初中物理实验资源开发与利用的实践与思考

王乃东

江苏省盐城市盐都区教师发展中心(224000)

基金项目：本文系江苏省教育科学“十二五”规划2015年度课题“农村初中理科课外实验资源的开发与利用研究”(课题编号：E-c/2015/34)阶段性成果。

实验教学是培养学生创新、实践能力和物理核心素养的重要渠道之一。义务教育物理课程标准(2011)指出：“要发挥实验在物理教学中的重要作用，需要正确认识物理实验的教学目标，注意把握实验教学的特点，合理开发实验教学的课程资源。有效地开发和利用课程资源，是切实提高物理教学质量的有效手段。”笔者从事物理教研工作多年，深刻感到初中物理实验教学还存在许多不足，主要表现在实验媒体化、实验效益不高、资源开发意识淡薄等方面。本文从初中物理课内外实验资源的开发与利用方面谈一些实践与思考。

1 物理实验资源开发利用的途径

1.1 改进课本实验

新课程实施以来，教材不断修订，课本中的实验发生了不少变化，但有些实验器材学校实验室没有，这些实验应该成为资源开发的一部分。

例如“探究影响电流热效应的因素实验”，课本中采用的实验方案是在锥形瓶中用电阻丝加热煤油，然后观察温度计的变化。由于大部分学校实验室缺少与教材中配套的器材(专门的焦耳定律演示仪)，故很多教师选择不做这个实验。实际教学中有多种替代方案。

(1)将型号相同的两支铅笔芯串联在电路中，在每支铅笔芯的中间滴上一滴烛油，使两支铅笔芯接入电路的长度不同。通电后观察哪支铅笔芯上的烛油先熔化，就说明这支铅笔芯产生的热量多。实验过程如图1所示。

(2)在实验室中取两个阻值不同的定值电阻(如5 Ω和15 Ω)串联在电路中，将两支火柴分别放在电阻上并保持良好接触。通电后观察哪支火柴先被点燃，则对应的电阻产生的热量多。实验过程如图2所示。

这两种实验方案与课本中的实验一样，都采用了转换法、控制变量法。但改进实验取材更方便、操作更简单、实验现象更具吸引力，更能激发学生的创新精神与探究意识。

图1 替代实验一

图2 替代实验二

1.2 充分发挥课本小实验的作用

课本中有很多小实验，这对于激发学生的学习兴趣，丰富学生的感性认识，培养学生的创新能力具有重要作用。但很多教师对于这些小实验视而不见，采取不布置、不检查、不交流的方式处理，从而使课本小实验流于形式，实验作用大打折扣。其实，可以充分利用课本中的小实验来弥补实验室资源不足的问题。通过课后完成折叠纸飞机、制作针孔照相机、观察鸡蛋沉浮、自制天平、自制测力计等小实验，再在课堂中进行展示交流，不仅极大地提高了学生参与课堂学习的积极性，还能将部分优秀作品作为资源保存起来留作来年再用或共享学习。

1.3 打通物理习题教学与实验教学的壁垒

很多教师习惯于在新授课上多花心思，变换各种手段调动学生的积极性。而在新授课后的习题课上却很少动脑筋，完全将习题课看成是新授课的附属品，认为习题课就是做习题、讲习题，这样才能巩固新学的知识。难怪学生直呼，从新授课到习题课，就像从天堂下到了地狱，打不起一点精神。若教师将新授课中的一些教学手段(尤其是实验手段)运用到习题课教学中，能给学生眼前一亮的感觉，可极大地调动学生的参与度，激发学生思考的积极性。

如图3所示，小刚将盛满水的圆柱形透明玻璃杯贴近书本，透过玻璃杯观看书上的鹦鹉图片(圆圈中的鹦鹉图片与书本中的鹦鹉图片实际大小相等)，他所看到的虚像可能是( )。

图3 透过玻璃杯看图片

这道光学选择题的错误率很高，它考查的是柱状透镜的知识，正确答案应选A。但学生很容易将它当作普通的透镜成像，利用物距在一倍焦距以内成正立放大的虚像的规律选择C选项。虽然柱状透镜的成像规律不要求学生掌握，但本题的命题素材本就来源于课本，如果学生做过这个实验并仔细观察就能正确作答，命题者的意图就是考查学生的实践意识。故在讲解这道题时，可以不着急讲解选A的道理，最好的方法就是让学生亲自做一下，引发他们的好奇心，在此基础上的点拨才会真正扎根于学生的大脑之中。教师也可以借此引导学生解答物理题时可多尝试用实验的方法去解决。

