初中物理實驗資源的開發(fā)與應(yīng)用

摘 要

物理實驗?zāi)軌驅(qū)⒊橄蟮奈锢砀拍钷D(zhuǎn)化為直觀的現(xiàn)象呈現(xiàn)給學(xué)生，對學(xué)生學(xué)好物理、用好物理至關(guān)重要。教師應(yīng)立足教學(xué)目標和內(nèi)容，以生為本，遵循便捷、簡化等原則，充分利用生活資源、社會資源、多媒體資源，開展多樣實驗，提升學(xué)生物理核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞

實驗資源 初中物理 資源開發(fā)

初中物理實驗資源不僅是實驗室儲備的各種實驗器材，生活用品、廢棄器材、模擬軟件以及社會公共資源等都是教師和學(xué)生可以利用的實驗資源。學(xué)校和教師積極探索和挖掘更多的實驗資源，不僅可以緩解學(xué)校和社會的經(jīng)濟壓力，還能培養(yǎng)學(xué)生對知識的應(yīng)用能力和解決問題的能力。本文從初中物理實驗教學(xué)對學(xué)生成長的重要性出發(fā)，淺談實驗資源的開發(fā)與應(yīng)用，希望能夠幫助教師合理開展實驗，幫助學(xué)生成長。

一、初中物理實驗教學(xué)的重要性

初中物理實驗?zāi)軌蚺囵B(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)生的動手能力，加深學(xué)生對物理知識和原理的理解，是初中物理課程的重要組成部分。通過實驗，學(xué)生能夠參與到探索當中，提升自身的團隊協(xié)作能力和解決問題能力。同時，物理實驗可以幫助學(xué)生將教材知識與實際聯(lián)系起來，將抽象的物理概念轉(zhuǎn)化為直觀的現(xiàn)象呈現(xiàn)給學(xué)生，使學(xué)生的批判性思維也能得到發(fā)展。教師應(yīng)該充分發(fā)揮物理實驗的作用，讓其成為學(xué)生綜合能力提升的有力工具。

現(xiàn)階段，初中物理實驗室中的實驗設(shè)備比較完善，各種功能設(shè)計成熟，能夠滿足教師和學(xué)生的各種需求。然而，物理實驗的成本比較高，部分偏遠地區(qū)學(xué)校存儲實驗設(shè)備有限，教師在帶領(lǐng)學(xué)生進行實驗時，需要以排班的方式進行，導(dǎo)致學(xué)生不能及時驗證所學(xué)知識。因此，初中物理實驗資源的開發(fā)迫在眉睫。教師根據(jù)生活經(jīng)驗和教學(xué)實際，利用生活用品、社會資源、多媒體資源等，能夠幫助學(xué)生創(chuàng)造更多的實驗條件和機會，從而更好地發(fā)揮物理實驗的作用。

二、實驗設(shè)計和資源開發(fā)的原則

在初中物理教學(xué)中，教師需要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)實際和實驗要求，合理地設(shè)計實驗和開發(fā)實驗資源。

考慮教學(xué)目標和內(nèi)容。教師應(yīng)明確實驗?zāi)康模ㄟ^實驗，學(xué)生哪些能力得到了培養(yǎng)；優(yōu)化實驗步驟，確保實驗?zāi)軌蜻_到預(yù)期的教學(xué)效果；還可以添加趣味性和挑戰(zhàn)性元素，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

考慮實驗材料和設(shè)備的可獲取性。教師在設(shè)計實驗時，應(yīng)充分考慮學(xué)生的實際情況，盡量選擇價格低廉、易獲取的日常用品，以減少學(xué)生和學(xué)校的經(jīng)濟負擔。

考慮實驗操作的可行性和簡明性。初中物理實驗的過程應(yīng)該簡單明了，以便學(xué)生能夠快速掌握實驗的操作要點。教師可以通過提供實驗操作指南、演示實驗操作過程等方式，引導(dǎo)學(xué)生進行正確的實驗操作。此外，教師還需要注意實驗中可能出現(xiàn)的安全問題，給予學(xué)生必要的安全提示和指導(dǎo)，確保學(xué)生的人身安全。

三、初中物理實驗資源的開發(fā)與應(yīng)用

1.生活中的實驗資源

在初中物理課程中，許多物理實驗都是對生活現(xiàn)象的解釋和驗證。因此，教師利用生活用品發(fā)開實驗資源進行實驗教學(xué)，對一些生活中常見的現(xiàn)象進行解釋，是符合學(xué)生認知發(fā)展的教學(xué)方式。并且，生活用品常見、易獲取，教師充分利用生活中的資源不僅可以降低教學(xué)成本，使得實驗?zāi)軌蚱毡殚_展，還能啟發(fā)學(xué)生對身邊事物的觀察和思考，培養(yǎng)他們的想象力和創(chuàng)造力。學(xué)生在利用生活用品制作實驗器材的過程中，他們的動手操作能力、實踐能力也能得到培養(yǎng)。

