玩转实验器材 提升复习实效

林斌　曹义才

摘   要：针对当前初中物理实验复习教学现状，文章提出改进的思路和具体的做法，结合实验资源的共性，以某一重要实验仪器为主线，重组整合器材，优化拓展相近实验，从而让学生在重新动手实验中挖掘突破新问题。具体以“玩转弹簧测力计——初中力学实验串讲”为例，介绍如何利用弹簧测力计整合拓展七个重要物理力学实验的教学流程，提升复习实效。

关键词：实验器材；弹簧秤；实验复习；整合；拓展

新课程改革高度重视对学生核心素养的培养，而物理学科作为一门以实验为基础的科学，其中物理实验注重动手探究，强调与生活实际密切联系，在培养学生的创新精神和实践能力上起到至关重要的作用[ 1 ]。在新课教学中，教师较为注重动手实验与课堂教学的紧密结合，但在总复习阶段，实验难得一见，复习效果不尽如人意。为此，笔者以专题实验复习课为突破口，进行了探索与实践。

1  问题提出

在初中总复习阶段，为了加大课堂容量和习题训练量，针对实验复习，一些教师喜欢简单概括归纳一下实验现象后，就通过习题讲解的方式，把做实验变成讲实验、背实验，把考点会怎么考包括实验具体如何操作的过程，变成书面习题让学生做题训练，造成学生的动手能力和理解能力并没有提高。其次，很多学生一到实验时就比较兴奋，声音此起彼伏，并且实验前准备器材繁琐，实验中器材出现的小问题层出不穷，授课教师整节课疲于奔命，准备整理都比较辛苦，所以在总复习阶段，教师能少做实验就少做，器材使用率不高。而长期采取这种“灌输式”和“题海战式”的复习模式，会导致初中生对知识“熟而生厌”，束缚了学生思维的发展，挫伤了一些爱动手的学生积极性，最终也影响到学生发现意识和创新思维的形成[ 2 ]。由于学生没有对实验具体过程做深入理解，对相近相通的实验加以构建和完善，忽视了整体性和开放性，所以中考数据分析时，常常发现“实验探究题”是失分率最高的一类题型。曾有教师总结“教师教的无奈与学生学的无聊导致复习的无效” [ 3 ]。

2  教学改进

建构主义学习理论认为，教师的教学行为和目的不能局限于让学生进行知识的记忆迁移，更要培养学生综合运用知识的技能。所以教师可以在复习阶段，大胆摒弃按照课本章节复习的方式，注重整合提炼，寻找共同主线让实验能够重组和优化，引导学生构建系统的实验知识架构，让学生在已有的基础知识上，综合应用相关实验。同时，教师应当明确实验复习就应该回到物理实验本源，让学生重新体验动手实验，不仅可以挖掘突破新问题，还可以完善学生的知识结构，锻炼学生的动手与实践能力。

鉴于总复习时间有限，不可能像学新课时那样个个实验均充分探究。这时教师可以结合实验资源的共性，以某一重要实验仪器为主线，寻找相近或相似实验需要的器材进行补充，从而实现教师准备器材方便，又能利用某一课时即可拓展完成多个动手实验的目的。例如在初中阶段，力学实验基本上少不了弹簧测力计（即弹簧秤），电学实验大多需要变阻器，电磁学实验离不开小磁针，光学实验常要用到凸透镜或平面镜等等，充分挖掘以上主要仪器的使用范围，即所谓的玩转，就可以达到提升实验复习的效果。学生对这种一节课时可以玩转这么多实验的学习方式也充满了新奇感，乐于参与动手实验，所以专注力集中、课堂氛围活跃，促进了复习效果的提升。

3  案例分析

以总复習观摩课“玩转弹簧测力计——初中力学实验串讲”为例，介绍如何利用弹簧测力计整合拓展七个重要物理力学实验的教学流程。

3.1  精选器材，操作简便

如何在1～2节课时里完成多个动手实验和归纳总结，课前认真准备是关键。教师要对教材实验内容熟记于心，善于提炼共性，才能寻找尽量简练的实验器材完成串讲多个实验的教学目标。同时，教师选择器材时尽量能够一物多用、一物共用、一物巧用，便于减轻课前准备的工作量。例如本课例中，学生四人分组的器材为：弹簧秤（两个）、钩码（4个）、开好孔的硬纸板、木块、细绳、铁架台、玻璃杯（装有水）、袋装橡皮泥、滑轮（两个）。教师演示教具：比学生分组器材多一个弹簧、杠杆和自制的“工”字型木板。以上器材并不复杂，准备及分发不会占用教师较多时间。为了提高复习课实效，同时更好地吸引学生的目光，印制一张图文并茂的海报式板书，可以利用磁吸张贴在黑板的一侧。在突出弹簧测力计的背景下，左边排列着本节课要完成的七个实验示意图，右边的实验结论均留白，每个实验对应的结论均在事先准备好的贴板上，根据课堂复习的进程，逐一张贴展现。同时学生学案中配有这张原图，方便学生记录巩固。

