初中物理线上教学居家实验新探

徐珊珊

(福建省厦门市海沧区教师进修学校附属学校，福建 厦门 361026)

1 引言

初中物理是研究自然界表面现象，涉及的知识点也不是特别复杂，实验开展起来相对比较容易，但是疫情当下的线上教学，学生不能和教师见面，也不能来到学校实验室，导致物理实验无法开展。以往很多教师会在新课前给学生展示一些小实验，通过简单的器材激发学生对物理现象的兴趣，这些器材往往都是来源于生活之中，因此线上物理教学，我们可以将居家实验作为实验教学的主要途径，引导学生通过生活材料和情境，开展实验研究。

2 初中物理线上教学居家实验开展原则

2.1 操作简便，选材容易

线上教学模式下的居家实验，教师首先要确保设计的该实验，能够让学生在家完成，确保实验的材料和工具，在家里都能够找到。实验的选题应该尽量缩小，这样实验操作起来就比较简便，选题范围大的实验，需要耗费学生很长时间，在缺乏教师的引导下学生很难独立完成[1]。物理知识蕴含在生活之中，源于生活且高于生活，我们日常生活中会接触到各种各样的物理知识。初中生正是好奇心旺盛之时，对于各种事情都想尝试一番。教师可以有意的去引导学生，让他们在生活中多观察、多体验，不仅让他们的经历更加丰富，也使得他们将所得到的生活经验和书本上的物理理论知识相结合，对理解这些概念起到了很好的作用。与此同时，教师可以指导学生将家中所有的各种工具替代物理实验所需器材，结合书本中的内容在家里做一些小实验，这样可以提高学生的学习兴趣。学生也可以在实践过程中对书本现有的实验进行一定的改进，让他们在动手实验的过程中提高动手能力以及创新能力。例如，要想明白光的色散原理，玻璃杯与水就可以作为实验器材；要想了解压强，笔、乒乓球等等都可以用来做实验；为了解电路知识，小灯泡、手电筒等等也都可以用作器材。以上所提到的所有器材都是日常生活中最常见的东西，学生可以很容易得到。这种方式可以让学生在家里就可以做实验，也可以让学生了解到物理知识是来源于生活并且服务于生活的，使得学生的探索精神以及自我学习、自我反思的能力大大提高，并且同时提高学生的物理素养。

例如光学实验中的：“探讨凸透镜成像的规律”，对于初中生来说，他们在本实验中很容易犯的错误有：实验仪器不在同一高度，蜡烛与凸透镜的位置难以控制，这些都需要教师在实验过程中指点，操作也复杂，所以本实验不宜于作为家庭实验。

2.2 实验生动性、趣味性原则

居家实验是学生个人，或者和父母一起开展的实验，在疫情背景下，学生的学习情绪和积极性都比较低落，在这种情况下，教师设计的居家实验必须要有生动性和趣味性特点，能够激发学生实验探究欲望，实验现象能够让学生产生兴趣[2]。由于网络技术的发达，目前虚拟实验室越来越多，这种实验室将原本是实物的物理实验虚拟化，使得学生在家中只要通过网络就能进行物理实验，并且这些实验非常真实准确。教师的指导下，学生利用这类实验室能够很好的完成实验操作，既安全又便捷，而且可以提高学生的动手能力。虚拟实验室的类型众多，例如，当学习到电学部分，学生可以通过虚拟实验室连接上实体电路，对整个过程有所了解，这种寓教于乐的方式就是网络发展所带来的学习便利。

与此同时，图片、视频等等方式都可以被充分利用起来，例如在对影响滑动摩擦力大小的因素进行研究之时，就可以利用视频的方式进行讲解。在视频播放过程中，教师可以不停的暂停与播放，将课堂讲解和视频相结合，使得课堂教学更加生动形象，以达到最好的教学目标。又比如天体结构、布朗运动等等的抽象知识，如果教师仅仅用口头讲述的方式是很难让学生理解的，利用这种方式能够更加生动，便于学生理解。

