优化实验设计，建构魅力物理课堂

周峰

【摘要】物理是一门以实验为基础的学科，初中阶段的学生具有很强的好奇心和求知欲，如果按照传统的实验教学方式，很容易让学生厌倦学习，另外新课标对初中物理教学提出了更高的要求——学生才是课堂的主体，那么教师就可以结合教学内容精心优化实验设计，更好地吸引学生的学习注意力，调动他们参与学习的积极性和主动性，培养学生的思维能力，建构富有魅力的初中物理课堂.

【关键词】初中物理;实验设计;课堂教学

传统的物理课堂多是教师讲授、学生听讲的教学模式，实验作为物理教学不可或缺的一部分，教师在实验教学时也多采用这种教学模式，这样的课堂比较死板，缺乏学生的参与过程，导致学生不能保持长久的注意力，为了扭转这种局面，教师可以优化实验设计，以便更好调动学生的参与热情，正是在学生的参与中，才有效地激发了学生的学习兴趣，培养了学生的思维能力，领略物理的魅力和精彩.

1 优化实验设计，激发学习兴趣

导入成功与否是教学效果好与坏的关键，因此教师在进行课堂教学的过程中，不再使用长驱直入的方式，而是根据教学内容，优化实验设计作为课堂导入[1].设计的实验本着易于操作、取材简单的理念，把物理实验理论与实践进行有机的结合，使学生能够深深地感受到其中的乐趣，再加上初中阶段的学生好奇心比较强，因此他们更愿意加入到实验中来，从而有效地唤醒求知欲望，提升课堂教学的成效.

例如在教学《气体的压强》一课时，由于大气是看不见摸不着的，虽然学生生活在其中，可是对于气体压强的存在却是不容易理解的，要想顺利地完成本节课，教师可优化实验设计进行导入，以帮助学生对大气压有直观的认识.教师在课前拿出事先准备好的实验器材——简单、易于操作：剥掉皮的熟鸡蛋、小玻璃瓶（使鸡蛋略微大于瓶口）、棉球（蘸有酒精）、打火机.学生看到这些简单的器材心中充满疑惑——这么简陋的器材也能进行实验？教师开始操作起来，学生的好奇心被成功的激发，自然就非常认真地观看教师的操作，教师先把鸡蛋放在瓶口上，鸡蛋稳稳地立在了瓶口上，接着教师拿掉鸡蛋并用打火机点燃棉球后放入小玻璃瓶中，然后把鸡蛋尖尖的那头压在瓶口上，教师提醒学生仔细观察会发生什么现象，学生惊奇地发现鸡蛋先是变长了，最后出现了更为惊奇的一幕——鸡蛋进入了瓶子中，学生都有点不相信自己的眼睛了，教师趁势抓住学生的疑惑心理，向学生提出：为什么鸡蛋会进入瓶子呢？这就是本节课将要学习的内容——气体的压强，学生的学习兴趣被成功的激发了出来.

教师根据教学内容，通过实验导入新课，让学生在实验的激发下，产生学习兴趣，增进获取新知的内驱力，为接下来的深入学习奠定基础，有助于提升学习效果.

2 优化实验设计，激发探究欲望

物理知识都有理论性，而且对于初中学生来说很抽象，如果教师平铺直叙地进行讲授，学生理解起来就会有困难，因此教师可以优化实验设计，根据教学内容的原理为学生设计实验，让学生在实验的展示中产生探究的欲望，积极投入到實验活动中，有思考、分析动脑的过程，这样将有助于学生对物理原理有清楚的认识，促进他们准确地掌握物理知识，强化他们对所学知识的印象[2].

例如 在教学《摩擦力》一课时，本节课涉及了滑动摩擦力的大小与正压力和接触面的粗糙程度有关的内容，如果教师直接告诉学生这个结论，学生就只是死记硬背，未必能真正理解.因此，教师根据物理原理优化实验设计，帮助学生理解这部分内容.教师先拿上一个长条凳子，并在凳子的一侧放置一些书，然后请上来两个学生，让学生把手放在凳子的下方拖动凳子，两个学生同时向相反方向拖凳子，教师让其他学生猜测一下谁将是胜利者，并说出猜测的理由.学生纷纷猜想实验结果，最后没有放书的这侧的学生输了，猜到这个结果的学生都很兴奋，得出滑动摩擦力与正压力有关.接着教师拿掉凳子上的书并交给输了的学生一块毛巾，这个学生把毛巾缠在手上后两个人继续进行实验，教师仍旧叮嘱其他学生进行猜想和思考，看看这次的胜利者会是谁，并分析其中的原因.学生再次积极地行动起来，仔细观察并动脑思考、分析、探究，这次是缠上毛巾的学生胜利了，课堂再次达到高潮，猜对的学生发表自己的看法：之所以胜利是由于毛巾的功劳，是毛巾增大了手和凳子之间的粗糙程度.在学生的积极探究中，把滑动摩擦力的有关因素找了出来，使学生在直观的实验中有了准确的认知.

