吳剛

摘 要： 在初中物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的重要手段，是落實(shí)物理課程的教學(xué)目標(biāo)、全面提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑。本文根據(jù)不同教育目標(biāo)和內(nèi)容創(chuàng)設(shè)了四種不同實(shí)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞： 物理教學(xué) 物理實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)

出于物理學(xué)科的特征及對(duì)學(xué)生年齡特征等諸多方面的考慮，物理教學(xué)必須是建立在感性認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上的。在教學(xué)中必須創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生看得到、摸得到、聽得到、接觸得到各種物理現(xiàn)象，這樣學(xué)生才能夠理解物理知識(shí)。為了能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)，我們?cè)趧?chuàng)設(shè)物理實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容突出一定的物理現(xiàn)象，吸引學(xué)生注意；其次要考慮知識(shí)的層次性和整體性，使之符合學(xué)生的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)水平。由此可見，如何合理有效地創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)對(duì)能否實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)十分重要，以下我就對(duì)教學(xué)中不同的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)逐一進(jìn)行分析。

1.趣味性實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)

創(chuàng)設(shè)趣味性實(shí)驗(yàn)首先由于實(shí)驗(yàn)的趣味性能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；其次通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的意外性能有效引發(fā)學(xué)生思維沖突，引起學(xué)生的求知欲望；并且經(jīng)過教師的引導(dǎo)使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)；最終在教師鋪設(shè)的橋梁下學(xué)生找到解決問題途徑，達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)。

例如大氣壓強(qiáng)這一概念，對(duì)于初中學(xué)生來說是十分抽象的，為讓學(xué)生建立良好的感性認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，在教學(xué)中我首先設(shè)計(jì)了覆杯實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先舉起一個(gè)裝滿水的玻璃杯子，提問：“如果老師將玻璃杯倒過來，會(huì)發(fā)生什么事情??？”學(xué)生齊聲回答：“水流出來！”并演示給學(xué)生看。接下來我說：“那我想給杯子做一個(gè)蓋子。”展示一張厚紙片，將紙片蓋在裝滿水的杯子上，再提問學(xué)生：“我再將杯子倒過來，水會(huì)流下來嗎？”，學(xué)生會(huì)不加思考地回答：“流下來！”當(dāng)學(xué)生看到我將玻璃杯慢慢倒置過去后，紙片和水沒有掉下來，感到十分驚奇。此時(shí)，學(xué)生的激情立即被調(diào)動(dòng)起來，在他們驚訝不已時(shí)，我繼續(xù)提問：“大家想一想是什么原因呢？”有學(xué)生回答：“是紙有黏性！”我就提議讓他上來檢查：將杯子放正，讓他拿下紙片用手摸、用眼去看，是否有黏性或膠水等。然后，當(dāng)堂指導(dǎo)學(xué)生做這個(gè)有趣的覆杯實(shí)驗(yàn)。在學(xué)生紛爭(zhēng)不斷地討論原因時(shí)我因勢(shì)而問：“大家可以先來思考厚紙片，它受到哪幾個(gè)向下的力的作用？為什么它還不掉下來呢？”解決的這個(gè)問題后，學(xué)生自然就想到紙片一定還受一個(gè)向上的托力（壓力），這個(gè)力只能是由大氣產(chǎn)生的，由此清晰地說明大氣對(duì)紙片產(chǎn)生了壓力作用，產(chǎn)生了大氣壓強(qiáng)。

通過趣味實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過對(duì)有趣的、清晰的、直接的物理情景進(jìn)行觀察，獲得了具體明確的知識(shí)和概念，并鍛煉了思維與能力，取得了良好教學(xué)效果。

2.漸進(jìn)式實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)

物理學(xué)科是一門綜合性、系統(tǒng)性、有層次性的學(xué)科，在以往物理教學(xué)中，往往是在一個(gè)系統(tǒng)知識(shí)內(nèi)選擇性地取若干點(diǎn)探究，但在實(shí)際教學(xué)中常常會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣斷斷續(xù)續(xù)的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生沒了生氣。為了改變以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)的分散性，我常運(yùn)用連續(xù)性的漸進(jìn)實(shí)驗(yàn)。通過漸進(jìn)式的多次實(shí)驗(yàn)，可將實(shí)驗(yàn)與知識(shí)環(huán)環(huán)相扣地呈現(xiàn)出來，使學(xué)生能較容易地掌握知識(shí)與概念。

