發(fā)揮“小實驗”多元功能，促進學生有效學習

朱春云

［摘 要］物理“小實驗”具有材料選擇便捷、可操作性強、安全性高、可開發(fā)性強等特質(zhì)。物理“小實驗”不僅能促進學生主動思考、探究，還能培養(yǎng)學生的實驗技能，提升學生的學習力。在初中物理教學中，教師要充分設(shè)計物理“小實驗”，充分發(fā)揮物理“小實驗”的多元功能，用物理“小實驗”來激趣、啟思、引探、創(chuàng)新。

［關(guān)鍵詞］小實驗；激趣；啟思；引探；創(chuàng)新

［中圖分類號］? ? G633.7? ? ? ? ［文獻標識碼］? ? A? ? ? ? ［文章編號］? ? 1674-6058（2024）05-0044-03

實驗是進行物理探究的重要方式。學生的物理學習不僅需要理論思考、演繹推理，還需要實驗歸納。物理“小實驗”（即微型實驗）是學生能自主完成的一類趣味性實驗，它是學生物理學習的重要方式。物理“小實驗”具有材料選擇便捷、可操作性強、安全性高、可開發(fā)性強等特征。在初中物理教學中，教師要充分發(fā)揮物理“小實驗”的多元功能，以激發(fā)學生的學習興趣，調(diào)動學生的學習積極性，促進學生深度理解、探究物理知識，把握物理知識的本質(zhì)。教師要應(yīng)用好物理“小實驗”，讓物理“小實驗”成為學生物理學習的重要載體，成為推動學生物理學習的重要引擎。

一、用物理“小實驗”激趣

“小實驗”的用時比較少，操作比較便捷，因而能激發(fā)學生思考物理問題、探究物理規(guī)律的興趣，讓學生積極主動地投入物理學習之中。教師要充分發(fā)揮物理“小實驗”的激趣功能。在初中物理教學中，學生常常會因物理知識抽象而喪失學習信心。為此，教師可以適時引入物理“小實驗”，以調(diào)節(jié)課堂氣氛，激發(fā)學生對物理知識的好奇心和學習興趣，讓學生對物理現(xiàn)象產(chǎn)生驚奇感。

在初中物理教學中，筆者經(jīng)常會設(shè)計“小實驗”，以引發(fā)學生的認知沖突，讓學生的已學物理知識與物理新知識產(chǎn)生矛盾，進而讓學生產(chǎn)生學習物理知識的興趣。

比如在教學蘇科版物理八年級下冊“大氣壓強”這一課時，筆者就設(shè)計了“瓶子吞蛋”的小實驗。

首先，筆者將廣口瓶放置在桌面上，然后將煮熟后去殼的雞蛋舉起來，故作神秘地發(fā)問：“將這一個雞蛋放置到瓶口，會發(fā)生什么現(xiàn)象呢？”此時學生都期待著實驗現(xiàn)象的發(fā)生。然而，一段時間后，什么現(xiàn)象也沒有發(fā)生。接著，筆者將廣口瓶放置在熱水中，學生發(fā)現(xiàn)還是沒有什么現(xiàn)象發(fā)生。就在學生產(chǎn)生“打退堂鼓”的心理時，筆者把那個加熱后的廣口瓶突然放置在冷水中，學生驚奇地發(fā)現(xiàn)，雞蛋仿佛受到一股“魔力”的推動，緩慢地進入瓶子中。而當筆者再次將廣口瓶放置到熱水中時，雞蛋又慢慢地從瓶子中出來了。

這樣的物理“小實驗”激發(fā)了學生的物理學習興趣，學生急于知道雞蛋為什么一開始不能進入瓶子中，而后又能緩慢進入。于是，有的學生開始從實驗的過程展開思考、探究；有的學生對實驗過程中的重點操作進行思考、探究。激趣是物理“小實驗”之于學生的物理學習的第一把 “金鑰匙”，物理“小實驗”有助于學生拓展與深化物理學習。在初中物理教學中，教師不僅要引導學生“看實驗”“聽實驗”，還要引導學生“做實驗”，通過引導學生親身經(jīng)歷、體驗物理探究活動，使學生掌握物理“小實驗”背后的知識本質(zhì)，從而增強學生對物理學科的情感，培育學生對物理學的情感、態(tài)度與價值觀。

二、用物理“小實驗”啟思

開啟學生的物理思維，引發(fā)學生對物理問題的思考，是物理“小實驗”的又一重要功能。當下，部分學生認為物理學習就是依靠機械地、盲目地“刷題”，這是一種學習的誤區(qū)。物理是一門“有意義”的學科，也是一門“有意思”的學科。物理“小實驗”能讓抽象的物理知識形象化、直觀化，能讓難以言傳的物理學意蘊可視化。教師要精心設(shè)計物理“小實驗”，用物理“小實驗”來引發(fā)學生思考，啟迪學生思維，讓學生的物理之思“有序”“有向”“有物”“有理”。

