摘 要:實(shí)驗(yàn)是學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的一種基本途徑。為了拉近物理實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)實(shí)生活之間的距離,教師可適時(shí)適度地將物理實(shí)驗(yàn)生活化。實(shí)驗(yàn)工具、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)域的限制,是教師運(yùn)用生活化實(shí)驗(yàn)提升物理課堂效益的現(xiàn)實(shí)困境。鑒于此,教師可通過采取指導(dǎo)學(xué)生自制實(shí)驗(yàn)工具、向?qū)W生演示實(shí)驗(yàn)方法以及拓展實(shí)驗(yàn)場(chǎng)域等策略,更好地發(fā)揮生活化實(shí)驗(yàn)在提升物理課堂教學(xué)效益方面的作用,讓物理教學(xué)因形象直觀、妙趣橫生的生活化實(shí)驗(yàn)而更加精彩高效。
關(guān)鍵詞:生活化實(shí)驗(yàn);初中物理;課堂效益
作者簡(jiǎn)介:孫利林(1984—),男,江蘇省南京市南京師范大學(xué)附屬中學(xué)丁家莊初級(jí)中學(xué)。
“從生活走向物理,從物理走向社會(huì)”是《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》倡導(dǎo)的課程理念之一。實(shí)驗(yàn)是學(xué)生探究、理解、掌握、運(yùn)用物理知識(shí)的一條有效途徑[1]。為了在初中物理教學(xué)中落實(shí)新的課程理念,更好地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)在引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)方面的作用,教師應(yīng)巧妙、恰當(dāng)、適度地運(yùn)用生活化實(shí)驗(yàn)。物理生活化實(shí)驗(yàn)是指緊扣物理學(xué)科知識(shí),且與學(xué)生日常生活密切相關(guān)的一些實(shí)驗(yàn)。此類實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有趣、形式活潑,在提升物理課堂效益方面成效顯著。
一、運(yùn)用生活化實(shí)驗(yàn)的意義
生活化實(shí)驗(yàn)源于生活,具有濃郁的生活氣息、很強(qiáng)的趣味性[2]。因此,與常規(guī)物理實(shí)驗(yàn)相比,生活化的物理實(shí)驗(yàn)更能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度,引領(lǐng)學(xué)生學(xué)以致用。
(一)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力。倘若學(xué)生對(duì)物理知識(shí)不感興趣,那么,他們就會(huì)缺乏學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)動(dòng)力。反之,如果學(xué)生學(xué)習(xí)興趣濃厚,那么他們就會(huì)具備較高的學(xué)習(xí)熱情、積極的學(xué)習(xí)態(tài)度。生活化實(shí)驗(yàn)與學(xué)生的日常生活密切相關(guān),能夠使學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。
例如,在學(xué)習(xí)“摩擦起電”這部分內(nèi)容時(shí),教師可以在課前準(zhǔn)備兩件100%腈綸的毛衣,男款和女款各一件。在導(dǎo)入環(huán)節(jié),教師可組織學(xué)生試穿腈綸毛衣,讓他們真切感受摩擦起電的現(xiàn)象。對(duì)于穿毛衣這件事情,學(xué)生并不陌生,但是,對(duì)于在穿毛衣過程中所產(chǎn)生的摩擦起電現(xiàn)象,學(xué)生并不是特別了解。在試穿毛衣的過程中,學(xué)生會(huì)聽到“噼里啪啦”的靜電聲音,從而對(duì)摩擦起電形成一種感性的認(rèn)識(shí)。課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)的穿毛衣實(shí)驗(yàn),與學(xué)生的日常生活聯(lián)系密切,是一個(gè)生活化實(shí)驗(yàn),因此,該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜉^好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
此外,在學(xué)習(xí)“摩擦起電”這部分內(nèi)容時(shí),教師也可以準(zhǔn)備一些塑料梳子,讓學(xué)生一邊利用這些塑料梳子梳頭,一邊感受神奇的摩擦起電現(xiàn)象,以此激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探究摩擦起電現(xiàn)象的興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
