基于真實(shí)性情境的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)探究

【摘" 要】 基于真實(shí)情境的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)，教師應(yīng)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中融入現(xiàn)實(shí)生活中的物理現(xiàn)象，以此提升學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解能力。同時(shí)，這種教學(xué)方式還能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，增強(qiáng)其動(dòng)手操作的技能。文章首先分析了基于真實(shí)情境的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)涵，并結(jié)合生活實(shí)際，探討了初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略，旨在為初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供新的方向。

【關(guān)鍵詞】 真實(shí)性情境;初中物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué)

基于真實(shí)性情境的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠深入理解自然現(xiàn)象背后的規(guī)律，培養(yǎng)物理邏輯思維。這種教學(xué)模式超越了傳統(tǒng)的課堂講授，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過(guò)程中的主動(dòng)探索。為此，引入真實(shí)性情境可以讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中更好地將理論與實(shí)際問題相聯(lián)系，從而提升整體教學(xué)效果。

一、基于真實(shí)性情境的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)涵

（一）情境的真實(shí)性

情境的真實(shí)性意味著實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要符合物理學(xué)科的基本規(guī)律，并反映實(shí)際生活中可見的物理現(xiàn)象。在這種模式下，學(xué)生能夠通過(guò)接觸日常生活中的物理現(xiàn)象，理解實(shí)驗(yàn)背后的深層原理，并提升邏輯推理能力。在教學(xué)過(guò)程中，情境的真實(shí)性使得物理知識(shí)更加易于理解，學(xué)生能夠直接從實(shí)驗(yàn)中觀察自然現(xiàn)象，并通過(guò)分析現(xiàn)象得出結(jié)論。因此，情境的真實(shí)性為物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)注入了新的活力，使學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程更加深入，學(xué)習(xí)效果更加顯著。

（二）實(shí)驗(yàn)過(guò)程的自主探究性

自主探究要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并通過(guò)動(dòng)手操作、觀察現(xiàn)象來(lái)獲取物理知識(shí)。這種模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主導(dǎo)地位，教師則需提供必要的支持，但不干涉學(xué)生的實(shí)踐探索。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的自主探究性使學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)中建立更加牢固的知識(shí)結(jié)構(gòu)。通過(guò)自主分析，學(xué)生能夠深刻理解物理現(xiàn)象背后的原理，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)其假設(shè)，驗(yàn)證自己的認(rèn)知。在不斷反思中，學(xué)生通過(guò)親身實(shí)踐加深對(duì)物理概念的理解，從而有效促進(jìn)知識(shí)的內(nèi)化。教師作為引導(dǎo)者，通過(guò)適時(shí)的反饋幫助學(xué)生克服實(shí)驗(yàn)中的困難，同時(shí)激發(fā)其探索欲望。因此，自主探究的模式為學(xué)生創(chuàng)造了一個(gè)開放的學(xué)習(xí)環(huán)境，使其能夠在實(shí)驗(yàn)中大膽假設(shè)、主動(dòng)驗(yàn)證，并逐步提升創(chuàng)新意識(shí)。

（三）學(xué)習(xí)體驗(yàn)的整體性

真實(shí)性情境在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用強(qiáng)調(diào)通過(guò)真實(shí)世界的背景構(gòu)建，培養(yǎng)學(xué)生的綜合理解能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)涉及理論與實(shí)踐的結(jié)合，基于真實(shí)性情境的物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)注重整體學(xué)習(xí)體驗(yàn)，打破傳統(tǒng)教學(xué)的割裂方式。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生可以通過(guò)觀察、操作、推理等多種方式獲取知識(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理現(xiàn)象的深度理解。學(xué)習(xí)體驗(yàn)的整體性是這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的核心要素。教學(xué)活動(dòng)應(yīng)將多個(gè)相關(guān)內(nèi)容聯(lián)系在一起，利用連貫的情境設(shè)計(jì)推動(dòng)學(xué)生對(duì)整體物理現(xiàn)象的認(rèn)知過(guò)程。這種方式有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力，使其能夠從宏觀的角度把握物理規(guī)律，避免碎片化的知識(shí)積累。同時(shí)，這種學(xué)習(xí)體驗(yàn)還強(qiáng)調(diào)物理實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)實(shí)情境的緊密聯(lián)系，以激發(fā)學(xué)生的探究欲望。通過(guò)引入真實(shí)情境，學(xué)生能夠更加積極主動(dòng)地參與實(shí)驗(yàn)過(guò)程，真正感受到物理知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活的密切關(guān)聯(lián)。