為了讓物理“小實驗”更好地發(fā)揮啟思功能，教師設(shè)計的物理“小實驗”中應(yīng)當包含相應(yīng)的物理規(guī)律，并讓實驗現(xiàn)象啟迪學生的思維，讓學生積極主動地追問、叩問“為什么”。只有引導學生對實驗現(xiàn)象背后的物理原理進行追問，才能啟發(fā)學生的物理思維，催生學生的想象力。從實驗現(xiàn)象追問本質(zhì)是學生學習物理的基本路徑和有效策略。從實驗現(xiàn)象追問物理原理，還有助于培育學生的物理眼光、物理思維，讓學生學會用物理眼光審視生活、用物理思維考量生活。換言之，物理思考有助于讓學生形成物理思維方式、認知方式和實踐方式等。

比如，在教學蘇科版物理九年級上冊“電流的磁場”以及“磁場對電流的作用”這兩節(jié)課之后，筆者設(shè)計了“自制直流電動機模型”這一小實驗。在生活中，學生見到的電動機并不少，但他們常熟視無睹。為此，筆者引導學生自制直流電動機，讓學生深入理解電動機的工作原理，尤其是讓學生認識換向器的功能。下面是“自制直流電動機”小實驗的開展過程。

首先，用橡皮筋將永磁鐵固定在干電池的中間；接著，在干電池的兩端各放置一個別針，讓別針的兩端分別與電池的正負極接觸，并把別針固定在干電池上；然后，用銅漆包線繞十多圈，將線圈的兩邊系緊，并將兩邊銅線拉直；最后，用美工刀將銅漆包線一端的所有絕緣漆刮掉，將另一端伸長部分的絕緣漆刮掉一半，將做成的線圈放在兩個別針的孔中。

這樣的物理“小實驗”能引發(fā)學生的深度思考：線圈的作用是什么？為什么要用漆包線？為什么漆包線的一端要刮掉半圈的絕緣漆？線圈為什么要先啟動？電動機中的換向器有什么作用？等等。這些問題能引導學生對物理知識進行深度探究。

物理“小實驗”不僅僅是讓學生“看實驗”“做實驗”，更是要讓學生“想實驗”。只有借助物理“小實驗”，讓學生“做思融合”“做思共生”，才能推動學生的物理思維能力、認知能力、探究能力、實踐能力等不斷進階。教師要積極打造學生的“小實驗”平臺，給學生創(chuàng)設(shè)開展物理“小實驗”的機會，鼓勵、引導學生開展物理“小實驗”。通過物理“小實驗”，讓學生的物理思維之花盡情綻放。

三、用物理“小實驗”引探

探究是學生物理學習的主要方式。在初中物理教學中，教師可以用一些“小實驗”來做引子，引導學生對相關(guān)物理知識進行深度探究。對學生的物理學習來說，“小實驗”可以是一個范例、一個樣本、一個引子。教師要充分發(fā)揮物理“小實驗”的導學、導思、導探功能，讓學生借助物理“小實驗”進行深度探究。物理“小實驗”是學生開展物理探究的 “金鑰匙”。通過物理“小實驗”，學生能有效解決物理學習中的相關(guān)問題。教師要引導學生在物理“小實驗”中動手操作、動手體驗，從而讓學生對物理知識的本質(zhì)把握得更加到位。

在引導學生開展物理“小實驗”時，教師要有意識地培育學生的觀察能力、思維能力、實踐能力、創(chuàng)新能力等，同時還要積極主動地引導學生將物理“小實驗”的內(nèi)容與自己的生活聯(lián)系起來，在生活中發(fā)現(xiàn)提取物理“小實驗”的方法，在物理“小實驗”中發(fā)現(xiàn)生活的旨趣。

比如，蘇科版物理八年級上冊“液化”這一課的教學重點是讓學生感知、經(jīng)歷氣體液化的過程，讓學生認識到液化是“由氣體到液體”，是一個放熱的過程?；诖耍P者設(shè)計了“人工降雨”這一小實驗。

首先，讓學生在燒杯中倒入適量的水；接著，讓學生給水加熱，待水沸騰時，將一個盤子或者玻璃片斜斜地放置在燒杯上方，引導學生觀察盤子或者玻璃片，學生觀察發(fā)現(xiàn)盤子或玻璃片上有小水滴落下；最后，讓學生用手摸一摸，通過觸摸學生感受到盤子或者玻璃片是熱的，說明盤子或玻璃的溫度升高了。這樣的一個物理“小實驗”，能喚醒、激活學生的生活經(jīng)驗，能引發(fā)學生對液化現(xiàn)象做進一步的思考與探究。如怎樣進行液化？液化有哪幾種方法？每一種方法的優(yōu)缺點是什么？液化和汽化之間是怎樣的關(guān)系？等等。在這里，物理“小實驗”猶如一個導火索，引導學生的物理學習走向深入。

用物理“小實驗”引導探究，就是幫助學生叩開物理探究的大門。用物理“小實驗”引導探究，能拉近學生與物理知識的距離，讓學生更愿意接受物理知識，更愿意探究物理知識。如此，學生就消解了物理學科的神秘感，將物理“小實驗”作為物理學習的一種重要的探究方式、實踐方式。在開展物理“小實驗”的過程中，學生不僅能夠解決相關(guān)問題，還能感受、體驗到物理“小實驗”的意義、價值、作用，從而認識到物理“小實驗”具有創(chuàng)新引導性、啟發(fā)點撥性等諸多特性。

