初中物理实验改进与创新助力学生逆商提升的实践研究

摘 要 初中物理实验应基于学生的学习起点与教材的实际进行改进与创新。一个“改”字，彰显“打破”与“超越”；一个“新”字，彰显不满于“吃老本”。围绕递进式实验、对比性实验及互动式实验进行改进与创新，助力学生逆商水平提升，进而影响学生物理学习效果及学科核心素养培养。

关键词 物理实验 改进与创新 逆商

“逆商”，指人们面对艰难险阻，勇于、善于摆脱困境和超越困难的能力，具体到学习中就是指学生勇于面对并积极解决学习困难的能力。逆商是影响学生物理学习及学科核心素养培养的重要非智力因素。

初中物理实验应基于学生的学习起点与教材的实际进行改进与创新。可从三方面开展：一是注重递进式实验，引导学生经历由易到难、螺旋上升的进阶过程，实现思维拓展，培养学生坚持不懈的科学态度；二是注重对比性实验，从中发现物理学奥妙、规律与本质，提升学生坚忍不拔的毅力品质；三是注重互动式实验，借助视频的高效呈现，发挥实验改进与创新的正效应，发展学生积极克服困难的能力。

一、递进式实验助力学生逆商提升

学生的思维生长是爬坡式螺旋上升，层层递进地设计实验环节，符合学生的认知规律。北师大版物理八年级下册第八章《大气压强》正是进行递进式实验的典范，对于“大气压将水托住”这一认识，学生在经历迂回曲折的实验过程中提升逆商。

（一）基于认知误区，进行第一次改进

传统的“覆杯实验”，容易给学生造成认知误区：认为纸片不会掉下来，是因为纸片被水“粘住”了。通过更换实验材料，以更直接、更形象的方式改进实验，能够帮助学生纠正错误认识。

以下是改进后的实验：选择两个长约10厘米的一次性纸杯（甲、乙），其中在“乙”的底部钻一个小孔。步骤一，裁剪稍大于杯口的纸片盖在甲、乙两个杯子的杯口。组织学生翻转杯子，观察实验现象，学生发现因重力作用纸片下落，如图1（a）。步骤二，用手指堵住“乙”杯的小孔，同时给甲、乙两个杯子注满水，重复上面的实验并观察所发生的现象，学生发现纸片静止不动，如图1（b）。步骤三，让“乙”杯的小孔敞开，重复上面的实验，结果与上面的实验相反——水和纸片都掉落——充分证明大气对浸在它里面的物体产生力，如图1（c）。步骤四，用20厘米的纸杯再做实验（如图d所示），为后面的学习埋下伏笔。

四个步骤完成后，教师提出问题：“纸片与水会不会掉下来与什么因素有关？”学生自然而然想到那个被堵住或被敞开的小孔，进一步联系到大气压，由此纠正错误认知，其智商与逆商同步提高。

（二）基于新旧联结，进行第二次改进

“覆杯实验”凸显了气压的作用。假如周围没有大气，实验还会成功吗？基于此假设可进行第二次改进：把“覆杯实验”搬上月球，其实验效果如何？

教师引领学生复习旧知：还记得“声音的产生与传播”吗？利用真空抽气泵装置可以模拟月球环境，“覆杯实验”同样可以通过创造“真空环境”研究大气压：将装满水的杯子盖上硬纸板，让它倒置悬挂在一个支架上，然后移入真空罩内，如图2。如此，新旧知识联结，从反面证明“覆杯实验”中所反映观点的正确性。

上述实验的改进之处是：实验材料简单、实用，实际效果明显、真实——理论被直观形象的实验所证实。整体来说，两个实验彼此独立，但互有联系，逐步递进。学生从正反两方面确信大气压强的存在。从“老装置”到“新环境”的成功过渡与联结中，学生提升了勇于解决疑难问题的能力。

（三）基于学生疑问，进行第三次改进

上述实验中，学生对纸片的作用存有疑惑：抽掉硬纸片，为什么大气压强依然存在，却不能支持水的重力？[1]基于学生疑问，可进行第三次实验改进。

改进的材料为胶头滴管（如图3）。教师指导学生挤出胶头内的空气后吸入液体，然后将胶头滴管下端提高至离开液面。学生发现，大气压的作用不依赖于硬纸片。“既然如此，为什么要用纸片？”教师可趁机反问学生：“如果不用硬纸片，外界的空气会不会进入杯子里面？”经过讨论，学生理解到硬纸片的作用是防止气体进入杯子内部。教师趁机鼓励学生选择两端都开口的细玻璃管或毛细吸管进行实验，可从反面证明这一结论。

三次改进与创新，不仅是认知理论上的由此及彼，也是实践中学生一次次重拾信心的过程。

二、对比性实验助力学生逆商提升

初中实验的改进与创新中，尤其要重视对比实验。对比实验中，学生能更好地理解物理现象内在的规律、奥妙与本质，杜绝半途而废，从根本上解决思维僵化与行动力不够的问题，进而提高逆商。

（一）对比中体现趣味

实验与学习的内驱力在于一个“趣”字。毕竟，学生对某一实践活动的聚焦时间是有限的。在“趣味”、“情境”和“诗意”中，学生才有可能热情不减。“活”中激趣，“趣”中增效，应该成为提升学生学习力与逆商的一个基本视点。“趣”体现在学生的惊讶中、前后思维落差中、意想不到中……

