丁凱

【摘要】當(dāng)前物理教學(xué)中，部分教師對物理實驗的重要地位認(rèn)知不充分，存在教師用講實驗代替學(xué)生做實驗的現(xiàn)象.為了提高學(xué)生綜合素質(zhì)，落實新課標(biāo)理念，教師一定要重視物理實驗教學(xué).實驗教學(xué)不僅可以幫助學(xué)生掌握物理概念，構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)，還能鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維、創(chuàng)新意識，兼顧素養(yǎng)提升與考試要求.作為教師，應(yīng)當(dāng)開展形式豐富的實驗教學(xué)，不僅能提高學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，還可以減輕學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，落實減負(fù)政策.

【關(guān)鍵詞】初中物理；核心素養(yǎng)；實驗教學(xué)

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué).實驗是初中物理的基礎(chǔ)，也是教學(xué)的重要內(nèi)容和方法.在新課教學(xué)中，有趣的實驗可以吸引學(xué)生的注意，引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容.實驗課對本章節(jié)的知識點進(jìn)行系統(tǒng)地梳理，通過實驗的復(fù)現(xiàn)和改進(jìn)，可以幫助學(xué)生對重點知識有更加深入的理解.在習(xí)題課中，實驗也必不可少的.有趣的實驗不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，還能幫助學(xué)生更加直觀地認(rèn)識題目所描述的物理現(xiàn)象.總的來說，實驗在初中物理教學(xué)中占有非常重要的地位.學(xué)生只有通過物理實驗，才能形成知識體系，進(jìn)而凝練方法，從而提高核心素養(yǎng)[1].

但是，在目前的初中物理教學(xué)中，部分學(xué)校和教師忽視動手做實驗的重要性.為了提高學(xué)生的考試成績，教師經(jīng)常用板書板畫結(jié)合口頭講解的方式，代替真實的實驗操作，將時間節(jié)省下來大量做題.學(xué)生通過背實驗、記實驗來學(xué)習(xí)物理，體會不到物理學(xué)習(xí)的樂趣，也不符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律.機(jī)械記憶容易遺忘，后續(xù)需要用大量時間重復(fù)練習(xí)以鞏固這些考試要點，學(xué)生陷入題海，身心俱疲.

隨著課程改革的不斷深入，物理教育更加重視對學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，只會死記硬背的學(xué)生必然跟不上時代的步伐.近兩年的中考試卷中客觀題比重降低，實驗題分值增加.目前中考實驗題涵蓋知識面廣，內(nèi)容多變，創(chuàng)新性強(qiáng)，不僅考查學(xué)生的基礎(chǔ)知識，對學(xué)生的綜合素質(zhì)和物理思維也提出了更高的要求[2].

1 項目式學(xué)習(xí)實驗

新課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，從生活走向物理，從物理走向社會.物理教學(xué)應(yīng)當(dāng)以具體事實、鮮活案例引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理性思考，加強(qiáng)物理知識與生產(chǎn)生活的聯(lián)系.項目式學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在真實情境中學(xué)習(xí)，重視學(xué)生的體驗，通過解決實際問題，發(fā)展學(xué)生的多種能力，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng).學(xué)科知識是項目式學(xué)習(xí)的載體，在教與學(xué)的過程中，學(xué)生構(gòu)建學(xué)科知識體系，實現(xiàn)“從做中學(xué)”[3].

開展項目式學(xué)習(xí)，教師需要對項目任務(wù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，激發(fā)學(xué)生的積極性.只有讓學(xué)生發(fā)揮主觀能動性，才能順利開展實驗操作環(huán)節(jié)，學(xué)生才能在實踐活動中不斷思考，持續(xù)探索.電學(xué)是初中物理的重要內(nèi)容.串、并聯(lián)電路的特點、歐姆定律、動態(tài)電路等知識不僅是考試的重點，在現(xiàn)實生活中也有豐富的應(yīng)用.傳統(tǒng)的電學(xué)學(xué)習(xí)通過大量的實驗題進(jìn)行反復(fù)練習(xí)，通過做題、背題的方式，形成答題套路.筆者在一節(jié)公開課中，應(yīng)用熱敏電阻開展了一節(jié)項目式學(xué)習(xí)探究活動，取得了良好效果.