此外，一些实验本身就不是一个人能够完成的，比如，研究土电话的通话效果，还有一些实验虽然可以一个人完成，但如果有家庭成员的协助，更加能够调动学生的积极性，过程中不仅使得学生的团队合作能力提升，也能增进亲子关系。如果一些家长十分懂得教育，在过程中让学生为其讲解实验原理，分析实验过程，学生的自豪感就会得到满足，综合素质能力都会有所提升。比如：以压强为理论指导，设计一个能够让鸡蛋进入玻璃杯中的实验，对初中生来说这个实验犹如魔术一般，让原本无法进入杯中的鸡蛋瞬间进入杯中。

2.3 教师指导反馈原则

居家实验虽然是在家中完成，但是并不意味着，就不需要教师的指导。在以生为本的教学理念中，教师是学生的领导者，学生是教学的主体。虽然学生开展居家实验是主动自觉的过程，但是并不代表学生就会认真的开展实验，即使是操作简便的居家实验学生也会出现疏漏的地方[3]。那些操作起来较为简单，操作性又强且现象比较明显的实验，完全可以利用课堂上的一小段时间让学生来进行展示与交。并且注意在实验中进行视频记录，这样在反馈的时候就能更加清晰的了解到学生在操作过程中以及讲解过程在存在的各类细节问题等等，也方便在课后进行反馈和点拨。通过这种互动方式，也让学生体验到与传统课堂中一问一答方式存在的不同感觉，让他们存在新鲜感，调动他们的积极性。例如在开展以“光的折射”为理论的居家实验时，有的学生将平面镜直立地放入到水中，这时候光线就不能够通过折射的作用，将光线折射到对面墙壁上，彩虹也无法看到。这些问题都需要家长将学生的实验过程拍照下来，发送给教师，教师通过线上教学对实验操作进行讲解。

2.4 正确学习观的形成

当前情况之下，大多数的老师都是在家中进行直播教学的，如果教学过程中有一些简易的实验，并且家中有相应的实验器材，那么完全可以在直播过程中进行相应的演示，比如用两张白纸研究压强和流体速度关系的实验，再比如钢尺发声的音调与频率、响度与振幅关系的实验等等。当然，要运用这种方式进行教学的话，要注意在课前做好充分的准备，进行实践和设备的调整，以避免在进行实验过程中出现失败的情形。有些课本上的实验在进行线上教学之时并不能完成，那么就可以利用一些视频或是图片来进行辅助，可以要求学生在课前进行预习，这样课堂中对相关的视频和图片进行演示的时候，学生能够更快且更好的理解，播放的同时教师也要注意提醒学生观察重点需要观察的现象与步骤，带着目的观察效果会更好。比如在讲到天平的使用和固体、液体密度测量的时候，要注意的重点就是进行天平调节时必须先将游码归零才能调节平衡螺母，并且，在进行测量以后，平衡螺母必须保持不动。在进行液体密度的测量时，不仅要注意质量体积测量的准确性，而且要注意测量时尽量保持误差要小，在进行实验之时必须合理优化步骤和方法等等。

3 初中物理线上教学居家实验开展研究

3.1 以压强知识学习为目标的居家实验开展

“压强”这一节知识在生活中非常常见，主要通过温度对压强的影响，气流对压强的影响来开展居家实验，实验过程简便，材料容易选择。比如：“杯子抓气球”这个实验，实验材料为：气球、玻璃杯、热水。首先在玻璃杯中倒入半杯热水，静置大约二十五分钟后，随后将水全部倒出，立刻将打好气的气球放置于杯口上，再缓缓地将玻璃杯倒立，可以发现气球并不会从玻璃杯上掉落。该实验的原理是，因为玻璃杯中的热水被倒出后，温度瞬间降低，导致压强也随之降低，外界的压强远大于玻璃杯的压强，所以外界大气压可以将气球拖住，保证气球不会落下。该实验犹如变魔术一般非常吸引学生的兴趣，通过该实验学生也理解了温度对压强的影响。另一个实验：“会跳舞的乒乓球”实验材料两个玻璃杯，一个乒乓球，将一个乒乓球放置于玻璃杯中，思考如何让这个乒乓球进入到另一个玻璃杯中呢？通过检查学生的实验反馈，发现有的学生是通过侧面吹起、有的学生正面吹气但是都没有成功，只有朝着玻璃杯上方吹气，才能够让乒乓球顺利地进入到另一个玻璃杯中。实验的原理是空气流动的速度越快，该区域的压强就会减少。以上两个居家小实验可以在新课前让学生在家中进行，引导学生对新知识产生兴趣，思考如何用物理知识解释实验现象，通过家长的拍照反馈，教师以线上教学，来帮助学生指出实验操作的缺陷，以及解释实验原理，从而将学生的思维引入新知识的学习。

