林斌 郭衛(wèi)東

摘? ?要：結(jié)合物理學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)要求，該文以干冰在一節(jié)初中物理課中的系列應(yīng)用實(shí)驗(yàn)為例，說(shuō)明借助一物多用的方式，深入挖掘簡(jiǎn)單器材的創(chuàng)新應(yīng)用，可以讓同樣的器材裝置在課堂實(shí)驗(yàn)中深入拓展，切實(shí)提升課堂實(shí)效。

關(guān)鍵詞：干冰;實(shí)驗(yàn);實(shí)效;一物多用

當(dāng)前，如何提升學(xué)生學(xué)科的核心素養(yǎng)是各學(xué)科教學(xué)不可回避的問(wèn)題。物理學(xué)科的特點(diǎn)就在于“物”和“理”，即通過(guò)實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)情境，觀察表象，通過(guò)理性思維抽象出具體的理論，再通過(guò)具體的原生態(tài)問(wèn)題，得到建構(gòu)和升華[ 1 ] 。但在一線教學(xué)實(shí)踐中，有許多物理教師對(duì)實(shí)驗(yàn)卻敬而遠(yuǎn)之，其中一個(gè)原因?yàn)椋簩?shí)驗(yàn)器材準(zhǔn)備繁瑣，而且要在多個(gè)教學(xué)班之間搬來(lái)搬去，覺(jué)得麻煩不便，干脆就用多媒體課件替代了事。如果我們長(zhǎng)期以這種方式開展教學(xué)，不僅對(duì)教師自身實(shí)驗(yàn)操作能力帶來(lái)影響，還會(huì)使學(xué)生缺乏身臨其境之感，干擾物理學(xué)科素養(yǎng)的形成。

如何能夠簡(jiǎn)便直觀地展示出課堂實(shí)驗(yàn)的效果，又能夠讓物理教師便于操作？結(jié)合正在參與的課題，我和物理組同仁采用了一物多用的方式，深入挖掘簡(jiǎn)單器材的創(chuàng)新應(yīng)用，讓同樣的器材裝置在課堂實(shí)驗(yàn)中深入拓展，使簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)綻放出了物理學(xué)科的魅力。下面以我們共同研究設(shè)計(jì)的，由教研組教師任教的一節(jié)“升華和凝華”初中物理課為例，介紹干冰如何在一節(jié)課中一物四用，并取得良好的課堂效果。

1? 課前器材準(zhǔn)備

考慮到在課堂教學(xué)有限的時(shí)間內(nèi)，我們要進(jìn)行多次物理演示實(shí)驗(yàn)，就必須讓實(shí)驗(yàn)器材簡(jiǎn)單實(shí)用、搬運(yùn)輕松、操作簡(jiǎn)便，并兼顧到現(xiàn)象明顯直觀。本節(jié)課中重點(diǎn)演示材料是市面上容易買到的食用干冰，價(jià)格低廉，淘寶網(wǎng)上也可以購(gòu)買。根據(jù)預(yù)估，每個(gè)班級(jí)僅需1千克（價(jià)格約5元）。如要在四個(gè)教學(xué)班分別上課，用一個(gè)8升的干冰桶就可以方便攜帶。此外，還需要黑色的卡紙、黑色外殼的金屬罐、水槽、一壺溫水，以上材料放入一個(gè)手提籃中即可方便攜帶。此外，鑒于干冰溫度很低（-78℃），直接接觸會(huì)凍傷，不適合學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師操作時(shí)也需要戴好隔熱手套。這節(jié)課干冰使用過(guò)程僅是倒出、靜置，使用操作簡(jiǎn)便。

2? 利用顆粒消失，明確升華概念

學(xué)生對(duì)熔化的概念較為熟悉，但也留下了固有印象，認(rèn)為固態(tài)就會(huì)變成液態(tài)。如何快速將從固態(tài)直接到氣態(tài)直觀地呈現(xiàn)在課堂上，干冰顆粒就可以很好地體現(xiàn)。教師先將黑色卡紙放置在實(shí)物投影儀的鏡頭下，將少量干冰顆粒倒在卡紙上。短短數(shù)秒后，黑色卡紙上的干冰顆粒就消失不見(jiàn)，而卡紙上并沒(méi)有留下液體。這樣的演示效果，讓學(xué)生留下了深刻的印象，為后續(xù)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)做了良好的鋪墊。這樣的實(shí)驗(yàn)效果可是單純語(yǔ)言的講解達(dá)不到的。

