姚如才

(新沂市鐘吾中學(xué)，江蘇 新沂 221400)

0 引言

目前基礎(chǔ)教育課程一直在進(jìn)行深入的改革，2022年4月21日，教育部頒布了《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱2022年版物理課標(biāo)），對(duì)初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了更高的要求：一方面初中物理教材應(yīng)體現(xiàn)人類探索物理知識(shí)的成果，并體現(xiàn)科學(xué)家在探索過程中實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，盡可能讓學(xué)生體會(huì)人類在認(rèn)識(shí)物理學(xué)內(nèi)容時(shí)所運(yùn)用的研究思想、探究過程和基本途徑[1]。注意選擇那些與社會(huì)發(fā)展聯(lián)系緊密的科學(xué)、技術(shù)內(nèi)容，選擇那些能反應(yīng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的新成果，從而使教材反應(yīng)科技的進(jìn)步，讓學(xué)生感受到物理能夠改變社會(huì)，物理就在身邊。另一方面，在教學(xué)時(shí)教師既要講述那些最基本的物理知識(shí)，也要教給學(xué)生了解科學(xué)家的探索歷程，初中物理教學(xué)要聯(lián)系日常生產(chǎn)生活實(shí)際，讓學(xué)生了解物理來源于生活[2]。

1 新課標(biāo)背景下對(duì)初中物理實(shí)驗(yàn)的要求

教育部2022年頒布的《全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》明確了提出了物理課程性質(zhì)：物理是一門注重實(shí)驗(yàn)的自然科學(xué)基礎(chǔ)課程，應(yīng)注重與生產(chǎn)、生活實(shí)際及時(shí)代發(fā)展的聯(lián)系[3]。新版課標(biāo)體現(xiàn)出強(qiáng)烈的育人價(jià)值導(dǎo)向。素養(yǎng)導(dǎo)向貫穿于課程編制、課程實(shí)施的全過程，從根本上保證了育人方向。

新頒發(fā)的課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)物理課堂的教學(xué)進(jìn)行了改革，再次強(qiáng)化了物理實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的重要地位，而“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)在課堂中應(yīng)用無疑是促進(jìn)了物理課程的這一改革.強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)物理知識(shí)是新課程的基本特點(diǎn)之一，讓課堂與世界相連接，讓學(xué)習(xí)與生活相融合，通過真實(shí)情境中的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的關(guān)鍵能力。學(xué)校應(yīng)模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，讓考生在場(chǎng)景中解決問題，并能夠由此遷移到未來生活之中[4]。

2 “非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)相關(guān)概念

“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)是指主要利用學(xué)生熟悉的生活易得物品、材料、器具、人體或人體局部以及兒童玩具等開發(fā)進(jìn)行的一類體現(xiàn)自創(chuàng)性、體驗(yàn)性、趣味性、簡(jiǎn)易性、生活化的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)[6]?！胺浅Ｒ?guī)”物理實(shí)驗(yàn)不同于傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)，它是在環(huán)境中選擇和利用“非專門化”的物質(zhì)手段，它不必以固定的方法或形式人為地控制條件，有目的地進(jìn)行觀察和探索物理規(guī)律的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)[7]。同時(shí)，“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)涵蓋了自制教具實(shí)驗(yàn)、隨手取材實(shí)驗(yàn)、低成本實(shí)驗(yàn)、家庭實(shí)驗(yàn)、玩具實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)形式。此類實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驙I(yíng)造對(duì)學(xué)習(xí)者有意義的真實(shí)情境，注重學(xué)習(xí)者的親身體驗(yàn)和感受，有利于學(xué)習(xí)者對(duì)知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)，同時(shí)加強(qiáng)物理學(xué)習(xí)與生活世界之間的聯(lián)系。

3 初中“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與案例

3.1 “非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原則

強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)物理知識(shí)是新課程的基本特點(diǎn)之一，在教學(xué)中進(jìn)行“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)也要滿足這一基本特點(diǎn)。所以，“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的設(shè)計(jì)與運(yùn)用不是盲目的，而是要以“促進(jìn)學(xué)生有效獲取物理知識(shí)”為目的。“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則[8]：