3.2 以物态变化知识学习为目标的居家实验开展

学生学习完本章节知识后，对水的沸点有了一定的了解，并且知道在不同的大气压下水的沸点不一样，也知道水烧开后会发生，液态转化为气态的变化。为了强化学生对这部分知识的理解，能够直观的观察到水的沸腾过程。教师要求学生开展一个“冷水烧开水”的居家小实验。实验材料为能够封口且不漏水的玻璃杯，刚烧开的开水，冷水，首先在可封口的玻璃杯中倒入半杯开水，立刻将杯子倒扣，注意：开展本实验时需要将玻璃杯用开水预热一会，防止温度突然升高，导致杯子破裂。随后将清水倒在玻璃杯上，可以发现杯中的开水又重新沸腾了。教师线上教学指导学生理解该实验原理：因为倒入冷水后，玻璃杯中的气压大大降低，气压降低水的沸点也会降低，从而导致水重新沸腾。还可以让学生说出其中的物态变化：水由液态转化为气态的气化。或者还可以探究“水结冰后质量会变吗？”，让学生在玻璃杯中放置一块冰块，向玻璃杯中倒入清水，直到水面刚好到达杯口为止，可以发现冰块已经有一部分浮在水面上。待冰块融化，观察是否有水溢出。可以发现冰块融化后水并没有溢出，因此得出结论水结成并后质量没有变。根据学生的实验教师可以通过线上教学进行指导，通过氢键和分子间作用力知识，来指导学生分析水结成冰后只是体积变化，同时让学生知道水结冰是凝固现象，冰融化成水是融化现象。通过居家实验，观察生活中的物体在不同状态下的变化，从而理解物态变化知识，培养了学生观察生活，分析生活现象的能力。

3.3 以光现象知识学习为目标的居家实验开展

“光现象”这部分知识是初中物理教学中比较简单的知识，这部分知识的内容可以直接在生活中观察到，学生可以在家中随时随地开展光现象的实验。例如在探究“平面镜成像”的实验时，学生在家里准备好透光的薄玻璃一块、蜡烛两根、打火机、刻度尺、硬纸板。首先将玻璃立在桌子上，将一支点燃的蜡烛置于玻璃前方，刻度尺放置于玻璃旁，并且和玻璃垂直。然后利用另一根蜡烛在玻璃后方承接蜡烛的像，直到第二根蜡烛能够和像完全重合为止。多次改变第一根蜡烛和玻璃的距离，并测出不同情况下第二根距离玻璃的距离，得出平面镜成的像的大小与物体本身大小的关系，物体和像的连线与平面镜的关系。最后利用硬纸板来代替第二根蜡烛，探究平面镜成的像为虚像。本实验步骤虽然简单，但是其中需要注意的事项还是比较多，学生需要仔细认真的思考每一个步骤，认真探究平面镜成像的特点。最后教师通过线上教学，来对学生的实验开展情况进行点评，指导学生理解平面镜成像原理和特点。

4 结语

尽管疫情背景下无法通过实验室来开展物理实验，毕竟实验是初中物理学习的重要环节，教师可以思考生活中哪些材料可以作为实验开展的工具，哪些情境可以作为实验开展的素材，引导学生在生活中开展实验，通过生活实验来引导学生理解科学知识，内化科学方法，提高实验操作能力、分析能力，最后教师的线上指导也不可或缺，这是学生掌握知识，理解原理的重要过程。