基于核心素养的初中物理演示实验改进案例

黄灵万

【摘要】初中物理演示实验是实验教学的重要部分，对培养学生核心素养有重要的作用，本文以“奇妙的透镜”演示实验改进为例，通过改进演示实验帮助学生自主建构物理观念，提高学生的科学思维能力和科学探究能力，培养学生科学态度和责任感。

【关键词】初中物理;核心素养;演示实验

“奇妙的透镜”粤沪版八年级物理上册第三章第五节教学内容，在教学实践中，发现本节课的演示实验效果欠佳，因此，有针对性地对本节课的演示实验进行了改进。

一、改进演示实验的悬念，激发学生对问题的思考

八年级的学生好奇心强，具有强烈的求知欲望，教师要创设演示实验的悬念，增强对演示实验现象的思考，通过设计演示实验的情境帮助学生提出相关的问题，引发学生的思考，思考演示实验现象的背后，分析物质之间能量的变化与转移，从而培养学生的物理观念。

案例1：点燃火柴

在课堂实践中，教师用透镜在阳光下点燃火柴实验作为新课的引入，但是，有些时候天气比较阴暗，无法完成利用透镜在阳光下点燃火柴的演示实验。因此，教师要通过改进演示实验的器材。首先，用一个物体（里面是凸透镜）放在灯光（用锡纸包浴霸灯上部分会光热集中浴霸灯泡功率为1000W）下，火柴立刻被点燃，学生亲眼看到火柴点引发学生的好奇心，是什么点燃了火柴，这盒子里的物体为什么放在灯光下就可以点燃火柴呢？让学生去猜盒子里有什么东西？很多学生都勇跃地回答，极强的表现欲望，有学生说镜子、凸透镜、隐形点火器等。接着，教师拿出盒子的东西（凸透镜）展示给学生观察，学生发现原来是块透镜，学生会思考，透镜为什么能点燃呢？是不是所有的透镜都能点火呢？这些热量通过透镜后都会聚集吗？学生迫不急待地想进行下一个实验，从而想进一步探究奇妙的透镜。

二、由演示实验改成体验性实验，建立感性认知

教师要改变传统的演示实验方式，应由演示实验变成体验性实验，建立感性认知，充分发挥学生主体性，让学生通过亲身体验来分辨透镜种类，通过视觉体验和神经感知，体验出什么是凸透镜和凹透镜，帮助学生在大脑中建立物理概念，通过多种体验实验的方法提升学生的发散思维水平，通过参与整个实验过程获得探究的结论，学会探究的思维方法，养成探究思维习惯，从而培养学生的科学思维。

案例2：分辨凸透镜和凹透镜

在分辨凸凹透镜时，教师在学生桌子摆器材，让学生自己去动手体验。学生利用各种方法来分辨凸透镜和凹透镜。部分学生会采用“摸”的方法来判断凸透镜和凹透镜，触摸起来感受到中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜;中间薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜。另一部分学生会采用“看”的方法来判断凸透镜和凹透镜，用透镜靠近书本看到放大的是凸透镜，远处看时看到倒立缩小的是凸透镜。还有部分学生会到阳台上用阳光照来“照”，判断凸透镜和凹透镜，把透镜放在阳光下，另一侧有—最小最亮的光斑是凸透镜。当看到学生们已经完成了各自实验之后，让有代表性的小组上台展示和描述自己分辨凸透镜和凹透镜的方案。最后，教师引导学生归纳辨别透镜的方法。

三、由演示实验改成探究性实验，促使学生交流讨论

在演示教学的过程中，如果不能将演示实验现象和真实问题实现有效地结合，那么就要改进演示实验的设计，调动学生的兴趣和注意力，从而在实验演示的过程中引导学生进行知识建构、以创新思维对旧知识在演示实验中进行分析。在改进演示实验的过程中，以旧知识作为基础，提出新知识，建构知识的完整性，促使学生的创新思维和建构知识的能力得到很好地培养，从学生的经验和已有的知识出发，让学生在观察、操作、猜测、交流、反思等活动中逐步形成知识的产生、形成和发展的过程，从而培养学生的科学探究能力。

