初中物理實驗現象可視化的課堂研究

陳海濤

摘要：物理實驗教學是現代物理學科教學的重要手段，本文以物理教材人教版教材教科書教學中的物理實驗為例，對實驗現象進行了分析和探討。

關鍵詞：初中物理實驗現象課堂教學研究

中圖分類號：A 文獻標識碼：A 文章編號：（2021）-26-074

一般而言，可視覺簡化預科教學法是一種基于廣大學生整體視覺思維系統的整體認知能力輔助教學手段，通過簡化課堂教學，使廣大學生進一步通過簡單化和不斷深化學習符合學生整體認知能力發展的預科學習過程內容，幫助學生快速學習新的學科知識。

一、聲音可視化

探索聲音傳播的途徑。在細繩左右兩端緊扣你的整個衣架，當你的同伴用一支黑色的小鉛筆輕輕地敲擊你整個衣架時，你真的能很清楚地聽到它發出的聲音嗎？確切地說，聲音是以什么方式直接傳到你耳里的？把小鈴鐺在水里輕輕搖動，你真的能從遠處聽到它的響聲嗎？把一部自動發聲的智能手機或電腦音樂處理芯片掛在廣口型地瓶中，再從廣口瓶中抽出新鮮空氣，聲音會發生怎樣的微妙變化？

第一次敲擊實驗是以學生的課前概念為基礎的，我們可以輕松地了解到通過傳人進入空氣中的各種敲擊聲傳至人耳，并且能夠體驗敲擊聲音在不同固體中迅速傳播的實驗結果。再次進行實驗時，電鈴高頻振動直接清晰可見。為了充分展示這種聲音傳播能夠通過哪種空氣傳播，第三個實驗就是利用這些空氣和細繩，作為傳聲器的媒介可以通過聲音傳播。但是，許多學生并沒有直接看到這些氣體中的物質，而且學生缺乏參與控制組的活動。在聲響實驗中心展示的部分集中空氣中，如果我們能夠從飛機中抽走空氣，空氣質量就會降低，同時我們聽到的聲音也會變弱，并且通過增加控制組中其他實驗聲音的活動，可以使聲音實驗更加完美，并且有效率地提高中小學生對空中氣體流動傳聲的理解和聲音記憶。

二、光線可視化

怎樣才能在“直線傳播”“光的反射”中正確地呈現出一條光路，引出物理學的概念？通過“探求光的反射規律”的各種常規教學活動中，白板本身就是一種全體教師比較熟悉的實驗用具，教師可考慮用一張圖畫呈現具有不同反光、不同光線紋路的彩色圖，在白板上將圖像分別沿中間兩點的不同位置向后分分，上下為兩個分割部分，分別向后左右翻折。用一只紅色的激光投影筆將入鏡垂直地照射到法定平面鏡片表面，以顯示射入法定光線的正確位置。再次利用兩種綠系的激光掃描筆，分別將入射光及目標反射的光線及物體的反射，并通過改變光反射角、人射角和光線的運動方向，幫助中小學生更準確地感知光的橫向反射。這個操作過程中對吸油煙霧的驅散可以直接使用空氣加濕器，也可以直接使用吸油煙餅，效果比較理想，采用明明白白的反射現象法進行測量比較，進而得到光的傳播反射規律。

三、速度可視化

對比紙錐下降速度。切兩個等大的圓形紙片，其中一個圓形紙片剪出的扇形的圓心角比另一個大，再分別粘貼成兩個大小不同的紙錐。把兩個圓紙錐從同一高度同時向下釋放，哪一個紙錐會比紙錐下降得快呢？如何仔細比較一下紙錐的快速移動速度呢？可否有別的數學方法來比較物體自身運動速度的測量？3.如果兩個圓紙錐從不同平臺高度同時放出，如何比較兩個圓筒同時移動速度快？

在這次教學活動中，設計活動的前兩個教學項目的指導意圖非常明顯，目的是讓學生通過這次活動中的引導，充分發現比較物體間運動距離快的兩種主要方法：相同的時間比較運動距離;相同時段的路程比較運動時間。經過這次課堂教學，學生們通過團隊合作完成了兩個教學項目，希望能夠更順利地學習獲得兩種教學方法，用于比較不同物體間的快速移動速度。然而，在我們進行第三項學習活動能力項目學習時，初中階段引導初中學生自主產生“單位時間”或“單位行程”學習意識十分困難，特別是在一些學習活動能力相對落后的初中生群體中，這種困難情況尤其明顯。其具體表現為，盡管學生可以直接使用上述公式法進行相對速度值等數據值的計算，但不能準確地表示出計算速度值的重要物理數學意義。

為有效地解決這一現實問題，并幫助全體學生充分理解物理教學中不同速度差大小的實際教學意義，教師可讓學生在前兩個實驗項目的模擬實驗中，拍攝一張紙圓錐高速下落的各種頻閃速度照片，將每個學生在實驗活動中看到的現象進行固定記錄。例如，設置兩個時間軸的間隔長度為0.5 s，分別用來拍攝前兩個目標物體的實況照片。

結論

在我國初中數學物理課程實驗教學發展過程中，實驗物理現象是否可視化的確是廣大初中教師正在認真思考并需要不斷完善的問題。在教學課堂之外不斷地大膽嘗試，不斷探索實踐，廣大初中物理本科教師一直追求的目標是更有效地不斷激發廣大學生的初中物理本科學習生活興趣，更好地不斷提高學生的物理學習生活質量。

參考文獻

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