3.1.1 要有目的性

使“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)作為一種高效的教學(xué)方式出現(xiàn)在初中物理教學(xué)活動(dòng)中，它必須要有一個(gè)明確的目的。也是說設(shè)計(jì)“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)的首要任務(wù)，就要先分析“課程標(biāo)準(zhǔn)”、“教學(xué)目標(biāo)”以及“學(xué)生學(xué)情”等因素。然后根據(jù)分析結(jié)果有目的地從生活中選取容易得到的、學(xué)生熟悉的以及操作方便的生活資源對(duì)“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3.1.2 要有科學(xué)性

“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)源自生活，屬于科學(xué)正規(guī)的教學(xué)行為。因此應(yīng)當(dāng)具有科學(xué)性。實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過程不允許有科學(xué)性的錯(cuò)誤，必須在科學(xué)規(guī)范的方法和思路引導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程的設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)方案也應(yīng)有科學(xué)依據(jù)和正確的方式。

3.1.3 要有熟悉與適度性

為了讓學(xué)生在熟悉的情境中學(xué)習(xí)物理知識(shí)，從情感上對(duì)實(shí)驗(yàn)更加親近實(shí)驗(yàn)?！胺浅Ｒ?guī)”物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)就要根據(jù)教學(xué)需要選擇學(xué)生熟悉的日常生活物品作為實(shí)驗(yàn)器具，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)感到親切，從而消除學(xué)生對(duì)物理學(xué)的陌生感和覺得物理難學(xué)的心理恐懼障礙。

3.1.4 要有簡(jiǎn)易性

教學(xué)實(shí)踐以表明：越有智慧的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)者，往往所設(shè)計(jì)出來的實(shí)驗(yàn)其實(shí)驗(yàn)儀器的結(jié)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)原理就越簡(jiǎn)單。因此“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)盡可能在滿足實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)構(gòu)造的基礎(chǔ)上實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)步驟越簡(jiǎn)單越好。實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制作和修理，學(xué)生沒有弄壞儀器的顧慮，才能在實(shí)驗(yàn)過程中手腦放松進(jìn)行操作。所以，“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、直觀、突出物理過程以及簡(jiǎn)便易行。

3.1.5 要有趣味性

初中學(xué)生剛接觸物理，處于物理啟蒙教育階段。處于這個(gè)階段的學(xué)生,對(duì)自然生活中的一切充滿著好奇。在設(shè)計(jì)“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)抓著學(xué)生這一“好奇心”的特點(diǎn)來激發(fā)他們對(duì)物理知識(shí)的求知欲望。因此不管是實(shí)驗(yàn)器材選取、實(shí)驗(yàn)方式的開展以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的呈現(xiàn)都要體現(xiàn)出趣味性。這樣學(xué)生的好奇心和求知欲才會(huì)在輕松有趣的學(xué)習(xí)氛圍下被激發(fā)出來。

3.2 “非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路

課堂物理教學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)最為重要的渠道，因而教師必須重視物理教學(xué)過程。學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)主要是理論學(xué)習(xí)和深化理解，學(xué)生剛學(xué)習(xí)完物理知識(shí)的時(shí)候，雖然已經(jīng)對(duì)這些物理知識(shí)有一定認(rèn)識(shí)和理解，但是這些認(rèn)識(shí)和理解只是暫時(shí)的表層理解，屬于淺理解。僅靠剛學(xué)會(huì)的基本概念或者規(guī)律是很難進(jìn)行知識(shí)遷移的，當(dāng)學(xué)生課后做題遇到變式的題目時(shí)，就會(huì)聯(lián)想不到相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)。在實(shí)際教學(xué)當(dāng)中，部分教師會(huì)忽略知識(shí)深化環(huán)節(jié)，認(rèn)為在課上學(xué)生只要理解和能用文字表達(dá)出基本的概念和規(guī)律就可以完成任務(wù)了。這就造成學(xué)生很難透徹地理解物理知識(shí)，但根據(jù)初中學(xué)生的興趣特點(diǎn)，他們喜歡動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，特別是有創(chuàng)造性，新奇的“非常規(guī)”實(shí)驗(yàn)，因此可以在學(xué)生理解知識(shí)后再順著學(xué)生的興趣開展能夠深化相關(guān)物理知識(shí)的“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)，通過讓學(xué)生在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中利用已有的知識(shí)點(diǎn)思考、分析問題。

3.3 “非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)案例——《大氣壓強(qiáng)》

教學(xué)目標(biāo)：①知道大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因，了解大氣壓強(qiáng)的存在；②能用大氣壓強(qiáng)的知識(shí)解釋有關(guān)現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。

