另辟蹊径，拓展物理实验设计思路

张亚伟

[摘 要]物理实验是发展学生核心素养的重要途径，文章结合物理教学实践，探索物理实验设计的新思路。

[关键词]初中物理；实验设计；思路拓展

[中图分类号] G633.7 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058（2018）14-0065-02

在物理教学中，教师要关注学生核心素养的培养。要提升学生的物理学科核心素养，就应当用好物理实验，通过实验让学生参与物理知识探索，通过实验让学生体会物理研究过程。然而在现有的办学条件下，很多地方的初中学校由于条件限制，无法为学生提供足够的实验条件，这也就要求教师拓展思路，多方开发实验资源，为学生提供更有启发性和引导性的实验。

一、整合实验资源，优化实验设计

当前教材上所安排的实验，无论是演示实验，还是学生分组实验，大多数学校还是配置了相应的器材，能基本满足教学需要。很多教师在教学过程中，也是按照教材安排进行实验教学的，这样也就让教师在思维上产生了一种定式：教材上怎样安排实验，教学中就怎样进行实验；教材上所配的实验用了哪些器材，课堂教学就用哪些器材。这样的教学实际是传统教材观在作祟，为了有效发展学生的核心素养，教师在课堂教学中，不应简单地用教材教，教材上所提供的实验是有限的，如果我们仅仅围绕教材上的实验开展实验教学，将在一定程度上束缚学生思维，也很难让学生产生新鲜感，因此教师在教学中要勇于对实验资源进行重组和设计，结合教学需要对实验进行调整，创设使学生耳目一新的实验，进而提升学生的学习热情。

比如为了让学生感知“大气压的存在”，教师大多会结合图片资料和模拟课件为学生介绍马德堡半球实验，希望为学生提供最为形象的感性信息。但是学生只会对那些能够亲自接触和感知的东西形成较为深刻的印象。因此如果我们能够将这个实验搬到教室里，让学生直接参与到实验中，则效果更好。实际教学中，“大气压存在”的实验可以用注射器来进行。将注射器的柱塞完全推进去并将出口封住，让两个同学配合，一个同学握住注射器的主体，另一个同学拉着柱塞，相互配合向外拉，学生能够感到这是一个很费力的过程；为了对比，再让学生将出口堵塞物拿走，重新实验，学生会感到很轻松。预习过的学生很快就会将其与马德堡半球实验进行类比，并分析原因。上述实验的优势在于：（1）器材简便易得，可以从医务室领取，且不受数量限制，适合学生实验；（2）实验器材能反复使用，不会造成资源浪费。

教学中，很多教师认为一个实验足以说明问题，那么就没有必要再多做其他实验了。笔者认为，仅仅一个实验是无法满足学生学习需要的，特别是物理规律的普遍性，就不是一个实验能说明的了。要全方位揭示物理规律，让学生深度理解，就要多做一些实验。还是以“大气压的存在”为例，教师还应该拓展实验思路，设计出更多的实验，启发学生探索和研究。在演示声音的传播时，我们都会用到玻璃罩和抽气机，相关器材在实验室都有，我们再准备一个空的塑料瓶子就可以进行实验了。（1）将空塑料瓶中的空气挤掉一些，然后拧紧瓶盖，并扣在玻璃罩中，将抽气机与玻璃罩相连。（2）打开抽气机的阀门，将玻璃罩内的空气逐步抽出，学生将被内部塑料瓶的变化所吸引：塑料瓶重新鼓起来了！是什么力将瓶子撑开了的？（3）将抽气机的阀门关闭，同时将进气阀门打开，学生再一次被其中的现象所吸引：塑料瓶再一次被压瘪！学生再一次陷入思考：是什么力將塑料瓶压瘪了呢？通过这样一组实验，学生将进一步明确气体压强的存在，而且这种实验是用老器材完成的新实验，起到了“老瓶子灌新酒”的效果，让学生在思考和探索之余，感受一种别样的新鲜情境。

二、充分发掘素材，自制物理实验

物理内容非常丰富，如果我们的实验教学仅局限于对实验室资源的整合与使用，显然就不够的了，为了更加充分地拓展学生实验，激活他们的思维，教师要积极自制实验。这样，一方面能充分而合理地使用有限的教学经费，花小钱办大事；另一方面，教师能回归生活，从校园、家庭、社会中搜集素材充实实验。从生活中搜集来的实验素材，能够缩短学生与物理实验的距离，让学生感到蕴含在物理实验中的生活气息，增强学生学习的积极性。

比如，滑动摩擦力的学习，学生对摩擦力方向的判断存在较大难度，原因是学生缺乏对相对运动的感知，怎样帮助学生克服这一障碍呢？笔者认为可以通过实验来丰富学生的感性体验，为此可以借助生活中最常见的牙刷来完成这一实验：（1）让学生将自己的手指按压在事先准备好的牙刷的毛上，并用力将毛向后擦，在力的作用下，刷毛开始往后倒，教师开始提问：“为什么牙刷的毛会产生向后的形变？”（学生通过思考明确结论：当刷毛受到向某方向的作用力时，它们就会向着该方向发生形变）（2）让学生先拖动某个物体，让其在地面上滑动，提问学生：“物体受到滑动摩擦力吗？方向如何？”（3）教师再用牙刷来替换这个物体，使其在水平地面上向某方向运动，提问：“牙刷在滑动时受到滑动摩擦力吗？方向如何？”（学生会明确，牙刷毛的指向将成为滑动摩擦力方向的标记，从而形成结论：滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反。）

三、妥善包装，以游戏的方式呈现实验

学生大多活泼好动，如果我们以一成不变的方式进行实验教学，他们很难产生参与实验的热情。因此，为了更好地激活学生参与实验的热情，教师要善于对实验进行包装。我们应结合学生的兴趣，对实验进行再一次的加工与设计，在保持科学性和启发性的基础上，进一步提升物理实验的趣味性，比如将物理实验设计成游戏，让学生在游戏中主动参与探究。

以“光的折射”教学为例，我们从学生的生活经验入手，设计了这样两个实验，第一个实验侧重观察和思考；第二个实验侧重游戏与探索。具体实验情况如下：（1）让学生在上课前就准备一杯水，让学生将直尺或铅笔等插入水中，要求学生观察物品插入水杯后的情况，并描述观察结果。学生纷纷汇报，插入水中的物品像折断了一样。教师继续提问：“是不是真的折断了？这是什么原因？”（2）事先准备一个高度在一米左右的塑料桶，将清水注入其中，在一块泡沫板上画上一条鱼，并将其插入水中。让学生用一根竹竿来叉“鱼”，看谁叉得又快又准。这一游戏彻底点燃了学生的学习热情，他们在一次次的尝试后发现问题：为什么明明已经瞄准目标，但最后都没有“叉”中鱼呢？两个实验综合起来思考，让学生逐步分析清楚折射现象，进而让他们对物理规律产生了较为深刻的认识。

实验是学生建构物理知识的有效手段，在初中物理课堂上，物理教师要灵活运用实验资源，引导学生参与实验，这样的教学才能有效激发学生参与的兴趣。学生只有真正参与了，才能最大限度地发掘他们的学习潜能。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 蒋玉英.生活化的初中物理实验教学与研究[J].中学物理教学参考，2015（2）.

[2] 任磊.新课程下高中物理实验教学自主探究模式的构想与实施[J].课程教育研究（学法教法研究），2016（2）.

（责任编辑 易志毅）