3.2  串讲实验，玩中促学

本节复习课以弹簧测力计为主线，将七个力学实验融合设计、优化整合，激发学生动手参与的欲望，巩固深化实验知识，感悟学过结论的运用，按以下步骤推进本节课进程：

步骤1：创设情境，引入专题

请学生上台表演利用弹簧测力计测量换算出物理课本是多少千克？

步骤2：了解弹簧测力计的前世今生

教师利用一根弹簧挂在自制的“工”字型木板的顶端，理解弹簧受到的外力与弹簧伸长量成正比的工作原理。

步骤3：重力与质量有什么关系

让学生分组用弹簧测力计和勾码进行探究重力大小的实验。

步骤4：弹簧秤拔河比赛

让学生利用两个弹簧测力计和开好孔的纸板进行二力平衡条件的探究实验。

步骤5：滑动摩擦力与表面积大小和速度有关吗

利用弹簧测力计和木块，让学生主要探究表面积和速度大小与滑动摩擦力无关的易错点。

步骤6：浮力与形状、深度的关系

利用弹簧测力计、橡皮泥和水槽，探究形状变化及浸没后深度与浮力无关。

步骤7：在平衡的杠杆上拉力方向的影响

教师事先组装好在水平位置平衡的杠杆，请学生上台来，利用弹簧测力计在同一水平面改变拉力的方向，同学们观察什么时候拉力最小？理解为什么？

步骤8：滑轮间力和距离的变化

利用弹簧测力计、勾码和动滑轮探究力和距离的变化规律。

以上实验虽然多，但都是学生做过的实验，操作起来难度不大，又以“玩”的名义让学生参与其中，所以学生乐此不疲、乐在其中，促进了学生们的学习积极性，提升了复习课的教学容量和复习效果。

3.3  创新教具，突破难点

目前中考实验题除了对教材实验的掌握外，对创新延伸的实验也越来越多，所以我们的目光不能局限于基础知识，要注意拓展学生的思维，通过实验培养学生的思维意识和创新能力。这节课中利用自制的“工”字型木板这一简易教具，进行实验的扩展和延伸，可突破三个难点实验。

（1）利用弹簧挂在自制的“工”字型木板的顶端，观察到弹簧受到的外力与弹簧伸长量成正比并标明刻度后（如图1所示），在弹簧后面加上打印的弹簧测力计外壳图片，就形象地展现出了弹簧测力计怎么制作的过程。学生感觉到物理原来如此好玩实用。

（2）将“工”字型木板旋转90°后平放在水平桌面上，请一位学生用弹簧测力计水平拉着木块在木板上不动，教师将木板水平抽出，观察弹簧测力计的指针是否更加稳定（如图2所示）。通过该实验可以直观解释摩擦力的方向，这道问题也是中考考题中的难题。

（3）许多学生对水平放置的滑轮组的力和距离大小存在困惑，利用“工”字型木板和弹簧测力计的现场试验，较好地解决了这一难点。先利用“工”字型木板做竖直方向滑轮组的实验，在木板上标注出移动的距离并记录下弹簧测力计的示数。然后教师再将“工”字型木板旋转90°，在水平方向上利用同样的滑轮组让木块移动相同的距离，对比移动的距离和弹簧测力计的示数（如图3所示）。学生就会明显看到示数的变化，发现其中的规律。这样的实验效果与教师在黑板上做题讲授的效果完全不同。

3.4  学案配合，精做精练

在专题实验复习后，整合的实验肯定要有针对性整合的习题，实验复习的效果才能体现出来，实现学生的知识结构向认知结构转化。结合总复习的要求精选与本节课相关联的中考实验题作为学生的学案作业。中考试题具有一定的扩展和延伸，是对实验细节和实验运用的考查，对提高学生对实验细节的敏感度，提升实验复习效率具有帮助[ 4 ]。但教师务必要精选题目，甚至可以结合自己学生的学情，改编中考原题，本节课仅选了十道题目作为课堂训练及课后作业的题目。鉴于总复习时，有些学生基础知识掌握较好，教师可以选择其中一两道综合力学实验题目作为提升挑战题，对于那些学有余力的学生而言，能够较好地锻炼其思维能力。

4  反思

本案例实验复习课确实容量大、实验多，对于教师和学生而言均是与常态课不一样的课堂。教师可以根据学生实际，合理安排课时。若学生程度好、理解快、动手能力强，则可以在较短的课时完成复习课。若反之，教师则可以多安排几个课时完成。但要明确教师通过专题复习课，就是要让学生从简单的知识重复走向对实际问题的应用；从被动的学习走向主动的学习；从重视课本知识，最终能够走向学会探究。做中玩、玩中学的实验复习课，是学生喜欢的课堂。只要回归到物理以实验为基础的本源，就能更深地体会到物理学科的魅力，提升实验复习课堂教学的效果。

参考文献：

［1］ 余文森.核心素养导向的课堂教学[M].上海：上海教育出版社，2017：19-20.

［2］ 黄财发.浅谈初中物理实验的高效复习策略[J].考试周刊，2018（59）：160.

［3］ 蔡峰黎.促进深度学习的初中物理復习教学策略：以《固体密度测量的复习》为例[J].中学教学参考，2018（20）：44-45.

［4］ 林君祥.基于学科核心素养的初中物理实验复习课教学[J].物理教师，2019（7）：47-49.