角下的初中物理教學(xué)活動中，教師應(yīng)充分意識到小實驗的作用和價值，極力發(fā)揮出小實驗“小、快、靈”的特征，結(jié)合初中物理知識特征及學(xué)生身心特點和發(fā)展規(guī)律科學(xué)改進(jìn)及創(chuàng)新小實驗，靈活利用趣味、生活、簡單、虛擬與課外小實驗輔助物理教學(xué)的順利推進(jìn)，為物理課堂注入更多生機(jī)與活力，為理論知識的講授提供更多支持和助力，帶領(lǐng)學(xué)生在小實驗輔助下深層次理解與認(rèn)知物理原理，使其切實感受到物理學(xué)習(xí)的樂趣，有助于學(xué)生物理知識體系的建立與完善，最終提高他們的物理知識水平與學(xué)習(xí)能力.

參考文獻(xiàn)：

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