二、基于真實(shí)性情境的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)例

（一）探討彩虹的形成：揭示光的色散現(xiàn)象

在基于真實(shí)性情境的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以利用彩虹的形成過(guò)程，再現(xiàn)光的分解和合成，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)光的本質(zhì)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，將復(fù)雜的光學(xué)現(xiàn)象具象化，提升學(xué)生的探究意識(shí)。借助實(shí)驗(yàn)工具，教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主操作，觀察光的傳播路徑、分解過(guò)程及合成現(xiàn)象。這種情境化策略使學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐、自主探究與思維驗(yàn)證，深入理解光的性質(zhì)。

例如，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，教師可以引出“彩虹的形成”這一話題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探討。隨后，教師拿出一個(gè)三棱鏡，將一束白光從側(cè)面射入三棱鏡，要求學(xué)生仔細(xì)觀察光線穿過(guò)三棱鏡后的變化。由于光的折射作用，白光在穿過(guò)三棱鏡時(shí)分解為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種顏色的光帶。通過(guò)這一過(guò)程，學(xué)生能夠直觀感受到光在介質(zhì)中的行為。接著，教師讓學(xué)生嘗試改變光束的角度，觀察折射角度的變化對(duì)光的分解程度的影響。然后，教師引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)另一個(gè)三棱鏡將分散的光重新合成為白光。這個(gè)操作讓學(xué)生觀察到彩色光譜逐漸消失，并最終合成為白光的過(guò)程。通過(guò)這一環(huán)節(jié)，學(xué)生可以加深對(duì)光的雙重屬性的理解，并激發(fā)對(duì)物理現(xiàn)象背后科學(xué)原理的深度思考。

（二）分析杠桿的平衡：探究力與距離的關(guān)系

杠桿是最常見的簡(jiǎn)單機(jī)械，其平衡條件可以用力矩公式表達(dá)，即力的大小乘以作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離等于另一側(cè)力的大小與作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離的乘積。在杠桿的平衡教學(xué)中，教師應(yīng)利用實(shí)際情境展示力與距離之間的關(guān)系，幫助學(xué)生更好地理解杠桿原理。實(shí)驗(yàn)的核心在于，通過(guò)再現(xiàn)生活中的簡(jiǎn)單機(jī)械，展示杠桿平衡的力矩關(guān)系，通過(guò)控制力的大小與作用點(diǎn)的距離，讓學(xué)生清晰感知兩者在杠桿系統(tǒng)中的平衡作用。同時(shí)，教師還應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)杠桿支點(diǎn)、力臂和負(fù)載的相互關(guān)系，確保學(xué)生能夠在操作中理解其中的物理規(guī)律并靈活運(yùn)用這些要素。

例如，教師可以引入“蹺蹺板”的原理，引導(dǎo)學(xué)生分析其受力特點(diǎn)。然后，教師使用一根木棒和不同重量的砝碼來(lái)模擬“蹺蹺板”。實(shí)驗(yàn)中，提供一根均勻的木棒，將其放置在支點(diǎn)上。通過(guò)懸掛砝碼在不同距離處，學(xué)生可以觀察到杠桿的一端下沉或上升。此時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)力矩公式計(jì)算各個(gè)砝碼對(duì)支點(diǎn)產(chǎn)生的力矩，并進(jìn)行調(diào)整使杠桿恢復(fù)平衡。假設(shè)一側(cè)懸掛有質(zhì)量為2千克的砝碼，距離支點(diǎn)2米2千克的砝碼在g取10Np的情況下為20N，則該側(cè)的力矩為20×2=4?！っ?。為了使杠桿平衡，另一側(cè)的力矩也需要達(dá)到40?！っ?。因此，如果砝碼質(zhì)量為1千克，則其懸掛位置應(yīng)為距支點(diǎn)4米處。借助不斷改變砝碼的重量和位置，學(xué)生可以更加清晰地理解力矩公式的應(yīng)用，并體會(huì)到力與距離的平衡關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生還可以通過(guò)調(diào)整，驗(yàn)證理論公式的準(zhǔn)確性。每次實(shí)驗(yàn)調(diào)整后，學(xué)生可以計(jì)算并分析各個(gè)力矩的變化，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生將更加熟練地掌握杠桿平衡的條件與公式。這種真實(shí)情境中的實(shí)驗(yàn)策略，可以幫助學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際操作中，從而有效提高對(duì)力與距離關(guān)系的理解。