1.1 項目名稱

“多變”的電阻——制作熱敏電阻溫度計.

1.2 項目簡述

本節(jié)課主要知識有串聯(lián)電路的特點、歐姆定律、動態(tài)電路、電阻的影響因素、熱敏電阻的性質(zhì)、設(shè)計電路、電表使用與讀數(shù)、電阻箱使用、溫度計使用等.在本項目中，通過教師的引領(lǐng)，學(xué)生應(yīng)用這些知識，改變電表用途，制作可以測溫度的熱敏電阻溫度計，找到電壓或電流與溫度的對應(yīng)關(guān)系，完成產(chǎn)品的設(shè)計并提出改良方案.

1.3 項目過程

1.3.1 設(shè)計電路研究熱敏電阻性質(zhì)

首先帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)歐姆定律在串并聯(lián)電路中的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識設(shè)計電路，探究熱敏電阻的性質(zhì).在設(shè)計的過程中，小組合作設(shè)計電路，教師巡視，展示不同的設(shè)計方案.

1.3.2 小組合作，完成實驗

給學(xué)生準(zhǔn)備熱敏電阻以及電源、開關(guān)、導(dǎo)線、定值電阻、滑動變阻器、電壓表、電流表等器材，根據(jù)電路圖連接電路，教師針對連接電路時可能出現(xiàn)的問題，予以適當(dāng)提示.學(xué)生小組合作，利用連接好的電路，找到溫度與電壓或電流的關(guān)系，完成制作說明書.

1.3.3 討論設(shè)計優(yōu)點，思考方案改良

完成實驗后，小組代表介紹本組設(shè)計的電路圖，展示實驗數(shù)據(jù).學(xué)生針對每一組的方案，進(jìn)行討論交流，思考改良方案.

1.4 小結(jié)

項目式學(xué)習(xí)的評價維度是多元的.在本項目中，電路設(shè)計與分析、按照電路圖連接實物圖、實驗儀器的正確使用和操作、搜集實驗數(shù)據(jù)、交流與合作、產(chǎn)品展示等都可以作為評價依據(jù)，形成量化評價表格.這節(jié)課學(xué)生應(yīng)用電學(xué)基本知識解決實際問題，學(xué)生的實驗?zāi)芰?、合作交流能力有了進(jìn)一步的提高.通過這個項目，學(xué)生認(rèn)識“多變”的電阻，光敏、熱敏、氣敏等敏感電阻在生活中有廣泛應(yīng)用，學(xué)生可以將學(xué)過的知識遷移到其他情境中，理論聯(lián)系實際，學(xué)以致用，舉一反三.

2 低成本實驗

當(dāng)今社會發(fā)展日新月異，學(xué)生不僅要掌握知識，更應(yīng)提高創(chuàng)新意識，注重實踐.進(jìn)行物理實驗不一定要在專門的物理實驗室，使用精密的實驗器材.生活中的日常用品、廢舊器材、自制器材等都可以充當(dāng)物理實驗道具.通過一些簡單的器材進(jìn)行物理實驗，不僅成本低，而且實驗道具取材于生活，學(xué)生有熟悉感、參與感，可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣.低成本物理實驗裝置簡單，實驗現(xiàn)象清晰明了，便于學(xué)生理解掌握[4].接下來介紹幾個低成本實驗案例.

2.1 如何分辨生熟雞蛋

實驗器材：一生一熟兩枚雞蛋.

實驗過程：一生一熟兩枚雞蛋混在一起，再不破壞蛋殼的情況下，有哪些辦法可以確定雞蛋是熟的還是生的？

學(xué)生討論得到方案：（1）通過強(qiáng)光照，觀察結(jié)構(gòu)的不同；（2）用同樣大小的力轉(zhuǎn)動雞蛋，可以持續(xù)轉(zhuǎn)動的是熟雞蛋，很快停止轉(zhuǎn)動的是生雞蛋.

2.2 為什么要戴頭盔？

實驗器材：兩枚熟雞蛋、鐵筷子、礦泉水瓶蓋.

