創(chuàng)新物理實驗促進深度學習

康景華

摘? ?要：本文總結(jié)了8個在教學實踐中的創(chuàng)新實驗的案例，目的是給更多的一線教師提供教學參考，并讓更多的學生主動參與到課堂中來，促進他們深度自主學習，充分挖掘?qū)W生創(chuàng)造的潛力，培育學生物理學科核心素養(yǎng)。

關鍵詞：核心素養(yǎng);創(chuàng)新實驗;深度學習

實驗探究是物理核心素養(yǎng)中的重要組成之一，據(jù)統(tǒng)計84%的學生喜歡實驗;80%的學生認為實驗對學習物理有幫助;76%的學生認為每做一次分組實驗都有收獲。創(chuàng)新物理實驗教具簡單，偉大的物理學家麥克斯韋說：一次實驗所使用的材料越簡單，學生越熟悉，就越能透徹地獲得所驗證的結(jié)果。創(chuàng)新物理實驗側(cè)重發(fā)掘?qū)嶒炛刑N藏著的科學思想，實驗方案富有啟發(fā)性，能充分點燃起學生的學習熱情，挖掘?qū)W生創(chuàng)造的潛能，促進學生進行深度學習，提升物理學科的核心素養(yǎng)。下面結(jié)合物理教學實踐，依照物理核心素養(yǎng)要求，積極探索基于物理核心素養(yǎng)導向下的創(chuàng)新實驗，來促進學生的深度學習。

1? 對比性創(chuàng)新實驗

物理現(xiàn)象的不同成分對學生的刺激作用一般是不同的，應該根據(jù)教學內(nèi)容需要，把握實驗的“對比性”功能，精心設計和安排實驗操作的流程，并對物理現(xiàn)象中各種成分的刺激量做適當?shù)卣{(diào)控，使實驗現(xiàn)象形成明顯對比，從而有效引導學生察覺條件的差異和產(chǎn)生結(jié)果差異的聯(lián)系，準確地把握事物的本質(zhì)特征[ 1 ]。

1.1? 液化現(xiàn)象

準備器材：電壓力鍋，2根金屬筷子，打火機

在電壓力鍋中裝入一些開水，旋好蓋子，插上電源加熱，直至電壓力鍋安全眼中的浮子上浮。取2根金屬筷子，其中一根筷子用打火機加熱，然后，撥開電壓力鍋的限壓放氣閥，讓加熱過的筷子放在沖出來的熱氣流上，在筷子上并沒有看到有什么現(xiàn)象發(fā)生;接著，讓沒有加熱過的筷子放在沖出來的熱氣流上，馬上看到大量的水珠沿著筷子往下滴。這是因為沖出來熱的水蒸氣遇到冷的筷子就放出熱量，溫度降低，液化凝結(jié)成小水珠。有了這兩個對比實驗，讓學生印象深刻，也更容易融會貫通、舉一反三理解冬天窗戶玻璃上的霧，是室內(nèi)熱的水蒸氣遇到冷的玻璃放出熱量，液化凝結(jié)成小水珠覆蓋在玻璃上形成了霧;以及人們冬天吃火鍋時，戴的眼鏡是哪一面凝結(jié)了小水珠。

1.2? 慣性與質(zhì)量有關

準備器材：水，斜面，兩個完全相同的兒童玩具皮球

取兩個完全相同的兒童玩具皮球，把其中一個皮球充滿水并封好。同時讓兩個皮球從斜面某一位置自由滾下，記下它們在水平地面滾動的距離。可重復再做幾次，避免學生懷疑實驗的偶然性。發(fā)現(xiàn)每次總是充滿水的皮球滾動地較遠。通過這樣簡單對比，學生就能牢牢記住物體的慣性是與物體的質(zhì)量有關的，再也不會記錯了，一次親眼目睹勝過千百次說教。

對比性創(chuàng)新實驗通過強烈對比，徹底打破了學生原有的認知結(jié)構，激活思維，深入分析、揭示本質(zhì)[ 1 ];幫助學生形成正確的物理概念，掌握物理規(guī)律、突破難點、消除疑點，從而達到豐富學生頭腦，發(fā)展智力、促進深度學習的效果。

2? 啟發(fā)性創(chuàng)新實驗

啟發(fā)性創(chuàng)新實驗能充分調(diào)動學生的積極性，變被動為主動深入地探究心中的疑問，借助已有經(jīng)驗對知識進行質(zhì)疑和反思，建構新的知識體系，提升了物理核心素養(yǎng)。

2.1? 流體壓強與流速的關系（液體）

準備器材：乒乓球，臉盆，水龍頭（水源）

把臉盆放在水龍頭下，先蓄半盆多的水（水的高度超過乒乓球的直徑），在保持打開水龍頭的情況下，水速可調(diào)較大，將乒乓球放在水流正下方的水中，可看到乒乓球并沒有被水流沖走，只是在水流的沖擊中，一直在老地方滾動，水速再大，也不能把乒乓球沖走。學生看完覺得很不可思議，教師此時適當?shù)募右砸龑l(fā)：流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大，所以乒乓球一直被裹挾在老地方?jīng)]被水流沖走。學生很容易就掌握了這堂課的知識點。

2.2? 流體壓強與流速的關系（氣體）

準備器材：乒乓球，電吹風

將電吹風插上電源，讓出風口豎直朝上，打開開關，風速調(diào)到最大檔，在距離出風口十厘米左右放上乒乓球，手離開，乒乓球就一直懸在老地方滾動，不會掉下來。再慢慢地把電吹風的出風口傾斜400左右，乒乓球還是一直懸在老地方滾動，不會掉下來，這下全班同學驚呼了：“怎么可能？”成功地把學生的好奇心調(diào)動起來，促進學生更加深入地研究學習。