例如，天平應(yīng)用了杠桿平衡的原理，學(xué)生在進行“測量物體密度”這一實驗時，需要使用天平來測量物體的質(zhì)量。教師可以讓學(xué)生自己動手制作天平，讓學(xué)生用直尺代替天平的橫梁，石子等代替砝碼；在“橫梁”的一端夾上一個夾子作為游碼；“橫梁”兩端懸掛兩個托盤；將“橫梁”用繩子懸掛起來，使其水平平衡；再用電子秤測出夾子和石子的質(zhì)量。同時讓學(xué)生思考：“砝碼”的質(zhì)量如何設(shè)計更合理？如何標定“游碼”的刻度？

學(xué)生在制作天平過程中，需要熟練掌握杠桿平衡的原理，考慮制作的材料，對比實驗結(jié)果，思考改進措施。在自主設(shè)計、改進器材的過程中，學(xué)生對器材的性能、用途、實驗的操作過程等方面進行深層次分析，培養(yǎng)和發(fā)展了實踐創(chuàng)新能力和動手能力。

2.改裝和統(tǒng)籌實驗室資源

實驗器材的長期使用，難免會損壞和缺失。由于大多數(shù)學(xué)科的實驗器材是互通的。教師可以充分利用實驗室資源，規(guī)劃不同學(xué)科實驗進度，統(tǒng)籌器材，合理安排學(xué)生進行實驗，充分將資源利用起來，提高他們的學(xué)習(xí)效率。教師也可以設(shè)計針對性實驗，讓學(xué)生利用現(xiàn)有資源對器材進行改裝，變廢為寶。在這一過程中，學(xué)生需要熟練掌握器材設(shè)計的核心原理，了解核心部件設(shè)計意圖，以及預(yù)估設(shè)計之后的器材能否按照自己的目的進行實驗。因此，在設(shè)計和改裝的過程中，學(xué)生需要對課堂中所學(xué)知識進行深度梳理，從而加深了他們對知識的理解，培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新意識。

例如，電流表和電壓表是學(xué)生在進行電學(xué)實驗時常用的設(shè)備，學(xué)生操作不規(guī)范會導(dǎo)致電表指針被打彎、內(nèi)部電阻燒毀等現(xiàn)象發(fā)生。教師可以整合這些器材，拆卸電表，把能用的零件進行整合，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)，利用現(xiàn)有資源改裝電表。這就需要學(xué)生對電路的設(shè)計，電流表、電壓表設(shè)計原理，以及如何標定量程等知識有深刻的認識。學(xué)生通過改裝電表，不僅對學(xué)科知識有了更深刻的理解，應(yīng)用能力也得到了加強。

統(tǒng)籌和改裝實驗室資源能夠?qū)①Y源利用最大化，節(jié)約資源，也加深了學(xué)生對相關(guān)知識的理解，提高了實踐操作能力。但在學(xué)生進行實驗時，教師強調(diào)讓學(xué)生規(guī)范使用實驗器材更為重要，例如，避免讓學(xué)生用手去觸碰砝碼、游碼等容易生銹的器件等，愛護公共財產(chǎn)，防止器材損耗。

3.利用多媒體等輔助工具模擬實驗

多媒體教室能夠提供豐富、生動的教學(xué)體驗，一些實驗輔助軟件的發(fā)展相對成熟，可以將抽象的物理概念可視化，讓學(xué)生更直觀地理解實驗原理，提高他們的學(xué)習(xí)效果，能夠滿足學(xué)生的大多數(shù)實驗需求。對于實驗室配備不齊全，或者價格高昂的實驗無疑是一種高效且節(jié)約的方式。

例如，電學(xué)實驗是初中物理實驗的重難點，一些基礎(chǔ)實驗學(xué)生可以在實驗室完成；但對于一些偏向應(yīng)用的場景，實驗室條件有限，不能完整配置所需的各種材料。在此情況下，教師可以結(jié)合實際，讓學(xué)生利用模擬軟件設(shè)計電路，模擬現(xiàn)實生活中的場景，加深學(xué)生對知識的理解，提高學(xué)生對所學(xué)知識的應(yīng)用能力。

學(xué)生利用多媒體輔助實驗，能夠不受成本和材料限制，提高實驗效率，發(fā)展邏輯思維和創(chuàng)新思維。科學(xué)前沿的研究也需要利用模擬軟件進行探索，學(xué)生提前熟悉并掌握軟件的使用方法，有利于他們未來的發(fā)展。

有效地開發(fā)和利用物理實驗資源能夠為學(xué)生提供更多動手實踐的機會，有助于提升他們的科學(xué)素養(yǎng)。在此過程中，教師要以開放的心態(tài)、眼光和思維思考課程資源的開發(fā)和應(yīng)用，創(chuàng)新物理教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生在“做中學(xué)，學(xué)中做”。

本文系江蘇省中小學(xué)教學(xué)研究課題“初中物理低成本實驗資源開發(fā)與利用的實踐研究”（課題編號：2021JY14-ZB90）階段性成果。

（作者單位：江蘇省豐縣范樓鎮(zhèn)京莊初級中學(xué)）