實驗步驟：（1）用筷子敲擊一枚雞蛋，發(fā)現(xiàn)雞蛋殼有裂痕.（2）將礦泉水瓶蓋放到雞蛋殼上，用同樣大小的力度敲擊瓶蓋，雞蛋殼完好無損.

學(xué)生總結(jié)：鐵筷子敲擊時力一樣，但是經(jīng)過礦泉水瓶蓋的保護(hù)，受力面積更大，壓強(qiáng)小，雞蛋殼不容易破.教師引導(dǎo)學(xué)生，這個實驗和騎電動自行車必須戴頭盔是一個道理.把雞蛋看作頭部，礦泉水瓶蓋就相當(dāng)于頭盔，這樣的比喻風(fēng)趣幽默，在課堂中滲透安全教育.

2.3 制作創(chuàng)意樂器

實驗器材：口服液空瓶、水.

實驗步驟：（1）將口服液空瓶清洗干凈，倒入一定質(zhì)量的水，對著瓶口吹氣；（2）改變水的質(zhì)量，吹氣，感受音調(diào)的變化.

對于有音樂才能的學(xué)生，可以將任務(wù)升級.多準(zhǔn)備幾個口服液空瓶，裝上不同質(zhì)量的水，嘗試演奏樂曲.引導(dǎo)學(xué)生制作不同的創(chuàng)意樂器，開展自制樂器音樂會.

2.4 高空拋蛋

實驗器材：雞蛋、筷子、吸管等.

實驗步驟：給學(xué)生限定器材，制作雞蛋保護(hù)裝置，進(jìn)行比賽，看看哪個方案對雞蛋的保護(hù)性最好.這個實驗可以在學(xué)生之間開展比賽，看看哪種方案對雞蛋的保護(hù)效果最好，豐富學(xué)生學(xué)習(xí)活動.

2.5 小結(jié)

筆者在課堂中應(yīng)用這些小實驗取得了良好的課堂效果，學(xué)生的興趣被調(diào)動，課堂氛圍活躍.低成本實驗不僅能提高學(xué)生的物理興趣，還能培養(yǎng)學(xué)生的實踐意識.低成本實驗的器材往往可以讓學(xué)生自己設(shè)計制作，學(xué)生自主動手動腦，發(fā)展創(chuàng)造性思維.復(fù)雜抽象的物理知識，通過簡單的實驗，學(xué)生理解起來更容易.作為物理教師，善于發(fā)現(xiàn)身邊的實驗器材，在課堂上多做有趣的實驗，可以有效調(diào)動學(xué)生的積極性，提升課堂效率.

3 開展模型競賽教育

對科學(xué)興趣的引導(dǎo)和培養(yǎng)要從學(xué)生抓起.通過模型競賽教育，可以培養(yǎng)學(xué)生善于創(chuàng)造、勇于實踐的品格和能力.模型競賽教育可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生養(yǎng)成主動學(xué)習(xí)、善于實踐、持之以恒的習(xí)慣.學(xué)生通過這些活動還能學(xué)習(xí)和繼承一通百通、精益求精的工匠精神[5].

拼裝類模型，按照材質(zhì)主要可分為塑料模型和木質(zhì)模型.在拼裝的時候，學(xué)生需要熟練使用剪刀、剪鉗、銼刀、鑷子、膠水等工具，培養(yǎng)動手能力.模型拼裝是否完整、美觀，是評價的重要依據(jù).拼裝是否規(guī)范、完整，也會影響模型的性能.

例如 以四驅(qū)車拼裝競速活動為例，學(xué)生需要依據(jù)圖紙，使用工具將一個個零件拼裝成賽車，還要進(jìn)行一系列調(diào)試和改裝.在閱讀說明書的過程中，學(xué)生要學(xué)會看圖紙，依照圖紙完成拼裝.通過這樣的活動，學(xué)生可以養(yǎng)成仔細(xì)閱讀使用說明書的習(xí)慣.四驅(qū)車的動力依靠電池驅(qū)動馬達(dá)，這是一個簡單電路，可以通過這個結(jié)構(gòu)向?qū)W生講解電路的有關(guān)知識.不同種類的四驅(qū)車，有不同的傳動系統(tǒng)，學(xué)生在實際的拼裝過程中，可以認(rèn)識各種機(jī)械結(jié)構(gòu)，激發(fā)好奇心和探究欲望.四驅(qū)車競速，需要把拼裝好的賽車放到跑道上，跑完全程所用時間越少，成績越高.想讓四驅(qū)車跑得更快，要對導(dǎo)輪、輪胎、馬達(dá)等多個零件進(jìn)行改良，可以設(shè)置一系列問題和方案給學(xué)生探究.