2.3? 證明大氣壓的存在而且很大

準備器材：空礦泉水桶、紙條、打火機

先請2個同學上臺，一人一邊用力將水桶壓扁，后問他們費力嗎？得到肯定回答后，再開始演示。用打火機將紙條點燃后，放入空礦泉水桶中，等紙條燃盡，用手掌將桶口封住，一會兒，圓桶就嚴重變形，向中間凹進去，變扁了。注意手掌一直將桶口封住。此時讓學生思考：是什么物體將圓桶壓得變形了？學生很快就能回答出：是大氣。再問：這個力量大嗎？回答：很大。接著問：若將桶口封住的手掌移開，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？先讓學生沸沸揚揚地回答之后，再演示將手掌移開。學生在看到桶恢復原狀的同時聽到了很大的響聲，讓他們嚇了一跳。最后再問：為什么？回答：手掌移開后，桶內(nèi)外氣壓相等，所以桶恢復原狀了。接著返回來引導學生分析紙條在桶中燃燒后，桶為什么會被大氣壓扁？最后大家一致得出：紙條在桶中燃燒后，消耗了桶內(nèi)部分氣體，用手掌封住桶口，此時外界大氣壓強大于桶內(nèi)的氣壓，則在外界大氣壓的作用下，一直把桶向內(nèi)壓，直至桶內(nèi)外壓強相等，所以桶被大氣壓扁。在經(jīng)歷了眼觀耳聽腦思之后，經(jīng)過教師一步步的引導啟發(fā)，學生們在記住為什么的同時，求知的欲望徹底被激活了。

啟發(fā)性創(chuàng)新實驗的實驗器材簡單，并且在生活中隨手可得，實驗設計巧妙，通過實驗現(xiàn)象或結(jié)果，讓學生在已有知識的基礎上，加上教師適時的引導啟發(fā)，一步步撥開重重迷霧，找到事實的真相本質(zhì)，讓學生頓悟。

3? 趣味性創(chuàng)新實驗

愛因斯坦說過“興趣是最好的老師”，學生對生動形象的物理實驗普遍懷有好奇心和神秘感，趣味性創(chuàng)新實驗不僅能幫助學生理解和掌握知識[ 2 ]，而且能激起學生的興趣，啟迪其思維定向探究。

3.1? 沸點與壓強

準備器材：熱水，醫(yī)用針筒

用醫(yī)用針筒把燒開的熱水吸入針筒，約三分之一，帽子封好開口端。先讓學生觀察現(xiàn)在針筒內(nèi)的水是否在沸騰？回答：沒有。再用力將針筒內(nèi)的活塞往外拉，注意控制不把活塞拉出針筒外，馬上可看到活塞下面的水重新沸騰了起來。此時學生也沸騰了起來，注意時間保持久一點，讓學生看得更清楚些，接著重復多做幾次，趁著學生興趣被調(diào)動起來的時候，讓學生在看到現(xiàn)象的同時思考為什么？得出壓強越小，沸點越低，因此在高山上要用高壓鍋才能把飯煮熟。

3.2? 機械能轉(zhuǎn)化為電能

準備器材：微型電風扇，二極管2個，導線若干

先把2個二極管極向相反用導線并聯(lián)起來，再用導線接到微型電風扇插頭的兩個金屬腳上，接著用手撥動電風扇的風葉，讓風葉慢慢轉(zhuǎn)動起來，可看到2個二極管交替亮暗起來。學生很震驚，原來機械能真的能轉(zhuǎn)化為電能！那些什么水電站發(fā)電太遙遠了，而現(xiàn)在自己用身邊常見的東西就可以做到，學習物理太有趣了。

3.3? 大氣壓強

準備器材：水，大頭針，空礦泉水瓶

在一個空礦泉水瓶上的不同高度不同方向及底部扎出一些小孔，注入一部分水（不裝滿，留一段空氣柱）。當打開瓶蓋時，水會從各個小孔噴出，且離液面越遠處噴的越遠，說明液體向各個方向都有壓強，且離液面越深處，壓強越大。當旋緊瓶蓋時，瞬間所有的小孔都沒有水噴出了。這下，學生驚呆了，這是怎么回事？這時，教師再引導學生分析，是瓶外的大氣壓強把瓶內(nèi)的水和氣體封住了，從而說明此時瓶外的大氣壓大于瓶內(nèi)的水壓加上瓶內(nèi)的氣壓，這樣學生就比較容易理解了大氣壓強的存在，且向各個方向都有大氣壓強。

只有有了興趣才會發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，解決問題;也只有有了興趣，有了對問題解決的追求，有了對獲取知識的渴望，教師培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維的能力才能落到實處[ 3 ]。

初中物理的教學活動中運用創(chuàng)新實驗，讓學生知道物理來源于生活，物理就在我們身邊，與生活息息相關，物理并不神秘;使學生更多地接觸、感知和體驗物理探究過程，激發(fā)學生探索科學的激情，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神，不斷提升科學核心素養(yǎng)，很好地促進學生進行深度學習，落實義務教育物理課程目標。

參考文獻：

[1]王俊.淺議物理實驗的“對比性”和“啟發(fā)性”[J]. 中學教學參考，2012（4）.

[2]王寶義.淺談如何激發(fā)學生對物理課的學習興趣[J].成才之路，2010（2）.

[3]鄧國柱.高效初中物理課堂教學策略[J].好家長，2017（1）.