指向深度学习的初中物理实验教学

李建刚

【摘要】本研究以苏科版初中物理八下第十章内容为基础，通过列举与“大气压强”相关试题和解析的方式，归纳初中物理实验教学促进学生深度学习的策略，分别为实验问题情境生活化、实验问题情境逻辑化、实验问题情境探究化.

【关键词】初中物理；深度学习；实验教学

在教育领域之中，“深度学习”主要是指学生基于某一主题开展探究式学习，在教师的辅助引导下学生的学习活动更具针对性，学生将会在探究的过程中深层次地、高效地建构知识体系.由此可见，深度学习对于提升学生的学习效果具有积极意义.同时，《义务教育物理课程标准（2022年版）》建议教师将学生置于解决问题的情境之中，并促使学生在问题情境中探索和发现知识，所以新课标下，教师应有意识地创设物理实验问题情境，促使学生在问题解决中深度学习.

1 实验问题情境生活化

在以往的教学实践中，学生所构建的知识体系大多局限于课程理论知识，知识的灵活运用能力不高，所以关于学生深度学习的开展，教师可基于生活教育理论，通过贴合生活实际创设实验问题情境，在增强理论知识与实际生活相关性的基础上，帮助学生进一步完善知识体系.

例1 下列表述正确的是（ ）

（A）应用高压锅能够快速将食物煮熟，原理为气压越高沸点越低.

（B）托里拆利实验过程中更换了更粗的玻璃管后，测量的值则偏小.

（C）轮船的船闸、医用的注射器以及供热锅炉的水位测量计均是利用了连通器的原理.

（D）墨囊式钢笔在使用的过程中，墨水之所以会被吸进钢笔，是利用了大气压强的原理.

解析 选项（A）中，高压锅之所以能够快速地将食物煮熟，原因是锅内的气压高，气压越高沸点越高，故（A）错误.

选项（B）中，托里拆利实验中水银柱所产生的压强与水银柱的粗细并不相关，所以即使将玻璃管更换，管内的水银所竖起的高度仍不会改变，则测量的值亦不会发生改变，故（B）错误.

选项（C）中，船闸与锅炉的水位计所应用的是连通器的原理，而注射器则不是，故（C）错误.

选项（D）中，墨囊式钢笔吸墨的原理在于墨囊内的压强低于外界气压，所以撒开捏住墨囊的手后，墨水将会在大气压强的作用下被倒吸进入墨囊中，故（D）正确.

综上所述，正确答案为（D）.

小结 本题中，除选项（B），其余三个选项均取材于生活，主要考查学生是否能够将大气压强知识熟练地应用于实际生活之中.学生逐个选项探究实验问题的过程即可增强大气压强知识的应用能力.

2 实验问题情境逻辑化

新版课程标准再次强调了物理学科教学中核心素养的培养，其中科学思维素养涵盖科学推理、科学论证等要素，那么在深度学习视域下，教师可以通过设置逻辑化的实验问题情境，培养学生的科学思维素养，由此促进学生深度学习.

例2 小明手持如图1所示未装满水的玻璃瓶由1楼乘坐电梯至28楼，因气压随着海拔的升高而______（填“減小/不变/增大”），所以能够看到瓶中细玻璃管的水面______（填“降低/不变/升高”）.

解析 大气压强受高度因素影响，当高度升高时，大气压强随之降低.在本题中，题目指出玻璃瓶由1～28楼，高度升高，则大气压强“减小”.

仔细观察图片可知该玻璃瓶口由橡皮塞封闭，所以无论玻璃瓶处于哪一楼层，瓶子内的气体气压将始终保持不变，但当外界的气压逐渐变大时，瓶内的气压与外界的气压差值会越来越大，继而将玻璃管中的水压入细管之中，所以小明能够看到瓶中细玻璃管的水面“升高”.

综上所述，答案为：减小；升高.

小结 本题除考查学生大气压强基础知识，还考查学生的逻辑推理能力，学生在探究该问题的过程中需要结合高度对大气压强的影响以推理玻璃瓶内外的气压变化，才能够明确玻璃管内的水位变化，对该问题情境的充分推理有利于学生深度掌握高度对大气压强的影响，同时学生的科学推理能力也能够得到一定的训练，继而形成科学思维素养.

3 实验问题情境探究化

教师立足于大气压强实验方案设计创设具备探究性的实验问题情境，能够将学生置于实验方案探究的学习情境中，学生探究实验方案的过程即知识整合应用的过程，从而促使其深度学习.

例3 一次登山活动中，小李与小红想要应用注射器、弹簧测力计等相关物品测量山顶上的大气压.

小李将注射器的活塞推至针筒的最底端，使橡皮帽封住针孔；

小红截取细线并将其拴住注射器活塞的颈部与弹簧测力计，以水平方向向右缓慢地拉动针筒.

小李与小红所测量的是大气对______ （填针筒/活塞）的压力.

小红在用橡皮帽封住注射器针孔时发现无论如何均无法排尽注射器顶端针孔处的空气，这会使测量的结果（填偏大/不变/偏小）.

小李则建议小红在注射器的活塞周围涂抹润滑油，而后再将活塞插入至注射器的针筒内，此操作不仅能够提升活塞的密闭性，而且还可以______.

实验过程中二人协同合作将实验装置始终保持在水平的方向，此操作可以减小对实验的影响，从而提升实验的精确性.

解析 实验过程中注射器滑动的部位为活塞，所以兴趣小组所研究的是大气对活塞的压力.

若注射器内仍存在残余气体，那么注射器内一定存在气压，继而使拉力变小，所测气压也将会偏小.

涂抹润滑油还可以提升装置的密闭性，当弹簧测力计与注射器不处于同一水平方向，活塞将会受重力的作用，使测得的压力不等于大气压力，所以使二者处于同一水平方向可以最大限度地减小活塞自重对实验精准度的影响.

故答案为：活塞；偏小；增加装置密闭性.

小结 本题考查学生对大气压强实验方案的设计能力，学生需要在现有的实验方案中考量实验装置的组装情况、实验结果的准确情况，所以学生在探究现有实验方案的过程中能够整合过往所学知识，并将其应用于具体的实验方案设计中，从而提升物理方案设计能力.

4 结语

综上所述，本文从实验问题生活化、逻辑化、探究化三个维度分析了深度学习视角下初中物理实验教学策略，通过本文的理论研究得以明确，教师可以立足于实验问题情境，通过创设能够提升学生知识应用能力、培养学生核心素养、增强学生物理方案设计能力的问题情境，从而促使学生深度学习.

参考文献：

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