教师结合物理原理进行优化实验设计，使学生在实验中能够直观地获取到相关的物理知识，同时也成功地激发了学生的探究欲望，提升了学生的课堂参与性，这与教师的单纯灌输相比，效果要好得多.

3 优化实验设计，提升思维能力

物理知识有时不能直接地表现出来，需要依靠学生在头脑中建立模型来化解学习难点.为了学生能够从抽象的知识点中获取到物理模型，教师可以利用实验助力课堂教学，这样就能让学生在形象的实验中，通过观察、分析、思考、归纳，探寻到具体的物理模型，促进知识的增长，有效地提升学生的思维能力，让物理课堂更加灵动.

例如 在教学《电阻》一课时，教师先是把电阻的大小决定因素讲解给学生，为了更加形象地让学生得出这个结论，教师通过引入实验，让学生亲眼见证了电阻大小与什么有关的事实.教师准备好了两节干电池、小灯泡、两块铜板（有小孔），用导线把它们连接起来，再把硫酸铜溶液倒入玻璃缸中，教师先提醒学生注意观察随着两块铜板插入溶液的深度不同时小灯泡的亮度有何变化，从而说明了什么问题.学生很认真地观察着教师的操作，学生发现随着教师把铜板插入溶液越深，小灯泡的亮度在逐渐变亮;接着教师再次提醒学生注意观察两块铜板在同一深度时逐渐拉开距离，小灯泡的亮度又会有何变化，说明什么问题，学生通过观察发现小灯泡的亮度随着铜板距离的变大而变暗.其实这个实验就是告诉学生导体的横截面积变大导致导体的电阻变小、导体的长度变长导致导体的电阻变大，可是这个实验在说明横截面积、长度时并不是直接给出的，需要学生进行观察、抽象分析、提炼得出电阻的模型，经过一定的时间、再加上教师从各个角度让学生观察铜板在硫酸铜溶液的位置，最后学生得到了铜板中间夹着的硫酸铜溶液就是导体，它的横截面积与铜板的相同，它的长度就是铜板间的距离，至此导体的电阻的模型就显现在学生的头脑中了.

教师借助实验，使学生在观察、分析中获取到新的物理模型，这样不仅能够使学生的注意力始终保持在课堂教学中，还能使他们在提炼物理模型的过程中，发展思维能力，让物理课堂更加高效、精彩.

4 优化实验设计，培养探究能力

新课标要求尊重学生的主体地位，教师要顺应时代发展的需求，把课堂的主动权交还给学生，尤其在实验环节，教师可以根据学生已经掌握的知识优化实验设计，给学生提供参与实验探究的机会，特别是有些实验在操作时有不当的方面，教师就可以和学生一起探究新的实验方案，并让学生按照自己制定的实验方案进行操作，这样的课堂不仅高效、轻松，还能够有效地培养学生的探究能力，提升学习质量[3].

例如 在教学《升华与凝华》一课时，在讲到升华与凝华的特点部分，课本中要求观察升华和凝华现象，利用了锤形玻璃泡操作实验，而锤形玻璃泡很容易破碎，在操作时不安全，因此教师就组织学生对这个实验方案进行了深入的探究，学生在宽松的探究氛围中积极发言，纷纷提出自己的实验方案，其中就有学生提出了玻璃泡易碎，可以改换成玻璃瓶，只需要把它密封好就行了，还有学生提出课本中提到了冷却过程，并没有指出怎样冷却的，如果等待玻璃泡自然的冷却需要很长的时间，课堂教学就会受到影响，可是如果放到水中会不会造成玻璃泡破碎呢，还有学生提出课本中给出的微微加热，那么可以利用热水和冷水来实现加热和冷却的过程，最后大家总结出：用玻璃瓶代替锤形玻璃泡来操作实验，用两只烧杯分别装上热水和冷水.