(二)降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度
面對(duì)抽象的物理知識(shí),部分學(xué)生因受到自身認(rèn)知水平的限制,所以只能進(jìn)行淺嘗輒止的學(xué)習(xí),無法深入地探究。為此,教師可適時(shí)、適當(dāng)?shù)乩蒙罨锢韺?shí)驗(yàn),將抽象的物理知識(shí)形象化,引領(lǐng)學(xué)生由淺入深地探究新知,降低學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的難度。
例如,在學(xué)習(xí)“物體的沉與浮”這部分內(nèi)容時(shí),教師可讓學(xué)生在課前準(zhǔn)備食鹽、硬幣、橡皮泥、乒乓球、水盆、泡沫塑料等低成本實(shí)驗(yàn)材料。在課堂中,教師可鼓勵(lì)學(xué)生利用這些低成本實(shí)驗(yàn)材料,自主探究物體的沉浮現(xiàn)象。盡管沉浮現(xiàn)象在日常生活中并不鮮見,但是,學(xué)生對(duì)影響物體沉浮的因素并不了解。通過操作生活化的實(shí)驗(yàn),學(xué)生能認(rèn)識(shí)到物體的重量、體積以及水的密度等都是影響物體沉浮的重要因素。
與常規(guī)實(shí)驗(yàn)相比,生活化實(shí)驗(yàn)的操作更為簡(jiǎn)單,與學(xué)生的日常生活聯(lián)系更加密切。同時(shí),生活化實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)⒊橄蟮奈锢碇R(shí)形象化,讓學(xué)生更為直觀、準(zhǔn)確、通透地理解物理知識(shí),從而降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。
(三)引領(lǐng)學(xué)生學(xué)以致用
學(xué)以致用是學(xué)習(xí)的基本目標(biāo)。學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的根本目的,在于能夠適時(shí)、適當(dāng)?shù)乩梦锢碇R(shí),巧妙、有效地解決現(xiàn)實(shí)生活中的一些問題,進(jìn)而達(dá)到學(xué)以致用的目標(biāo)。因?yàn)樯罨瘜?shí)驗(yàn)與學(xué)生的日常生活密切相關(guān),所以運(yùn)用生活化實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的意識(shí)。
例如,騎自行車以直線的路線上坡,要比以“S”形曲線的路線上坡費(fèi)力。因此,在確保安全的前提下,教師可引導(dǎo)學(xué)生在騎自行車上坡時(shí),嘗試改變上坡路線,以“S”形路線騎行上坡,并讓其在實(shí)際體驗(yàn)中思考其中的物理原理。這種有趣的、生活化的物理實(shí)驗(yàn),不僅有助于學(xué)生準(zhǔn)確理解物理知識(shí),而且能夠引領(lǐng)學(xué)生學(xué)以致用。
當(dāng)學(xué)生利用生活化的物理實(shí)驗(yàn)解決各種生活問題時(shí),他們也會(huì)有更多的成就感、獲得感,并提升學(xué)習(xí)自信,對(duì)物理知識(shí)產(chǎn)生更加濃厚的興趣。
二、生活化實(shí)驗(yàn)的運(yùn)用困境
了解現(xiàn)實(shí)中生活化實(shí)驗(yàn)的運(yùn)用困境,是教師組織學(xué)生有序、有效開展生活化實(shí)驗(yàn)的先決條件[3]。盡管生活化的物理實(shí)驗(yàn)在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、降低學(xué)生學(xué)習(xí)難度以及引領(lǐng)學(xué)生學(xué)以致用等方面有重要意義,但是,教師在組織學(xué)生開展生活化的物理實(shí)驗(yàn)時(shí),卻可能會(huì)在實(shí)驗(yàn)工具、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)域等方面,面臨以下現(xiàn)實(shí)困境。
(一)實(shí)驗(yàn)工具的限制
物理實(shí)驗(yàn)的有序開展,離不開相關(guān)的實(shí)驗(yàn)工具?!扒蓩D難為無米之炊”,缺乏實(shí)驗(yàn)工具是教師在運(yùn)用生活化實(shí)驗(yàn)提升物理教學(xué)效益時(shí)面臨的主要困境之一。