案例3：观察透镜对光的作用

常规演示观察透镜对光的作用实验里，主要演示做法是用三支激光笔平行照射到凸透镜、凹透镜，看到三束光线通过凸透镜后，光线会会聚，三束光线通过凹透镜后会发散，学生很快总结出：凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。但是，到了课后遇到真实问题的时候学生就解释不了，暂时的表象记忆只能使学生应付考试中的简单作图，不能理解透镜对光作用的真正含义。比如，在课后练习中，学生画出不平行于主光轴的光线通过凸透镜、凹透镜时，学生不知从何下手。针对这一问题，对此演示实验进行了改进，让学生在实验过程中观察到光路可逆的实验，具体改进如下：分别取出三支大功率红光激光笔、三支大功率绿色激光笔、凸透镜、凹透镜，以上所需实验器材都可以吸附在黑板上。先用三支大功率红光激光笔平行照射到凸透镜、凹透镜，让学生观察按照光路用白色粉笔画光路，接着关掉红光笔，再用绿光笔逆着照射，用红色、粉色画出光路，并标出方向。最后，同时开红光笔和绿光笔，发现两条光线是重合的，光路比较清晰，效果明显，展现给学生面前很有立体感。学生发现，不管是凸透镜还是凹透镜光路是可逆的，并让学生运用自己的语言描述透镜对光作用，引导学生探究透镜对光作用的实验方法。

四、演示学生课后实验成果，培养学生的知识迁移能力

教师要创设平台给予学生演示课后实验成果的机会，使学生的“做中学”“研中学”“创中学”得到展示和认可，强化学生亲身体验和动手实践，综合运用观察、观测、模拟、体验、设计、制作、参观、调查等多种方式。同时，这也是学生对生活实践的浓缩演绎，在外界信息和已有知识的相互作用之下，学生能够实现新知识建构，同时将物理知识的实践应用性发挥出来。提升学生的思考能力和知识综合的能力，在不断丰富积累的过程中提升学生的物理学习能力，开拓学生“生活体验”的情感思维，促进学生“从生活走向物理，从物理走向社会”，充分挖掘学生内在的潜能，注重科学精神和意识，渗透“科学、技术、社会”，让学生关心生活、关心社会，探索自然，感悟物理的奥妙，提高学生对科学的兴趣和关注度，培养学生科学的态度与社会责任。

案例4：自制透镜和生活中的透镜

（1）学生自制透镜展示实验器材源自生活中。有些学生把课后自制的透镜在课堂上展示，再在讲台上展示用冰做透镜的做法：先用塑料做成凸透镜、凹透镜模板，然后放满水，用保鲜膜封好，放入冰箱里第二天早上拿出来。当学生把一大块用冰来制作的凸透镜和凹透镜展示出来后，其余学生心里也充满敬佩与好奇，从而能激发并培养学生的动手能力。

（2）学生演示实验生活中的透镜，注重知识迁移应用能力。学生拿出一瓶空的矿泉水瓶，然后往瓶子倒入清水，再侧开1000W浴霸灯照着装有水的瓶矿泉瓶，在另一侧放个一团纸，发现纸团一会儿就燃起来，学生演示实验完成之后，提醒学生平时不要乱丢弃瓶子，下雨時雨水进入饮料瓶后，此时瓶子里装有水就类似于一个凸透镜，当阳光照射装有水的瓶子时对光有会聚作用，会点燃周围物质，容易发生火灾。

五、结束语

总之，改进演示实验后，可以提高实验教学的效率，能够帮助学生建立物理概念，还能够培养学生的观察能力。同时，培养学生在遇到问题时分析解决问题的能力，帮助学生从演示实验现象中获得感性认知，从感性认知中培养学生的观察能力和科学思维能力，继而培养学生知识迁移应用的能力。

责任编辑  梁国胜