比如，北师大版物理八年级下册《物体的浮沉条件》的学习，可进行如下实验：在乒乓球上粘连一条红色细线，并沿着细线的直线方向标上箭头，细线的另一端固定在一铁块上。生生合作将这样的一个装置放入容器中间并在容器中注水，直到乒乓球上浮的过程中其细线拉直为止。学生发现，乒乓球上的红色细线箭头是垂直向上的。在此基础上，学生合作将此容器倾斜，以为细线箭头会跟着倾斜，但结果再次发现红色细线箭头方向不变，证明浮力的方向总是竖直向上的。

（二）对比中体现创新

在初中物理实验教学中，学生运用知识解决实际问题过程中存在困扰，科学态度培养和学科素养发展受到局限[2]，对比实验应逐渐趋于创新化。创新化是科学实验的内驱力，是学生逆商提升的原动力。别人这样做实验，我们不一定要“依葫芦画瓢”。科学中的创新不是信马由缰，不是用一些新的噱头吸引别人的眼球，而是基于学生实际、教材实际而有所创新。创新建立在改进的基础上，改进的结果必须是创新的。提高学生的创新意识与创新能力，也是提升学生逆商的重要手段。

仍然以《物体的浮沉条件》实验为例，以往的实验器材或教具很多，如悬浮瓶、漂浮瓶等，由于大小无法改变，导致水容量无法改变，很有必要创新实验。受“乒乓球浮起来”实验的启示，有一些学生利用气压式喷壶、注射器、大饮料瓶等进行改进与创新：通过向饮料瓶内打气，瓶内的气压改变了，物体沉与浮的效果比较明显；或者学生按压喷壶开关喷洒水雾，针筒中水量有明显的增减，总体上一目了然，形象生动，学生愿意投入进行具身体验并坚持到底。

三、互动式实验助力学生逆商提升

物理实验需要互动，需要生生、师生、生与家长之间的多维对话。如此，学生参与的兴趣更浓，勇于解决问题的意识更强，逆商的提升变得自然而然。基于真实视频拍摄的实验适合于学生互动，“灵活自由、轻松自然、随意发挥的生活化视频小实验可以弥补现实实验教学中的不足”[3]。学习北师大版物理八年级上册《探究平面镜成像的特点》时，可借助互动式实验，凸显互动，帮助学生理解知识的同时，提升其逆商。

（一）发现问题，设计实验

互动式实验的前提在于发现问题，确定知识点。发现问题应以学生真实学情为出发点。《探究平面镜成像的特点》学习中，学生有疑问：物体在平面镜中成的虚像可以在另一面平面镜中成像吗？有的说可以，有的说不可以。争论的焦点有两方面：一是学生对“虚像”的理解有不同之处，二是学生暂时没有可视化案例予以支撑。那么，能否通过直观形象的实验进行解释呢？由此，学生以“平面镜成像的特点”为知识点，进行实验改进与创新。

“观察自己的后脑勺”满足以上两个条件。虽然是一个简单的观察实验，但是比较创新，学生兴趣浓厚。有的学生可能第一时间想到镜子，毕竟小学阶段“关于直线的传播”中已经知道利用多面镜子可以改变路线，看到肉眼无法看到的事物。于是学生找来实验器材——大、小镜子各一面并开始实验过程：调整镜子与小镜子的位置，同时也调整自己的位置，尽量倾斜，直至能看到自己的后脑勺为止。学生意识到，只要尽力，所谓“不可能看到的”都可以看到，这就是逆商提升的体现。

（二）录制视频，画图理解

这一环节既有教师录制的视频，也有学生自主录制的视频。教师的视频重在展现实验的要领或疑难步骤，对学生有启发、有参考、有帮助，时长控制在两分钟之内。学生分小组进行这个实验，一名学生亲自操作，请小组中的另一名学生拍摄实验过程，做成小视频，小组成员依据这一视频画出自己看到后脑勺的光路图。无论是教师，还是学生，视频中的语言要求生动有趣，富有感染力与幽默感。

师生把小实验短视频发到钉钉群或其他自媒体中（家长可以帮忙），尤其凸显实验中新奇、意外、有趣的地方。同学们积极响应，或多元评价，或上传路线图，或转发视频，或忙于配音……让视频的正效应辐射到更大的时空内，激发更多学生的潜能，无形中提升了逆商。

（三）合理评价，体会感悟

引领学生感悟实验原理，写出体会。一名学生这样写：“一面镜子看不到自己的后脑勺，两面镜子就可以，如果有更多面镜子可能看清更多细微的或一般角度看不到的物理现象。”另一名学生这样写：“既可以移动小镜子，也可以移动我们自己，背靠着大镜子，然后再用小镜子，就能看到自己的后脑勺。”还有一名学生这样写：“平面镜所成虚像能否再次成像，关键要看两平面镜的夹角是多少，要亲自尝试……”

鼓励学生、家长以及更多教师在钉钉群或自媒体中进行自评与他评，充分发挥评价的指导性与激励性功能。可以发现，正是在发视频、看视频、评视频的互动过程中，解决了以往实验中“沟通不畅、合作不强”的弊端，学生产生了更多自信与自豪，合作交流能力得到锻炼与提升。

初中物理实验的改进与创新，正是提升学生逆商的应然，是初中物理实验教学应被补上的重要一环。学生在积累创新性实验的同时，形成正确的物理观念，提升科学思维与科学探究能力，培养科学态度与责任。可见，提高学生逆商水平，对核心素养导向下的初中物理学习具有重要意义。

[参 考 文 献]

[1]牛雅琼.低成本实验在初中物理教学中的递进式运用[J].中学物理，2019（5）：55-57.

[2]吴小凡.深度学习视域下初中物理实验教学路径探究[J].物理教师，2024（2）：58-60.

[3]刘通泉.初中物理生活化小实验的创新与改进研究[J].教育实践与研究，2022（5）：40-42.

（责任编辑：刘艳超）