課前準(zhǔn)備：紙牌1 張、盛有水的水槽1 個(gè)、水杯1 個(gè)、玻璃杯1 個(gè)、盤子1 個(gè)、蠟燭1 支。

在進(jìn)行本次實(shí)驗(yàn)之前學(xué)生已經(jīng)掌握了壓強(qiáng)的理論知識(shí)，但氣體壓強(qiáng)比較抽象，學(xué)生很難在生活中感知。所以運(yùn)用一系列“非常規(guī)”實(shí)驗(yàn)使學(xué)生感知大氣壓強(qiáng)的存在和應(yīng)用有助于學(xué)生突破難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣壓強(qiáng)的深度學(xué)習(xí)。

實(shí)驗(yàn)一：覆杯實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)器材：紙牌1 張、盛有水的水槽1 個(gè)、水杯1 個(gè)。

活動(dòng)1：將漏斗下端管口用橡皮泥封住后在上端蓋上紙牌，一只手抓住漏斗柄，另一只手按住紙牌，倒置，放開按住紙牌的手，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：紙牌脫落?，F(xiàn)象分析：假設(shè)大氣存在壓強(qiáng)，紙牌上下兩面的壓強(qiáng)大小相同，所以在重力作用下掉落。假設(shè)大氣不存在壓強(qiáng)，結(jié)果相同。

活動(dòng)2：將下端密封好的漏斗盛滿水后在上端蓋上紙牌，一只手抓住漏斗柄，另一只手按住紙牌，倒置，放開按住紙牌的手，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如圖1（a）所示。然后使紙牌那端朝向各個(gè)方向，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：兩個(gè)過程中紙牌都沒掉落?，F(xiàn)象分析：對(duì)紙牌受力分析，它受重力、水的壓力兩個(gè)方向向下的力的作用，沒有掉落，說明必然存在向上的力，這個(gè)力的施力物體唯有大氣，驗(yàn)證大氣壓強(qiáng)的存在。

圖1 “覆杯實(shí)驗(yàn)”示意圖

活動(dòng)3：最后取下密封的橡皮泥，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：紙牌掉落，如圖1（b），實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析：漏斗上下兩側(cè)大氣壓強(qiáng)相等，在重力作用下紙牌和水下落，排除“是水將紙牌粘在漏斗上”的質(zhì)疑。

實(shí)驗(yàn)二：會(huì)喝水的杯子

實(shí)驗(yàn)器材：玻璃杯1 個(gè)、盤子1 個(gè)、蠟燭1 支。

活動(dòng)4：把點(diǎn)燃的蠟燭用蠟油固定在盤子里，往盤子里加入適量水，最后用玻璃杯扣住蠟燭，如圖2（a）所示。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：發(fā)現(xiàn)玻璃杯內(nèi)的水隨著蠟燭的熄滅逐漸升高，如圖2（b）所示?，F(xiàn)象分析：杯子內(nèi)的空氣隨著蠟燭的燃燒逐漸減少，且溫度隨蠟燭的熄滅逐漸降低，使氣壓變小，進(jìn)而使杯外大氣壓高于杯內(nèi)大氣壓，所以盤里的水被壓入杯內(nèi)，于是出現(xiàn)“會(huì)喝水的玻璃杯”。

圖2 會(huì)喝水的杯子實(shí)驗(yàn)圖

教學(xué)活動(dòng)評(píng)價(jià)：通過簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)大氣壓強(qiáng)有了更加深入的了解，不但證明了大氣壓的存在，還能夠?qū)θ粘Ｉ钪幸驗(yàn)榇髿鈮簭?qiáng)產(chǎn)生的現(xiàn)象進(jìn)行解釋，激發(fā)了學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣。

4 結(jié)論

物理實(shí)驗(yàn)不僅是初中物理教學(xué)的重要內(nèi)容，同時(shí)也是貫穿于整個(gè)初中物理教學(xué)的重要方法與手段。實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)出來的現(xiàn)象通常是新奇有趣的，學(xué)生意想不到這些熟悉的生活物品也能呈現(xiàn)出物理性能，這樣可以很好地激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。而且實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)的物理現(xiàn)象既真實(shí)又形象直觀，對(duì)學(xué)生對(duì)知識(shí)理解或突破重難點(diǎn)有很好的促進(jìn)作用。另外，“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)與生活聯(lián)系非常密切，對(duì)加強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決生活實(shí)際問題也有很大幫助。通過教學(xué)實(shí)踐我們看到了新課改對(duì)物理課堂教學(xué)的重要性。