（三）觀察電路的變化：比較串、并聯(lián)電路的特性

在初中物理電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，串聯(lián)電路的特點(diǎn)在于電流恒定，電壓隨元件分布;而并聯(lián)電路的特性表現(xiàn)在各支路電壓相等，電流在各支路間分配。教師可以結(jié)合真實(shí)生活中的電的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探討。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，教師應(yīng)確保學(xué)生能通過(guò)操作不同元件在電路中的行為，逐步認(rèn)識(shí)到串聯(lián)電路和并聯(lián)電路在實(shí)際應(yīng)用中的不同效能。這種策略可以讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行多次觀察、操作，增強(qiáng)對(duì)電路的感性認(rèn)知，并通過(guò)反復(fù)驗(yàn)證總結(jié)電路特性的規(guī)律。

例如，教師可以設(shè)計(jì)模擬家庭用電設(shè)備連接方式的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，教師準(zhǔn)備多個(gè)小燈泡、開關(guān)和導(dǎo)線。首先，教師設(shè)置一個(gè)串聯(lián)電路，要求學(xué)生觀察每個(gè)燈泡的亮度。由于電流在串聯(lián)電路中保持不變，燈泡的亮度隨電路中元件的增加而逐漸減弱。接著，教師關(guān)閉其中一個(gè)開關(guān)，讓學(xué)生觀察整個(gè)電路中的變化。當(dāng)電路中的一個(gè)元件失效時(shí)，整個(gè)電路停止工作，學(xué)生能直觀感受到串聯(lián)電路在實(shí)際應(yīng)用中的局限性。然后，教師引導(dǎo)學(xué)生將電路改為并聯(lián)結(jié)構(gòu)，保持電源不變，通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)各支路中的燈泡亮度一致。教師進(jìn)一步操作關(guān)閉一個(gè)支路的開關(guān)，此時(shí)其余支路中的燈泡繼續(xù)正常工作。通過(guò)這些操作，學(xué)生能夠明顯感受到并聯(lián)電路在電器設(shè)備獨(dú)立工作時(shí)的優(yōu)越性。在實(shí)驗(yàn)的最后，教師讓學(xué)生總結(jié)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路在實(shí)際中的應(yīng)用場(chǎng)景，強(qiáng)化其對(duì)電路特性的理解。

（四）磁場(chǎng)線的可視化：使用鐵屑描繪磁場(chǎng)分布圖案

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，磁場(chǎng)的可視化是一個(gè)較為抽象但重要的概念。磁場(chǎng)線本質(zhì)上反映了磁場(chǎng)的方向和強(qiáng)度，鐵屑作為可視化工具能夠在磁體周圍形成圖案，顯示磁場(chǎng)線的分布情況。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師可以引入真實(shí)情境，并讓學(xué)生觀察鐵屑在磁體兩極之間的排列情況，幫助其理解磁場(chǎng)的方向性、對(duì)稱性?？拷朋w的地方磁場(chǎng)線密集，說(shuō)明磁場(chǎng)強(qiáng)度大;而在距離磁體較遠(yuǎn)的地方，磁場(chǎng)線逐漸稀疏，顯示出磁場(chǎng)的減弱。這一策略利用視覺化的工具將理論直觀呈現(xiàn)出來(lái)，有助于學(xué)生理解磁場(chǎng)性質(zhì)。

例如，在實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可以引入關(guān)于地球磁場(chǎng)的情境，幫助學(xué)生更好地理解磁場(chǎng)的作用。實(shí)驗(yàn)設(shè)置需要模擬地球南極與北極的磁場(chǎng)分布情況。教師首先準(zhǔn)備一個(gè)條形磁鐵和適量的鐵屑，將磁鐵放置在平面上，并將鐵屑均勻撒在磁鐵周圍，要求學(xué)生仔細(xì)觀察鐵屑的排列情況。實(shí)驗(yàn)中，鐵屑會(huì)逐漸沿著磁場(chǎng)線的方向排列，在磁鐵的南極和北極附近，鐵屑的分布最為密集，形成清晰的磁場(chǎng)線圖案。在此過(guò)程中，教師可以提問引導(dǎo)學(xué)生觀察鐵屑在磁體兩極之間的變化。同時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想到地球本身也是一個(gè)巨大的磁體，南極和北極的地磁場(chǎng)表現(xiàn)出類似的磁場(chǎng)線分布。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師可以要求學(xué)生總結(jié)磁場(chǎng)的分布規(guī)律，并引導(dǎo)其思考地球磁場(chǎng)對(duì)人類生活的重要性。