小結(jié) 模型競賽活動具有挑戰(zhàn)性和趣味性，能激發(fā)學(xué)生的探究欲，給學(xué)生提供一個展示平臺.開展此類活動，可以涉及諸多學(xué)科，關(guān)聯(lián)多個知識點，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì).學(xué)生通過模型拼接，可以學(xué)習(xí)到關(guān)于車輛、船舶、飛機(jī)等模型知識.

4 在線教學(xué)實驗策略

面對突發(fā)公共衛(wèi)生事件，學(xué)校需要結(jié)合實際情況開展線上教學(xué).線上教學(xué)時師生不能面對面互動，學(xué)生的學(xué)習(xí)缺乏監(jiān)督，為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，更應(yīng)該重視實驗[6].

4.1 攝像頭直播

期間可以利用電腦和手機(jī)等進(jìn)行直播.學(xué)生能看到實時的實驗視頻，有疑問可以及時得到解答，互動效果良好.教師能掌握實驗的節(jié)奏，對部分實驗細(xì)節(jié)進(jìn)行特寫，學(xué)生可以觀察得更加細(xì)致，掌握細(xì)節(jié).

4.2 軟件模擬實驗

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，[4]出現(xiàn)很多實驗仿真軟件.通過軟件模擬的方法，讓學(xué)生有直觀體驗.這些軟件和模擬實驗還能分享給學(xué)生，讓學(xué)生自己在電腦上操作，學(xué)生能設(shè)計出非常有創(chuàng)意的模擬實驗，發(fā)揮主觀積極性.利用Nobook虛擬實驗室、手機(jī)物理工坊等軟件，學(xué)生可以把物理實驗室“裝進(jìn)口袋”.

4.3 實驗視頻推送

如果沒有條件進(jìn)行直播實驗和模擬實驗，可以給學(xué)生推送實驗視頻資源，避免通過做實驗題來學(xué)習(xí)物理實驗.教師可以自己錄制視頻進(jìn)行剪輯，或者利用網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行資源整合，給學(xué)生提供豐富的內(nèi)容.教師自己錄制的視頻，學(xué)生有親切感，教師可以把握重點難點.網(wǎng)絡(luò)資源形式更加多樣，風(fēng)格多變，可以給學(xué)生新鮮感.

5 結(jié)語

為了培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)，落實新課標(biāo)理念，教師一定要重視物理實驗教學(xué).實驗教學(xué)不僅可以幫助學(xué)生掌握物理概念，構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)，還能鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維、創(chuàng)新意識，兼顧素養(yǎng)提升與考試要求.作為教師一定要重視項目式學(xué)習(xí)實驗，開發(fā)低成本物理實驗資源，有條件的學(xué)?？梢蚤_展模型競賽課程，線上教學(xué)也要豐富實驗形式，這樣才能落實新課標(biāo)理念，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng).

參考文獻(xiàn)：

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[2]田龍.中考物理實驗復(fù)習(xí)策略[J].初中生輔導(dǎo)，2022（18）：60-66.

[3]陳單飛.以項目學(xué)習(xí)優(yōu)化初中物理教學(xué)的策略分析[J].數(shù)理化解題研究，2022（17）：89-91.

[4]黃英奇.新課程理念下低成本實驗的研討[J].物理教學(xué)探討，2004，22（6）：15-16.

[5]周秩榆.青少年創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)——以航海模型賽科技活動為例[J].西部素質(zhì)教育，2021，7（10）：86-87.

[6]唐建華.在線教學(xué)環(huán)境下初中物理實驗教學(xué)的思考[J].物理教師，2020，41（09）：43-44+48.