淺談“初中物理演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式”

高春麗

摘? ?要：針對學(xué)生對舊有的物理演示實(shí)驗(yàn)不感興趣，課堂學(xué)習(xí)熱情不高等問題，此文通過以滬科版八年級物理全一冊第十一章第二節(jié)《看不見的運(yùn)動》為例，講述了演示實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的模式——“情景創(chuàng)設(shè)-提出問題-建模探究-分析認(rèn)證”。

關(guān)鍵詞：演示實(shí)驗(yàn);初中物理;課堂教學(xué);科學(xué)探究

物理是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為主的學(xué)科，物理實(shí)驗(yàn)貫穿每一節(jié)物理課堂;但由于初中學(xué)生的動手能力還有待提高，同時(shí)考慮到學(xué)生的安全以及受現(xiàn)實(shí)條件的限制等原因，有些實(shí)驗(yàn)放手讓學(xué)生去操作是不可行的;因此演示實(shí)驗(yàn)做為一種實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段是不可或缺的。可是許多初中物理課堂教學(xué)中的演示實(shí)驗(yàn)就是“教師演示，學(xué)生觀察”。學(xué)生對實(shí)驗(yàn)探究過程沒有主動權(quán)，還沒有決定權(quán);實(shí)驗(yàn)器材的選擇、方案步驟的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析與數(shù)據(jù)的處理完全被動，跟著老師走、跟著教材走;無法親身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究帶來成功的喜悅，主動觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的興趣受到了削弱，實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)論給學(xué)生帶來知識層面上的沖擊也大大降低，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的操作興趣，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引發(fā)的新問題的探究欲望受到了壓抑。《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（2011年版）明確指出：“義務(wù)教育物理課程作為科學(xué)教育的組成部分，是以提高全體學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為目標(biāo)的自然科學(xué)基礎(chǔ)課程。此階段的物理課不僅應(yīng)注重科學(xué)知識的傳授和技能的訓(xùn)練，而且應(yīng)注重對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、探究能力、創(chuàng)新意識以及科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神等方面的培養(yǎng)”[ 1 ]。課堂教學(xué)中的演示實(shí)驗(yàn)，其作為物理課堂教學(xué)的重要組成及手段，有利于教師傳授物理知識、提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能，若教師能更加重視演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，把課堂的主動權(quán)交給學(xué)生，還能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力;進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。因此舊有的演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式：“提出課題→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→得出結(jié)論”應(yīng)該進(jìn)行改進(jìn)。

為了建構(gòu)能充分提高課堂教學(xué)效果的演示實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)模式，本人與福州四中桔園洲全體物理教師一起做了一項(xiàng)調(diào)查。

調(diào)查對象：福州四中桔園洲中學(xué)八年級8個(gè)班、九年級8個(gè)班共809位同學(xué)。

調(diào)查時(shí)間：2018年9月15日至19日

調(diào)查問題：你更喜歡老師用以下哪種方法做演示實(shí)驗(yàn)？

A.老師按照課本的實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行演示

B. 師生共同制定計(jì)劃，然后由老師演示實(shí)驗(yàn)

C.師生共同制定計(jì)劃，然后師生共同進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

選擇A的同學(xué)有20人，選擇B的有135人;選擇C的人數(shù)為654位同學(xué)，占調(diào)查對象的80.8%。

從調(diào)查中不難看出，絕大多數(shù)學(xué)生不滿足于被動的去感知物理現(xiàn)象，希望能更多地參與到演示實(shí)驗(yàn)的活動中去。由此可見，在演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)該創(chuàng)造一個(gè)能讓學(xué)生充滿挑戰(zhàn)、充滿機(jī)遇，更能充分體驗(yàn)成功的課堂環(huán)境（實(shí)驗(yàn)氛圍）。所以應(yīng)該把實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過程的經(jīng)歷交還給學(xué)生，讓他們主動參與到實(shí)驗(yàn)器材的選擇、實(shí)驗(yàn)步驟的制定、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析中去。

那么，怎樣的演示實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)模式更能吸引學(xué)生呢？怎樣的演示實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)模式更能提高課堂教學(xué)效果呢？