1.4 开发生活中的实验资源

生活中的物理实验资源无处不在，物理教师要有一双敏锐的眼睛去发现并利用它们。如市场上新推的产品、家庭中的废旧物品、儿童玩具、日常居家用品、交通工具等，可以说涵盖了衣食住行各个方面，也体现了从生活走向物理，从物理走向社会的课程理念。

例如，短路知识的教学是一个难点，很多教师只是不断向学生强调短路的危害，但是缺少令人信服的实验演示。以至于部分学生在电学分组实验时往往置教师的强调于不顾，偏要尝试将电池短路，不但浪费了大量干电池，而且在短路的过程中学生并未发现烧坏导线、电池的现象，便怀疑教师、课本的结论是否正确，为日后安全用电的教育埋下隐患。故在短路教学中教师最好能设计一个具有直观震撼力的实验，让学生对电路短路的危害过目不忘，达到让学生在分组实验、家庭用电中规范安全用电的目的。

1.5 积极拓展开发网络实验资源

互联网为改善物理实验教学提供了大量的资源。一方面，利用搜索引擎可以获取很多有用的信息，QQ群、微信公众号中也有很多实用的创意。作为一名现代物理人，不但要学会从互联网中获取资源，更要学会在互联网环境下分享与交流自己的经验，使自己开发与利用实验资源的能力不断提升。另一方面，网络中也有大量的实验资源，必要时教师也可以在网上购买一些效果较好的器材用于教学。此外，还可以将一些适合学生做的实验器材箱的链接发到家长联系群中，让学生家长自愿购买，积极引导学生在课外多做实验，增加学生动手操作的机会，丰富学生的感性认识。如此，可极大地提高实验教学的效果，有效提升物理教学质量。尤其是在一些生源规模较大的学校，生均实验资源严重不足，实验教学难以落实，采用这种方法可以有效弥补资源的不足。

2 几点建议与思考

2.1 增强学习与研究意识

物理实验资源的开发，需要教师树立终身学习与研究的意识。除了专业学习外，还要善于从日常教学中碰到的问题入手，增强研究意识。

2.2 提高实验室器材的利用率

物理实验教学应充分利用实验室现有器材，不可舍本求末，造成实验室资源的浪费。建议物理教研组集体教研时可定期组织教师对损坏的器材进行集中维修，保证分组实验的顺利进行。另一方面，学生分组实验时，教师不能做甩手掌柜，要及时指导、巡视、检查，提高实验的效益和器材的利用率。

2.3 资源的开发应尽可能采用低成本、简易的器材

著名的物理学家麦克斯韦曾经说过：“一项实验的材料越简单，学生就越熟悉，就越想彻底地获得所验证的结果，这种实验的教育价值往往与仪器的复杂程度成反比。”如空矿泉水瓶、废旧电动车蓄电池、玩具等，都可以作为课外实验开发的资源。物理教师要做个有心人，在日常教学中注意发现、收集身边低成本、简易的课程资源，日积月累，就会形成丰富的课外实验资源库。

2.4 防止“物”“理”教学脱节

纵观物理学史，可以发现物理学的发展是靠两条腿走路的，一条是“物”(实验)，另一条是“理”(思维)。物理教学也不例外，必须遵循“以实验为基础，以思维为中心”的教学原则。但笔者发现，部分教师的实验教学更多的是为了吸引学生的注意力，或仅停留在让学生增加感性认识方面，缺少后续基于实验观察的引导、分析、归纳、总结，未能起到促进学生思维提升的作用。换句话说，实验只是让学生觉得“好玩”，“玩”过之后就忘了，基本谈不上科学方法的熏陶、科学思维的培养。难怪不少物理教师感到困惑：为什么每个实验都做了，学生的成绩却不好。笔者认为“物”“理”教学脱节是造成这种现象的一个重要原因，避免出现这种现象的关键是有针对性地设计问题，通过精心提问，引导学生观察、分析、归纳，以物说理、见物明理，从而使“物”与“理”的教学真正相互促进、和谐统一。