创新初中物理实验的实践研究

李晓兰

【摘要】创新初中物理实验不仅能激发学生学习物理的兴趣，增强学生的动手能力，而且能帮助学生在掌握已有知识点的基础上深刻地理解知识的原理、知识产生的过程，提高运用知识解决问题的能力。我主要通过创新初中物理实验的实践研究，对实验教学方法、手段进行改进与创新，为教材中有内容但无实验的知识点设计创新实验，在适当整合、拓展、延伸教材内容的基础上进行实验创新，对现有教材中的实验进行改进和完善，期望能切实提高学生的思维发散能力和实践创新能力。

【关键词】創新实验;初中物理;实践研究

物理是一门以观察和实验为基础的学科，学生对于物理性质的理解、解决物理问题的方法以及物理思维的提升都是通过实验观察实践总结得出来的。重视实验教学，奠定了学生深度学习的感性认识基础。本文结合教学实例，阐述创新实验在初中物理新授课和复习课和实验拓展课中的作用。

一、领会教材精神与实质，对实验教学方法、手段进行改进与创新

为了验证红外线具有显著的热效应，教材中将温度计放在红光外侧，通过示数变大来说明。教材还提到，今天人们用更加灵敏的电子温度传感器，很容易再现赫歇尔当年的实验现象。新课改和新教材的精神实质和目的就在于提升学生素质，培养创新型人才。在实验教学中，教师要引入新技术，融合多种方式来辅助实验教学，激发学生的实验兴趣，培养学生的创新思维，提高学生的实验动手能力。所以我利用高精度的数显温度计来辅助实验教学，在新授课中这样来设计实验。

（一）实验器材

三棱镜、暗箱、光屏、数显温度计。（数显温度计：带外置探头传感线的防水温度计，2秒刷新示数，0.1℃分辨率，温度可用范围：-50℃～110℃。）

（二）实验步骤及其数据

让太阳光通过三棱镜，使发生折射的光进入暗箱近光口，光成在暗箱里的光屏上。

在暗箱中的红外线、可见光、无光区三个区域放置数显温度计，一分钟后进行读数。

（三）实验结果

通过相同时刻温度对比，红外线区域30.2℃，可见光区域30.0℃，无光区区域29.8℃，说明红外线的热效应最明显，可见光具有能量，红外线区域温度比无光区高。

二、把握教材内容，为教材中有内容但无实验的知识点设计创新实验

教材中利用德国物理学家里特的故事引入紫外线。针对这些无实验的教学内容，根据实际需要适当地进行创新实验的设计，一方面巩固知识，培养学生运用知识的能力;另一方面根据教学内容给定实验目的，指导学生设计实验方案，培养学生的实践能力。我在新授课中这样来设计实验。

（一）实验器材

三棱镜、暗箱、光屏、紫外线测试卡。（紫外线测试卡说明：将圆形感应区域置于阳光下，通过颜色变化判断紫外线强度。）

（二）实验步骤及其数据

（1）让太阳光通过三棱镜，调整位置，使发生折射的光进入暗箱进光口，光成在暗箱里的光屏上。

（2）调整角度，在紫外线、无光区两个区域放置两个紫外线测试卡，放置一分钟后进行对比。

（3）通过观察口观察两个区域的紫外线测试卡，为避免紫光对实验的影响，最后快速在进光口观察，发现在紫外线区域的测试卡变色明显。

（三）实验结果

说明紫光外侧存在紫外线，可让紫外线测试卡变色。

本次实验日期：2020年9月25日，中午十二点半。多云，东北风，气温18～27℃。考虑到多云的天气，在中午阳光强烈的时候进行实验，为避免外界太阳光对实验的影响，设计了暗箱，盖上盖子后，较好地避免了外界太阳光对实验的影响，数显温度计2秒刷新示数，分辨率较高，紫外线测试卡能快速变色反应紫外线的强度，这些都在一定程度上增强了实验的效果。

三、挖掘教材内容，在适当整合、拓展、延伸教材内容的基础上进行实验创新

电路故障是电学的难点，为使学生对故障知识进行系统复习，灵活运用物理知识解决实际问题，让感性认识上升到一般规律，并运用于实践，我开展了《电路故障分析》的专题复习。从实验室到家庭电路故障，创设真实有效的情境，设计创新实验，从而发散学生思维，对实验进行多角度、多方位的思考和探索，达到知识真正迁移的目的。

教学既要基于教材，还要适当整合、拓展、延伸教材内容，创新实验以更加直观、生动的方式帮助学生领悟这些知识，激发学生的创新意识。这节专题复习课基础知识的链接点是电路故障，宏观知识的框架结构是利用三个必备“神器”，让学生成为合格的“小电工”，共设置三个闯关活动，学生合作实验，共同寻找故障原因。

（一）体验故障，助力重点

闯关一：实验前在某些小组的器材上制造故障：剪断小灯泡的底座导线、小灯泡底座短路等。学生在测量小灯泡额定功率时，在连接无误的情况下发现小灯泡不亮，引发了思考。学生想到借助“神器”电压表、电流表来判断故障。