1? 演示實(shí)驗(yàn)的分類

初中物理課本中幾乎每一節(jié)課都有實(shí)驗(yàn)，從操作主體來說，分成“學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)”和“演示實(shí)驗(yàn)”兩類。《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（2011年版）明確指出：“義務(wù)教育階段的物理課程應(yīng)注意讓學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)知識和科學(xué)探究方法，提高分析問題及解決問題的能力” [1];為此《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（2011年版）特意列出了二十個(gè)學(xué)生必做的實(shí)驗(yàn)。但筆者還是認(rèn)為只要條件許可，所有實(shí)驗(yàn)都應(yīng)讓學(xué)生親自動手;即便由于各種客觀原因，非得由教師演示的實(shí)驗(yàn)，也應(yīng)“讓學(xué)生經(jīng)歷探究過程”。

那么，如果能讓學(xué)生更多地經(jīng)歷探究過程呢？

2? 演示實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)模式的探索

演示實(shí)驗(yàn)在課堂教學(xué)中的作用有很多，最主要的作用有兩點(diǎn)：一是創(chuàng)設(shè)情景，設(shè)置懸疑，激發(fā)學(xué)生探索、解決問題的興趣，提高分析問題及解決問題的能力;二是通過經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究過程，學(xué)習(xí)新的物理知識，進(jìn)一步培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)。筆者以滬科版八年級物理全一冊第十一章第二節(jié)《看不見的運(yùn)動》為例，談?wù)勓菔緦?shí)驗(yàn)課堂教學(xué)的模式——“情景創(chuàng)設(shè)-提出問題-建模探究-分析認(rèn)證”。

1.1? 教學(xué)設(shè)計(jì)思路

本節(jié)課本著“從生活走向物理，從物理走向社會”的教學(xué)思想，不僅重視物理知識的傳承，更加重視在每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中隱含著的對學(xué)生的素質(zhì)教育。首先，對教材進(jìn)行大膽的處理，讓教學(xué)內(nèi)容更加符合學(xué)生的認(rèn)知水平，循序漸進(jìn)的引導(dǎo)學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)。其次，在觀察實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)教會學(xué)生運(yùn)用轉(zhuǎn)換觀測對象的方法，分析歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力。再次，把演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生的科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中加強(qiáng)交流合作，在討論交流中進(jìn)行思維的溝通和碰撞，體驗(yàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的成功喜悅。這些都是創(chuàng)新學(xué)習(xí)的重要手段，為學(xué)生將來的科學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。

1.2? 教學(xué)過程：

1.2.1? 導(dǎo)入新課：

【創(chuàng)設(shè)情景】

師：2013年6月20日，我國宇航員王亞平主講的“太空第一課”，其做為神十任務(wù)最受關(guān)注的一個(gè)環(huán)節(jié)，展示了許多內(nèi)容，與美國航天員的太空授課有許多不同。同學(xué)們，你們看過了嗎？

視頻播放“2013年6月20日，我國宇航員王亞平在“天宮一號”中進(jìn)行的太空授課的片段——水球的形成”。

【提出問題】水球是如何形成的？

師：同學(xué)們想知道太空中水球形成的原因嗎？

師：讓我們再來看一個(gè)小實(shí)驗(yàn)。

師演示小實(shí)驗(yàn)：把用鐵線做成的各種鐵線圈放入肥皂水中，取出觀察現(xiàn)象。

師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想。

生：分子間可能存在相互作用的引力

1.2.2? 進(jìn)行新課：

探究1：分子間存在引力

師：請同學(xué)們利用桌上的玻璃板、水、彈簧測力計(jì)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，以檢驗(yàn)“固體分子與液體分子間是否存在相互作用的引力”

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行探究

師：請同學(xué)們匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并分析所收集的證據(jù)。

生分組匯報(bào)，并分析得出結(jié)論：固體分子與液體分子間存在相互作用的引力

師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考，固體與固體間，液體與液體間是否也存在著相互作用的引力。