比如上一大氣壓強(qiáng)的教學(xué)課中，在導(dǎo)入時(shí)創(chuàng)設(shè)趣味性實(shí)驗(yàn)后，為了讓學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)大氣壓強(qiáng)特征，在學(xué)生知道大氣壓強(qiáng)存在后，繼續(xù)做覆杯實(shí)驗(yàn)。接著，為了證明大氣在各個(gè)方向上都?jí)簭?qiáng)，我用這樣的裝置，將“覆杯”慢慢地全方位轉(zhuǎn)動(dòng)，重復(fù)上一實(shí)驗(yàn)，以此證明大氣對(duì)任何方向都有壓強(qiáng)作用。接著將玻璃杯換成塑料杯，同樣做了這樣的實(shí)驗(yàn)，提問學(xué)生：如果不能甩，不能拉紙片，怎樣才能讓水流下來？我用圓規(guī)尖在杯口輕輕撬一下，放一點(diǎn)點(diǎn)空氣進(jìn)去（利用視頻頭），讓學(xué)生看到有氣泡跑進(jìn)塑料杯，有一點(diǎn)點(diǎn)水流了下來，但紙片還是沒掉下去。提問學(xué)生：“紙片為什么沒掉下來？”繼續(xù)做上述實(shí)驗(yàn)，到一定程度時(shí)，紙片終于掉下來了。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生知道是空氣進(jìn)入才使紙片就下落。

大部分教師往往到此就結(jié)束實(shí)驗(yàn)，但我仍然會(huì)利用該實(shí)驗(yàn)探究下去，提問學(xué)生：“在剛才的試驗(yàn)中，我們?nèi)绻蝗ヅ霰?，我們還有其他辦法讓紙片和水掉下來呢？”根據(jù)上一實(shí)驗(yàn)的方法，在塑料杯的頂部用針刺了一個(gè)較大的洞，當(dāng)把針拿出后，立即可以看到水和紙片都掉了下來。此實(shí)驗(yàn)加深了學(xué)生對(duì)大氣壓的存在性的理解，同時(shí)鍛煉了學(xué)生的思維能力。

對(duì)于漸進(jìn)式實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)不一定也不可能要用同一實(shí)驗(yàn)開展教學(xué)，有時(shí)需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一些有層次性的不同實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解和掌握概念。例如，在《物體浮與沉》這一課中，我首先拿出前一課中的“稱重法”實(shí)驗(yàn)器材，然后松開掛繩，石塊下落水底，提問學(xué)生：為什么石塊下沉了？該問題學(xué)生很容易回答：浮力小于重力。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)：將乒乓球壓到水中，松手后，乒乓球上升了。同樣提問：為什么乒乓球上升了？也得到明顯的答案：浮力大于重力。這兩個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生得出物體浮沉的原因。

接著，做潛水艇實(shí)驗(yàn)。先通過視頻讓學(xué)生了解最新型的“蛟龍”號(hào)載人潛水器勇破7000米深度紀(jì)實(shí)。再做模擬潛水艇實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生根據(jù)視頻介紹和潛水艇模型實(shí)驗(yàn)得到它上浮和下潛是通過改變自身重力實(shí)現(xiàn)的。

第三次實(shí)驗(yàn)就是雞蛋在鹽水中變化的實(shí)驗(yàn)，雞蛋原來在清水中是沉在容器底部的，慢慢加鹽融化后，可以發(fā)現(xiàn)雞蛋會(huì)逐漸上升，直至漂浮于液面，此時(shí)提問學(xué)生：為什么雞蛋會(huì)從底部上浮到液面？學(xué)生有了潛水艇的分析方法，也可以想到是雞蛋所受的浮力改變了。提示學(xué)生根據(jù)阿基米德原理進(jìn)一步分析，可以發(fā)現(xiàn)雞蛋所受浮力變化的原因是液體的密度變化了。我進(jìn)一步要求學(xué)生猜想：怎樣的鹽水才能使雞蛋上??？怎樣的鹽水才能使雞蛋下沉？怎樣的鹽水才能使雞蛋懸?。繛榱苏莆者@一知識(shí)點(diǎn)，我接著創(chuàng)設(shè)第四個(gè)實(shí)驗(yàn)：取出3個(gè)準(zhǔn)備好的物體：物體的密度分別是大于、小于和等于水的密度，通過實(shí)驗(yàn)證明物體上浮、下沉、懸浮與密度的關(guān)系。