以“光的折射”這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)為例,如果學(xué)生在設(shè)計(jì)、實(shí)施生活化實(shí)驗(yàn)時(shí)缺乏相關(guān)的實(shí)驗(yàn)工具,他們就無法通過實(shí)驗(yàn)深度探究、細(xì)致觀察光的折射現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)工具的缺乏會(huì)阻礙學(xué)生開展生活化實(shí)驗(yàn)。學(xué)生的探究興趣會(huì)因?qū)嶒?yàn)工具的缺乏而有所減弱,學(xué)生的探究愿望也會(huì)因?qū)嶒?yàn)工具的缺乏而擱淺。若學(xué)生缺乏動(dòng)手制作實(shí)驗(yàn)工具的意識(shí)、能力,無法自主、有效解決實(shí)驗(yàn)工具缺乏的問題,則會(huì)影響生活化實(shí)驗(yàn)在促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展方面的作用。
在開展實(shí)驗(yàn)的過程中,實(shí)驗(yàn)工具有著至關(guān)重要的作用。實(shí)驗(yàn)工具的缺乏會(huì)對(duì)學(xué)生循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。因此,如何圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo),基于實(shí)驗(yàn)需求,開發(fā)、自制實(shí)驗(yàn)工具,是教師引領(lǐng)學(xué)生開展生活化實(shí)驗(yàn)過程中必須思考的問題。
(二)實(shí)驗(yàn)方法的限制
同樣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、同樣的實(shí)驗(yàn)環(huán)境、同樣的實(shí)驗(yàn)工具,往往會(huì)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)方法的不同而產(chǎn)生不同的實(shí)驗(yàn)效果。在開展生活化實(shí)驗(yàn)的過程中,如果學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法不了解,或運(yùn)用不熟練,就會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效果不理想。
物體的穩(wěn)定性是“重力”這部分內(nèi)容中的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)。一些教師在引領(lǐng)學(xué)生探究臺(tái)扇、碗、礦泉水等常見物品的穩(wěn)定性時(shí),因?yàn)槭艿綄?shí)驗(yàn)方法的限制,所以學(xué)生的探究效果不太理想。如果學(xué)生在開展生活化實(shí)驗(yàn)時(shí),能夠采取科學(xué)、合理、有效的方法,那么,他們的探究過程就會(huì)較為順利,探究效果就會(huì)更好。針對(duì)學(xué)生在開展生活化實(shí)驗(yàn)時(shí)受到實(shí)驗(yàn)方法限制的問題,教師應(yīng)基于學(xué)生的實(shí)際學(xué)情,有的放矢地指導(dǎo)學(xué)生掌握、運(yùn)用一些恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)方法。
不同的學(xué)生在開展相同的生活化實(shí)驗(yàn)時(shí),往往會(huì)因?yàn)樗扇〉膶?shí)驗(yàn)方法不同,而獲得不同的實(shí)驗(yàn)效果。實(shí)驗(yàn)方法的限制,也是教師在運(yùn)用生活化實(shí)驗(yàn)提升物理教學(xué)效益時(shí)亟待解決的一個(gè)問題。
(三)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)域的限制
生活化實(shí)驗(yàn)的有序、有效開展,離不開相關(guān)的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)域。實(shí)驗(yàn)室是學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)的主要場(chǎng)域,但并不是唯一場(chǎng)域。為了更好地發(fā)揮生活化實(shí)驗(yàn)在提升物理教學(xué)效益方面的作用,教師應(yīng)引領(lǐng)學(xué)生適度拓展實(shí)驗(yàn)場(chǎng)域。然而,從當(dāng)前教師組織學(xué)生操作生活化實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀來看,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)域仍存在一定限制。