3? 利用靜置結(jié)霜，理解凝華概念

平常教學(xué)中，教師介紹霜的形成時(shí)，會(huì)利用圖片的形式呈現(xiàn)。如果課堂上，即便是在較高的室溫下，我們現(xiàn)場(chǎng)制作出霜，那這樣的實(shí)驗(yàn)效果絕對(duì)是圖片所不能比擬的。在介紹凝華概念前，教師提前數(shù)分鐘先往黑色外殼的金屬罐里倒?jié)M干冰，并舉起來(lái)讓學(xué)生觀察外殼沒(méi)有任何異樣，而后不妨留給學(xué)生一個(gè)懸念，告訴學(xué)生等下一起來(lái)見(jiàn)證奇跡產(chǎn)生。教師繼續(xù)講解其余知識(shí)后，待金屬罐外殼有明顯的霜形成后，教師讓學(xué)生注意觀察，還可以利用手機(jī)拍照，利用希沃助手更明顯地展現(xiàn)在屏幕上，學(xué)生會(huì)現(xiàn)場(chǎng)驚奇地看到霜是如何變化而來(lái)的。然后讓學(xué)生思考回答，這些白色的晶體是從哪里來(lái)的[ 2 ]？這樣教師再介紹凝華的概念時(shí)，就事半功倍了。這樣的演示不僅不難，而且會(huì)讓課堂驚奇不斷。

4? 利用人工降雪，突破課堂難點(diǎn)

本節(jié)課中利用干冰進(jìn)行人工降雨是教學(xué)難點(diǎn)，學(xué)生對(duì)該過(guò)程非常陌生，并且這里面的物態(tài)變化應(yīng)用多，回答時(shí)會(huì)不完善。但干冰在課堂中的繼續(xù)應(yīng)用，卻較好地幫助我們突破了這一難點(diǎn)，直觀完整地把這一過(guò)程呈現(xiàn)在學(xué)生的眼前。教師還是利用剛剛凝華了霜的金屬罐，把它高高舉起，利用吹氣球往外殼的霜上吹氣，可以明顯看到不斷有白色的雪花下落，告訴學(xué)生雪已經(jīng)形成。再讓學(xué)生觀察地面，可以看到有水跡產(chǎn)生。這時(shí)教師補(bǔ)充說(shuō)明，若將更多的干冰帶到更高處，在高空中先升華，使周圍水蒸氣凝華，而霜下落時(shí)遇到熱空氣熔化成了水，形成了降雨。該演示過(guò)程會(huì)比用多媒體課件留下的印象更加深刻，更好地突破了本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)。

5? 利用人工造霧，拓展實(shí)際應(yīng)用

干冰在生活中的應(yīng)用廣泛，尤其是人工造霧是一個(gè)非常美麗生動(dòng)的畫面。如果我們教師在課堂上就像魔術(shù)師那樣，現(xiàn)場(chǎng)造霧，學(xué)生們的心中肯定會(huì)留下物理老師真厲害的印象。其實(shí)干冰的繼續(xù)應(yīng)用就可以實(shí)現(xiàn)這一愿望。教師還是利用剛才的金屬罐，只是將里面的干冰都倒入大水槽中。這時(shí)，水槽上方會(huì)有淡淡的白霧產(chǎn)生，但效果未必明顯。這時(shí)教師將溫水倒入水槽，由于溫度較高的水蒸氣短時(shí)間內(nèi)與干冰形成的低溫接觸，此時(shí)水槽上方就會(huì)有大量的白霧產(chǎn)生，還會(huì)形成壯觀的霧海[ 3 ]?，F(xiàn)場(chǎng)上課的學(xué)生們驚嘆不已。這時(shí)教師再引導(dǎo)學(xué)生分析這些霧是如何產(chǎn)生的，學(xué)生們的興趣一定高漲，課堂效率肯定不一樣。這樣的課堂實(shí)驗(yàn)不僅讓學(xué)生們體會(huì)到物理來(lái)自于生活，也深深感受到物理學(xué)科的獨(dú)特魅力！

通過(guò)以上干冰在一節(jié)課中的多次應(yīng)用，我們可以取得良好的實(shí)驗(yàn)效果，讓物理課堂更加豐富多彩。一線教學(xué)中，許多器材雖然簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，但如果我們深入挖掘，卻可以讓簡(jiǎn)單的器材變成物理實(shí)驗(yàn)的好幫手，能夠在不同的物理知識(shí)點(diǎn)的演示上取得一系列實(shí)驗(yàn)效果，達(dá)到一物多用的目的。教學(xué)中，許多物品都能被有心的教師挖掘出實(shí)驗(yàn)潛能，成為做實(shí)驗(yàn)的多面手。例如乒乓球就可以演示力學(xué)、電學(xué)、聲學(xué)、熱學(xué)等多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。這種一物多用的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，也較好地培養(yǎng)了師生們的開放性思維能力。

要體現(xiàn)學(xué)科本質(zhì)，就必須讓物理課堂教學(xué)成為有學(xué)科特性的學(xué)習(xí)。只有充分挖掘物的應(yīng)用，才能讓學(xué)生體會(huì)到理的產(chǎn)生。期待我和同仁們?cè)诔踔形锢韺?shí)驗(yàn)的創(chuàng)新和探索，能夠更好地提升課堂實(shí)效，促進(jìn)學(xué)生能夠更有效地提升物理學(xué)科素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]余文森.核心素養(yǎng)導(dǎo)向的課堂教學(xué)[M].上海：上海教育出版社，2017： 2-3.

[2]龔峰生.《升華和凝華》中幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新和改進(jìn)[J]，新課程（下），2018（2）：110.

[3]田智超，陳玉翠.奇妙的干冰[J].農(nóng)村青少年科學(xué)探究，2013（12）：56.