（五）液體壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)：探究深度對(duì)液體壓力的影響

液體壓強(qiáng)是指作用在液體內(nèi)部的單位面積上的力，壓強(qiáng)與液體的密度和深度密切相關(guān)。在物理實(shí)驗(yàn)中，教師可以通過(guò)引入真實(shí)情景，并結(jié)合壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生理解壓強(qiáng)的變化規(guī)律。液體壓強(qiáng)的公式為P=ρgh，其中P表示壓強(qiáng)，ρ為液體的密度，g為重力加速度，h為液體的深度。結(jié)合該公式可以看出，壓強(qiáng)與深度成正比，隨著深度的增加，液體的壓強(qiáng)也逐漸增大。另外，液體密度和重力加速度是常數(shù)，這使得實(shí)驗(yàn)中的變量可以簡(jiǎn)化為深度。為了有效地展示這一物理現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)為通過(guò)觀察不同深度的液體壓強(qiáng)變化，進(jìn)一步加深對(duì)壓強(qiáng)的感性認(rèn)識(shí)。操作過(guò)程中，學(xué)生可以借助工具測(cè)量不同深度下液體對(duì)物體產(chǎn)生的壓力，分析壓強(qiáng)與深度的關(guān)系，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證公式的準(zhǔn)確性。

例如，教師可以引入潛水員在水下時(shí)的情景，引導(dǎo)學(xué)生分析潛水員在水下的受力情況，并探究力的來(lái)源。首先，教師準(zhǔn)備一個(gè)透明水槽，水槽中裝滿水，再準(zhǔn)備一個(gè)底部打有孔，接通軟管的塑料瓶。實(shí)驗(yàn)將通過(guò)測(cè)量出水流量或水柱高度間接測(cè)量壓強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師將塑料瓶豎直放入水中，逐漸將瓶子下沉至水槽中的不同深度。通過(guò)觀察瓶底孔中水流的強(qiáng)度，學(xué)生可以直觀感受到壓強(qiáng)隨深度變化而變化。當(dāng)瓶子放置在較淺位置時(shí)，水流較弱;而隨著瓶子深入水中，水流變得越來(lái)越強(qiáng)。這說(shuō)明深度越大，液體對(duì)瓶底的壓強(qiáng)越大。隨后，學(xué)生可以選擇在不同深度（如5厘米、10厘米、15厘米）做標(biāo)記，并借助測(cè)量工具測(cè)量出水的流速、流量或噴射的水柱高度來(lái)判斷液體壓強(qiáng)。深度越大，噴出的水柱越高，這表明壓強(qiáng)增大。通過(guò)記錄不同深度下的水流強(qiáng)度或水柱高度，學(xué)生可以分析出壓強(qiáng)隨深度變化的趨勢(shì)，進(jìn)一步驗(yàn)證液體壓強(qiáng)公式的合理性。學(xué)生還可以繪制簡(jiǎn)單的圖表，直觀展示壓強(qiáng)和深度的關(guān)系，強(qiáng)化對(duì)液體壓強(qiáng)的理解。

三、結(jié)語(yǔ)

基于真實(shí)性情境的初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)其認(rèn)知發(fā)展。通過(guò)運(yùn)用真實(shí)性情境，物理知識(shí)得以脫離單一的課堂環(huán)境，逐漸融入現(xiàn)實(shí)生活，學(xué)生能夠在動(dòng)手實(shí)踐中深化對(duì)物理概念的理解。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，所設(shè)計(jì)的情境應(yīng)貼合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，以便學(xué)生更直觀地觀察到物理現(xiàn)象，進(jìn)而提升科學(xué)素養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為物理課程的重要組成部分，其中真實(shí)性情境的應(yīng)用不僅豐富了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，還極大地提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度。借助真實(shí)性情境的設(shè)計(jì)，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)為學(xué)生提供了豐富多樣的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。真實(shí)性情境下的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅能夠促進(jìn)知識(shí)的遷移，還能培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力。實(shí)驗(yàn)中所創(chuàng)設(shè)的情境有助于學(xué)生在面對(duì)復(fù)雜問題時(shí)，更加自信地進(jìn)行思考和分析?；诖?，結(jié)合實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，學(xué)生可以在不斷探索中構(gòu)建起更為系統(tǒng)的知識(shí)體系，培養(yǎng)出獨(dú)立思考的能力，從而促進(jìn)物理知識(shí)與日常生活的有機(jī)結(jié)合，為后續(xù)的物理學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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