四、用物理“小實驗”創(chuàng)新

創(chuàng)新是物理學科發(fā)展的生命力之所在。一些教師認為，學生的物理學習就是掌握現(xiàn)成知識的過程，這是失之偏頗的。物理學習不僅僅是接納，還是質(zhì)疑、反思、批判，更是創(chuàng)新、創(chuàng)造。對學生來說，一切物理知識的建構(gòu)過程都應(yīng)視作一種創(chuàng)新、創(chuàng)造。為此，教師要給提供學生物理創(chuàng)新、創(chuàng)造的土壤，給學生營造物理創(chuàng)新、創(chuàng)造的氛圍，讓學生置身其間，產(chǎn)生創(chuàng)新、創(chuàng)造的欲望與興趣，讓創(chuàng)新、創(chuàng)造成為學生物理學習的一種習慣。

創(chuàng)新是初中物理教學的靈魂，是初中物理課堂學習充滿活力的不竭動力。教師要引導學生創(chuàng)新、啟迪學生創(chuàng)新。教師要借助物理“小實驗”引導學生將“做物理”與“思物理”結(jié)合起來，讓學生的物理“小實驗”過程成為一種具身認知的過程，充分發(fā)揮學生多種感官的功能，讓學生的多種感官協(xié)同活動，最大限度地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)造能力。比如，在教學蘇科版物理八年級上冊“光的折射”這一課時，筆者讓學生自主設(shè)計“小實驗”。學生在做“小實驗”之前已經(jīng)認識了光的一些知識，如“光在同一均勻介質(zhì)中總是沿著直線傳播”“反射角等于入射角”等。由此，筆者引導學生生發(fā)出這樣的問題：“光從一種均勻介質(zhì)進入另一種均勻介質(zhì)中，會發(fā)生怎樣的情況呢？”由此引導學生自主設(shè)計“光的折射”這一小實驗。學生準備的實驗材料豐富多樣，設(shè)計的實驗也各具特色。這里，筆者以其中一名學生的實驗材料準備和實驗設(shè)計為例進行介紹。該生精心準備了激光筆、燒杯、牛奶、水槽、蚊香等相關(guān)的實驗材料，設(shè)計了如下的物理“小實驗”來探究“光的折射”現(xiàn)象。

學生首先將水倒入水槽中，再在水槽中倒入一些牛奶；接著將點燃的蚊香放置到水槽的上方；然后蓋上水槽的蓋子，用激光筆從空氣斜照向水中，再從水斜照向空氣，這樣就能直觀地看到“光的折射”現(xiàn)象。這一物理“小實驗”是學生自行設(shè)計的，因而凝聚著學生的物理實踐的智慧，是學生對“光的折射”現(xiàn)象的一種創(chuàng)新性的表征、表達。尤其是學生為了看清楚“光的折射”現(xiàn)象，在水中倒入了一些牛奶，想辦法在空氣中注入蚊香的煙氣，從而讓實驗產(chǎn)生可視化的效果。這些都是學生富有創(chuàng)新性、創(chuàng)造性的物理探究實踐，筆者對其給予肯定。這樣的肯定評價，不僅僅是對學生探究實踐的贊賞、肯定，更是讓學生內(nèi)心蓄積物理探究的能量、增強物理學習的信心，讓學生有興趣投身到物理知識的探究中。

用物理實驗催生學生的創(chuàng)新，是物理教學創(chuàng)新的一種重要方式。教師要解放學生的手，解放學生的大腦，解放學生的眼睛、耳朵等，讓學生調(diào)動多種感官投身到物理實驗之中。物理實驗對學生來說并不是一種“外在”的操作，而是一種“內(nèi)在”的探索。物理“小實驗”不僅要揭示物理的知識概念，還要激發(fā)學生的物理學習興趣，讓學生產(chǎn)生持續(xù)進行物理思考、探究、創(chuàng)新的內(nèi)在動力。

物理“小實驗”的材料選擇便捷、可操作性強，它具有趣味性、直觀性、簡易性、安全性等特征。物理“小實驗”是應(yīng)當被重視的教學資源。教師要有效地開發(fā)、設(shè)計物理“小實驗”，最大限度地激發(fā)學生的學習興趣、學習潛質(zhì)，豐富學生的學習感受和體驗，提升學生的綜合實踐能力。物理“小實驗”不僅能促進學生主動思考、探究物理知識，還能培養(yǎng)學生的實驗技能和物理學習能力，開掘?qū)W生的創(chuàng)造能力。物理“小實驗”能讓學生的物理學習自然發(fā)生、深度發(fā)生、持續(xù)發(fā)生！

［? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?］

［1］? 劉通泉.初中物理生活化小實驗的創(chuàng)新與改進研究［J］.教育實踐與研究（B），2022（2）：40-42.

［2］? 杜新星.初中物理實驗教學中培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)策略［J］.廣西物理，2023（2）：107-109.

（責任編輯 黃春香）