例如,教師在組織學(xué)生開展生活化實(shí)驗(yàn)時(shí),始終是在實(shí)驗(yàn)室和教室二者之間切換,鮮有教師會(huì)將實(shí)驗(yàn)場(chǎng)域拓展到更為廣闊的家庭、社會(huì)等??梢?,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)域比較窄。這種窄化的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)域,不僅會(huì)降低學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣,而且會(huì)弱化實(shí)驗(yàn)在促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展方面的作用。從這個(gè)角度來看,實(shí)驗(yàn)場(chǎng)域也成了限制生活化實(shí)驗(yàn)提升物理教學(xué)效益的一項(xiàng)主要因素。
既然生活化實(shí)驗(yàn)與學(xué)生的日常生活聯(lián)系密切,那么,教師就應(yīng)該圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo),結(jié)合多姿多彩的生活,適時(shí)適度地拓展實(shí)驗(yàn)場(chǎng)域。身處廣闊的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)域,學(xué)生才能夠更為真切地感受到生活化實(shí)驗(yàn)的樂趣。
三、運(yùn)用生活化實(shí)驗(yàn)的策略
運(yùn)用科學(xué)、合理的生活化實(shí)驗(yàn)開展策略,能獲得事半功倍的效果[4]。針對(duì)在開展生活化實(shí)驗(yàn)過程中面臨的一系列現(xiàn)實(shí)困境,教師應(yīng)該采取指導(dǎo)學(xué)生自制實(shí)驗(yàn)工具、向?qū)W生演示實(shí)驗(yàn)方法以及拓展實(shí)驗(yàn)場(chǎng)域等策略,以更好地發(fā)揮生活化實(shí)驗(yàn)在提升物理教學(xué)效益方面的作用。
(一)自制實(shí)驗(yàn)工具,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
對(duì)于生活化實(shí)驗(yàn)工具缺乏的問題,教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手,創(chuàng)造性地制作一些實(shí)驗(yàn)工具,以此解決實(shí)驗(yàn)工具缺乏的問題,激發(fā)學(xué)生開展生活化實(shí)驗(yàn)的興趣。
例如,在引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)“重力”這部分內(nèi)容時(shí),為了讓學(xué)生深度了解物體的穩(wěn)定性,筆者組織學(xué)生開展了生活化實(shí)驗(yàn)。對(duì)于缺乏實(shí)驗(yàn)工具的問題,筆者指導(dǎo)學(xué)生利用雞蛋制作了一個(gè)簡(jiǎn)易的實(shí)驗(yàn)工具。首先,學(xué)生拿出自己在課前準(zhǔn)備的一個(gè)雞蛋,在筆者的指導(dǎo)下,小心翼翼地用大頭針在雞蛋的一頭鉆一個(gè)小孔。接著,將蛋黃和蛋清從這個(gè)小孔倒出。然后,在這個(gè)雞蛋殼中加入一些沙粒和膠水,將沙粒固定在這個(gè)雞蛋殼的底部。最后,用水彩筆對(duì)這個(gè)雞蛋殼進(jìn)行美化。這樣,一個(gè)漂亮的不倒翁就做好了。這個(gè)不倒翁就是學(xué)生自制的實(shí)驗(yàn)工具,利用這個(gè)不倒翁,學(xué)生能夠形象直觀地探究物體的穩(wěn)定性。
在上面的案例中,筆者通過指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地制作實(shí)驗(yàn)工具,不僅有效解決了實(shí)驗(yàn)工具缺乏的問題,而且增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的趣味性。學(xué)生在制作實(shí)驗(yàn)工具的過程中,進(jìn)一步地感受到了物理知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活之間密不可分的關(guān)系。
(二)演示實(shí)驗(yàn)方法,降低學(xué)習(xí)難度
抽象的物理知識(shí)往往會(huì)增加學(xué)生的理解、學(xué)習(xí)難度。為了降低學(xué)生的理解、學(xué)習(xí)難度,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,教師可開展形象直觀的生活化實(shí)驗(yàn)教學(xué),為學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)方法。