師演示：固體分子間的相互作用（如圖1）

師：從本實(shí)驗(yàn)我們可以得出什么結(jié)論。

生：固體分子間存在相互作用的引力

師演示：液體分子間的相互作用“兩水銀液滴相互吸引在了一起”（如圖2）。

師：從本實(shí)驗(yàn)我們可以得出什么結(jié)論。

生：液體分子間也存在相互作用的引力。

師：科學(xué)家們通過大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了一切物質(zhì)的分子間都存在著相互作用的引力。

板書：分子間存在相互作用的引力

【提出新問題】

師：分子間存在相互作用的引力，那么分子應(yīng)該緊密地挨在一起，對不？

師：請同學(xué)們跟老師一起來做一個(gè)小實(shí)驗(yàn)。

小實(shí)驗(yàn)：

在一試管中倒入一定量的水，然后再往試管中倒入酒精，直至倒?jié)M為止;然后用橡皮塞塞緊，并上下?lián)u動，直至兩者均勻混合。

師：你觀察到了什么現(xiàn)象？

生：水與酒精的總體積變小了。

師：為什么水與酒精的總體積會變小呢？

師引導(dǎo)學(xué)生分組討論，并猜想可能原因。

生：分子間可能還存在著斥力，使得分子間有間隙，水與酒精混合后，彼此進(jìn)入對方，使總體積變小。

探究2：分子間存在間隙、分子間存在相互作用的斥力

師：請用桌上的針筒完成以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)1：用針筒抽取空氣，用手堵住針眼，用力壓縮針筒，觀察現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)2：用針筒抽取水，用手堵住針眼，用力壓縮針筒，觀察現(xiàn)象。

師：請同學(xué)們匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并分析所收集的證據(jù)。

生：分子間存在相互作用的斥力、分子間存在間隙。

板書：分子間存在相互作用的斥力、分子間存在間隙。

師：之前的實(shí)驗(yàn)中，若不用力搖動，水分子與酒精分子能彼此進(jìn)入對方嗎？

師：我們可以直接觀察。但由于分子非常小，如果把分子看做小球，直徑大約10-10m，相當(dāng)于頭發(fā)粗細(xì)的十萬分之一。所以我們要用高倍顯微鏡。（視頻播放）

師：現(xiàn)在我們沒有高倍顯微鏡能否應(yīng)用別的方法證明出分子在運(yùn)動呢？

老師引導(dǎo)學(xué)生得出可以用轉(zhuǎn)換法。

探究3：分子在做無規(guī)則地運(yùn)動

實(shí)驗(yàn)1：氣體分子運(yùn)動（如圖3），在兩個(gè)相同的燒杯中分別倒入適量的無色的酚酞和無色的氨水，然后用玻璃罩罩住，觀察現(xiàn)象。

生觀察現(xiàn)象：無色的氨水變紅了。

實(shí)驗(yàn)2：液體分子運(yùn)動（如圖4），在一杯溫水中滴入一滴紅墨水。

生觀察現(xiàn)象：整杯水都變紅了。

實(shí)驗(yàn)3：固體分子的運(yùn)動（如圖5），把一鍍上不銹鋼的銅片放在酒精燈上加熱。

生觀察現(xiàn)象：“銀變金”了。

總結(jié)結(jié)論：一切組成物質(zhì)的分子都在做運(yùn)動。

板書：一切組成物質(zhì)的分子都在做永不停息的運(yùn)動。

3? 總結(jié)

本著一切為了學(xué)生，為了一切學(xué)生的教學(xué)原則，課堂教學(xué)的教學(xué)效果是最好的注釋。因此，我們所使用的任何教學(xué)模式都不能離開學(xué)生這一個(gè)主體，都應(yīng)該從學(xué)生這一角度去看問題。教學(xué)研究任重而道遠(yuǎn)。本文提了的——“情景創(chuàng)設(shè)-提出問題-建模探究-分析認(rèn)證”演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式在長期的教學(xué)實(shí)踐活動中，取得了極大的反響，學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中明顯更有熱情，學(xué)習(xí)興趣也更深厚了。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部制定：《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》，北京師范大學(xué)出版社，2011.