闯关二：闭合开关S、S1，灯L1不亮，保险丝没烧断，学生想到借助“神器”测电笔来判断故障。

闯关三：闭合开关S、S1、S2，灯L1、L2不亮，保险丝烧断，学生想到借助“神器”校验灯来判断故障。

这节复习课中我抛出各种电路故障现象，创设真实的故障情境，罗列电路中的典型故障，及时追问引导学生，让学生在体验中受到启发，想到借助各种“神器”解决电路故障问题。

（二）借助“神器”突破难点

捷克教育家夸美纽斯在《大教学论》中说过，一切知识都是从感官开始的，实验体验通过给学生展示鲜明具体的形象，使抽象的知识具体化、形象化，让学生身临其境，在形象感知中达到抽象的理性顿悟。对于三次闯关，我首先给学生投屏展示实验室的电路故障问题，学生根据具体情况快速找到了设置的故障。然后学生用测电笔查找故障原因，最后揭秘故障，原来灯泡与底座接触不良。最后学生在火线上安装校验灯，发现闭合开关S、S1，L0、L1发光且较暗;闭合开关S、S2，L0正常发光，L2不发光，则L2短路。最后揭秘故障产生的原因，灯L2底座被导线短路。

（三）拓展创新思维提升

课堂中再次拓展创新，让学生体验了线路老化故障。我将口香糖纸剪成条，长度长于干电池长度，两边宽中间细，大概2mm，然后用锡箔面接触电池正负极，用手捏住，一会儿口香糖纸就被点燃了。实验是检验真理的标准，这样震撼的场景在学生头脑中留下了深刻的印象，相比原来的教条主义，效果强上许多，激发了学生探究的欲望，每个同学都跃跃欲试，实验的成功给学生带来了无法代替的成就感。

复习课具有重复性的特点，但是我以实验和故障的形式整合课堂，在整合教材内容的基础上进行实验创新，有意识地引导学生发现“不变”的本质和“变”的规律，从而归纳总结出解决电路故障问题的方法。这样的形式促进了学生创新能力的提升，深化了学生对物理知识的理解，为学生解决更复杂的故障问题奠定基础。

四、立足教材内容，对现有教材中的实验进行改进和完善

现有教材内容丰富，形式新颖，实用性、科学性强，教学时要先对教材进行详细的研究，深入挖掘教材内容，在可行的情况下对现有教材中的实验进行改进和完善。苏科版物理书中有关于水果电池的实验，我将课后实验搬进课堂，增加了实验器材，利用型号为3mm二极管接入电路，效果很明显。学生在掌握二极管具有单向导电性的基础上，又探究了影响二极管亮度的因素：水果的种类、铜锌片插入的深度、铜锌片之间的距离、水果的片数。练习中学生碰到了这样一题：“小明想知道‘番茄电池的正、负极分别是哪一端。现有的器材是实验室用的双量程电流表及电压表各一个，导线若干。小明面临的问题是用哪个电表较好？你认为比较合理的是用____;如果选用另一电表，会遇到的问题可能是_______。”

从实验操作规范性来看答案，电压表可以直接接在水果电池的两端测电压，而电流表则会引起电源短路，损坏电流表。但是有学生提出了质疑，他的答案是电流过小，实验室的双量程电流表无法读出示数。我没有直接给出判断，而是和学生一起去探究，利用实验室的灵敏电流计测量，发现示数是0.15A，所以这是一个有点争议的题目。初中阶段还没有介绍电源的内阻，在初高中衔接上是欠妥的，水果电池的电流本身小，只能使二极管发光，加上水果电源本身有内阻，双量程电流表因电流过小而读不出示数，所以会遇到的问题就不是电流过大损坏电流表。

创新实验要对教材进行详细研究，基于正确的理论指导，对实验进行进一步的改进和完善，提出设计方案，使得物理实验符合学生的年龄特征和动手能力，方案简单易懂，器材获取容易，实验操作简单安全。教师不要轻易否定学生，要鼓励学生将疑点提出來，和学生一起通过可行性实验解决疑点。

物理教师中不乏创新实验的高手，但是真正愿意将创新实验请进课堂的教师不多，一个简短创新视频的录制，一次创新实验器材的制作、选择，一节创新实验课的设计……这需要物理教师拥有将创新实验应用于课堂的理念，愿意花时间去琢磨、设计实验，利用巧妙的设计和有效的整合拓展，达到突破学生重难点的效果。高效的物理课堂离不开创新实验，创新初中物理实验的实践研究正在路上，从教师创新开始，走出我们的第一步，通过创新实验来激发学生的学习本能，真正让创新实验从教师的创新走向学生的创新。

【参考文献】

[1]曹宇扬.应用“创新实验”提升初中物理的课堂效能[J].中学物理，2020（18）.

[2] 江耀基，陈艳燕.巧用创新实验撬动物理课堂的教学策略——以“流体压强与流速关系”教学为例[J].中学物理，2020（02）.