以“光的折射”這部分內(nèi)容為例,筆者通過現(xiàn)場(chǎng)演示的方式,讓學(xué)生了解、掌握生活化實(shí)驗(yàn)的方法。首先,筆者向?qū)W生展示實(shí)驗(yàn)材料:一根筷子、一把勺子、一盆水。之后,筆者讓學(xué)生觀察筷子、勺子的形態(tài)。通過觀察,學(xué)生發(fā)現(xiàn):筷子是筆直的,勺子的勺柄也是筆直的。接著,筆者將這根筷子和這把勺子放入一盆水中,奇妙的現(xiàn)象出現(xiàn)了——筆直的筷子變彎曲了,筆直的勺柄也變彎曲了。最后,筆者組織學(xué)生聚焦這些神奇的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,展開討論與交流,讓學(xué)生對(duì)光的折射現(xiàn)象有一種感性的認(rèn)識(shí)。同時(shí),學(xué)生在筆者演示的過程中,也逐步掌握了一些實(shí)驗(yàn)方法。
通過為學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)方法,教師不僅能夠?yàn)閷W(xué)生自主開展生活化實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ),而且能夠降低學(xué)生理解、掌握、運(yùn)用相關(guān)物理知識(shí)的難度,讓學(xué)生更為高效地學(xué)習(xí)相關(guān)物理知識(shí),并逐漸將其內(nèi)化為自己的一種能力。
(三)拓展實(shí)驗(yàn)場(chǎng)域,引領(lǐng)學(xué)以致用
生活化實(shí)驗(yàn)與學(xué)生的日常生活密不可分。因此,教師應(yīng)適時(shí)適度地拓展實(shí)驗(yàn)場(chǎng)域,將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)域從實(shí)驗(yàn)室、教室,拓展到更為廣闊的家庭、社會(huì)等,以此引領(lǐng)學(xué)生學(xué)以致用,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決生活問題的能力。
例如,在教學(xué)“氣體的壓強(qiáng)”這部分內(nèi)容時(shí),筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)生活化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,要求學(xué)生在家中利用一些低成本材料,自主制作一個(gè)小噴泉,并利用這個(gè)小噴泉美化家居環(huán)境,增加居室的濕度等。以下是學(xué)生甲在家中自制小噴泉的過程。首先,該學(xué)生在一個(gè)空飲料瓶中裝滿了水,并用一根大頭針在這個(gè)裝滿水的飲料瓶上扎了一排小孔。接著,該學(xué)生擰開瓶蓋,這時(shí),飲料瓶中的水向噴泉一樣向外噴射。然后,該學(xué)生又將瓶蓋擰緊,原本向外噴射的小噴泉逐漸停止。最后,學(xué)生從這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中得出了這樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)論:當(dāng)擰開瓶蓋時(shí),瓶?jī)?nèi)氣壓與瓶外氣壓相等,所以瓶?jī)?nèi)的水會(huì)依靠自身的重力噴向瓶外;反之,當(dāng)擰緊瓶蓋時(shí),瓶?jī)?nèi)氣壓小于瓶外氣壓,所以瓶?jī)?nèi)的水不會(huì)向外噴射。
實(shí)驗(yàn)場(chǎng)域的拓展,豐富了學(xué)生的課余生活,讓學(xué)生更進(jìn)一步地認(rèn)識(shí)與了解了物理知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活之間的聯(lián)系。同時(shí),在家庭、社會(huì)等更為廣闊的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)域中,學(xué)生也能夠逐步形成學(xué)以致用的意識(shí)和能力。
總而言之,生活化實(shí)驗(yàn)與學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系密切,其內(nèi)容更加豐富,形式更加有趣,能夠拉近抽象的物理知識(shí)與形象的現(xiàn)實(shí)生活事物之間的距離。因此,依托生活化實(shí)驗(yàn),教師能夠進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣,降低學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的難度,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的意識(shí)和能力。物理教學(xué)效益會(huì)因生活化實(shí)驗(yàn)的融入而得以提升,學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)會(huì)因生活化實(shí)驗(yàn)的融入而得以全面發(fā)展。
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