这样这个实验就变得简单易于操作了，于是教师让学生动手实际操作实验，学生很积极地操作起来，先把碘颗粒放入到玻璃瓶中，然后在两只烧杯中分别放入热水和冷水，先把玻璃瓶放到热水中，学生仔细观察看到了玻璃瓶中都是出现了紫红色的碘蒸气，接着把玻璃瓶放到冷水中，学生发现在玻璃瓶的侧壁上附着了一层晶莹的碘粒.

教师根据学生的知识水平优化实验设计，让学生对课本上的实验探究新的方案，并让学生按照自己制定的实验方案亲身操作，这样不仅能够让学生在课堂中更活跃，还能够激活学生的源思维，提高思考力和创造力.

5 优化实验设计，提升辨析能力

在进行实验教学时，教师习惯于操作得很完美，感觉这样就能给学生起到榜样的作用，使学生在完成实验时也能够做到完美，殊不知这样的完美对学生收获知识来说是不利的，而且在考察实验内容时，也会出现找实验操作错误或不当之处的考查，完美的实验操作不利于学生反思，学生只能依靠死记硬背来完成这类的题目.因此，教师为了扭转这一局面，可以把操作失败的实验擺在学生的面前，以冲击学生的感官，之后再让学生体会到实验的成功.这样的对比，能够很好地提升学生的辨析能力，彰显物理课堂的魅力.

例如 在教学《分子的相互作用》一课时，教师就把实验的失败和成功都展现在了学生的眼前，使学生既看到了操作失败又看到了最终的成功，这样在学生的头脑中将留下深深的实验印记.教师针对铅块为什么能够吸附在一起展示操作给学生并不时用问题来引导学生进行观察、思考.

教师首先提出：如果不用任何的粘合剂，能否可以使两块铅块吸附在一起.有学生就主动要求操作一下试试，这个学生用尽了全身的力气，最终也没办法使铅块吸附在一起，这时教师也拿起铅块模仿刚刚学生的样子——用力压两块铅块，最后也操作失败了.这时教师拿起一把小刀，在学生的见证下又拿起铅块，用小刀把两块铅块削得特别的平滑并展示给学生看，接着让学生继续见证实验操作，只见教师手拿两块铅块轻轻的贴在一起，还没等倒转过来一块铅块就掉了下去，很显然实验又一次失败了，学生彻底失望了——看来铅块在没有粘合剂的情况下是不可能吸附在一起了，就在学生要放弃的时刻，教师再次拿起用左右手拿起铅块，仍旧是把铅块贴在一起，只见教师放慢了挤压铅块的动作，让学生能够清楚地观察到教师这次是非常用力地把两块铅块挤压在一起的，这时教师拿开右手，并缓慢地调转左手向上提着两块铅块，学生吃惊地发现铅块竟然粘合在了一起，这时教师在下方的铅块上开始挂钩码——一个、两个、三个……学生都不敢大声喘气，太担心铅块会被钩码拽下来，这时有学生提出想试试能不能把铅块拽开，学生到讲台前操作了一下，结果没能拽下来，这时教师顺势提出为什么用小刀削平滑、用大力气挤压就能使铅块粘合在一起呢？课堂再次达到了高潮，使学生明白了实验操作的成败关键在于分子间的距离，也就是说分子间的作用力需要满足条件才能表现出来.

教师在课堂教学中，把实验操作的成败都展现在学生的面前，撞击学生的思维，强化他们对所学知识的理解，还能提升学生的辨析能力，实现建构魅力物理课堂的目标.

6 结语

总之，在物理课堂教学的过程中，教师要充分发挥实验在物理教学中的作用，通过优化实验设计，让学生能够积极、主动地参与到学习活动中，强化对所学知识的理解，建构完善的知识体系，发展学生的思维能力和物理综合素养，实现可持续发展.

参考文献：

[1]葛晓燕.初中物理创新实验教学策略探讨[J].求学，2021（16）：7-8.

[2]孙琴.小实验，大作用——初中物理教学中的实验教学法探讨[J].新课程，2021（21）：218.

[3]郑建新.基于发展学生思维品质的初中物理实验设计[J].中学物理，2021，39（22）：29-31.