這樣有層次性的實(shí)驗(yàn)，可將學(xué)生遇到的大問題分解成小問題，難題化為簡(jiǎn)單問題。這樣可以讓學(xué)生在繁難問題面前既不被扼殺學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)性，又能磨煉探究意志；讓學(xué)生通過自身的努力掌握知識(shí)和概念，享受獲得成功與喜悅；鍛煉學(xué)生的科學(xué)探究方法和能力。

3.對(duì)比實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)

在以往的概念教學(xué)中教師常用灌輸式教育，讓學(xué)生死記硬背，其實(shí)學(xué)生是囫圇吞棗根本沒有理解；而新教材中創(chuàng)設(shè)了很多對(duì)比性實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)比突出事物的本質(zhì)因素，幫助學(xué)生抓住重點(diǎn)，突破難點(diǎn)、消除疑點(diǎn)，形成正確的物理概念，掌握物理規(guī)律，達(dá)到良好的教學(xué)效果。

比如，在建立物質(zhì)密度是物質(zhì)的一種基本屬性概念時(shí)，教材中安排了兩種不同物質(zhì)進(jìn)行對(duì)比探究，從而使學(xué)生明顯地觀察到同種物質(zhì)的不同物體質(zhì)量與體積的比值為定值。不同物質(zhì)質(zhì)量與體積比值一般不相等。

又如，在“二力平衡”條件的理解上，很多學(xué)生會(huì)形成只要大小相等方向相反的就平衡的誤區(qū)，因此在進(jìn)行同一直線平衡演示實(shí)驗(yàn)后我又安排了有針對(duì)性的兩組對(duì)比實(shí)驗(yàn)：（1）如果二力的方向不在同一直線上的對(duì)比實(shí)驗(yàn)；（2）如果作用在不同物體上的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。通過這樣的兩組對(duì)比實(shí)驗(yàn)，學(xué)生深刻地理解了“二力平衡”條件必須滿足四個(gè)方面：作用在同一物體上的兩個(gè)力；兩個(gè)力作用在同一直線上；兩力大小相等；兩力方向相反。

4.錯(cuò)誤故障性實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)

在科學(xué)探究過程中必然會(huì)遇到各種各樣的挫折，有的挫折是很慘痛的，對(duì)待這些挫折以往教師只會(huì)一帶而過，根本就沒達(dá)到應(yīng)有的教育效果。為了能對(duì)錯(cuò)誤的形成原因正確理解，也為了使學(xué)生留下深刻的印象，讓學(xué)生不再犯相同的錯(cuò)誤，教師應(yīng)該在教學(xué)過程中按一定的要求創(chuàng)設(shè)錯(cuò)誤故障性實(shí)驗(yàn)。

比如，在串并聯(lián)電路故障分析教學(xué)前我設(shè)置了故障實(shí)驗(yàn)：短路故障、斷路故障。先給學(xué)生設(shè)置短路和斷路故障，然后讓學(xué)生分別利用導(dǎo)線、電流表、電壓表等器材自己找出故障地點(diǎn)，以此建立感性認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，有利于學(xué)生對(duì)電路故障的分析和理解。又如，在家庭電路教學(xué)中設(shè)置了短路和過載故障實(shí)驗(yàn)，當(dāng)短路和過載時(shí)，通過讓干路上電阻絲內(nèi)的火柴突然被點(diǎn)燃，以此模擬家庭火災(zāi)形成的原因，會(huì)對(duì)學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈刺激，形成牢固印象。

通過此類錯(cuò)誤故障性模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)芙o予學(xué)生豐富的、明顯的、強(qiáng)烈的感官刺激，有利于學(xué)生建立正確的概念，了解事物的本質(zhì)，實(shí)現(xiàn)物理教學(xué)目標(biāo)。

總之，實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)設(shè)是豐富多樣的，在同一課堂教學(xué)中，也往往會(huì)創(chuàng)設(shè)不同的種類的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行交叉應(yīng)用，以此幫助學(xué)生建立概念掌握知識(shí)；同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)的操作鍛煉學(xué)生能力，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]物理課程標(biāo)準(zhǔn).2011.

[2]汪延茂.汪延茂談中學(xué)物理教與學(xué).2011.7.