初中物理實驗教學的策略研究

岳敏瑜

【摘要】本文以“浮力”教學為例，分析物理實驗教學的實踐策略：應通過實驗進行新課導入，激發(fā)學生物理學習興趣；師生互動設計實驗，引導學生自主尋找物理規(guī)律；展開生活化實驗的設計，幫助學生提高自主探究能力.基于目前初中物理教學現(xiàn)狀，分析實驗教學的意義：創(chuàng)設情境，激發(fā)新認知；轉被動告知為主動探究，體現(xiàn)學生主體地位.

【關鍵詞】情境體驗；初中物理；實驗教學

物理實驗也是開展初中物理教學過程中的重要環(huán)節(jié).通過演示實驗和學生實驗，幫助學生掌握物理知識，同時也能夠鍛煉學生學習物理的思維，來實現(xiàn)物理學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng).本文針對初中物理實驗教學的實踐展開分析.

1 初中物理實驗教學的實踐策略

1.1 通過實驗進行新課導入，充分激發(fā)學生物理學習興趣

不管哪一門學科，在哪一個教學階段，教師都應該重視新課導入.只有以更富有趣味性的模式實現(xiàn)新課知識的導入，才能夠有效地吸引學生，調動學生學習的積極性.對初中學生來說，物理概念是抽象、枯燥、陌生的，但是對含有物理知識的生活場景是熟悉的.在開展物理教學過程中，教師可以從學生熟悉的或是感興趣的角度切入展開物理教學，充分激發(fā)學生的興趣，這樣能夠有效調動學生的學習熱情，以更積極地態(tài)度開展學習.

案例1 “浮力”概念的導入.

情境體驗1 一個小皮球，掉入被固定住的細長的玻璃管中.不能改變固定管子的位置，誰能將這個小皮球取出來呢？

情境體驗2 空瓶放手后因受重力下落，掉入水桶中，為什么沒有落入桶底，誰把瓶子托住了？

情境體驗3 將空瓶子緩慢壓入水中，有什么感覺？

情境體驗4 將氦氣球的繩子剪斷，氣球為什么往上飛？

學生通過情境1、2、3的體驗，真真切切感知到浸在水（液體）中的物體，受到水（液體）向上的托力；再通過情境4，感知到空氣（氣體）也可以給處在空氣中的物體一個向上的托力.4個情境的創(chuàng)設，讓學生不僅感知到浮力的存在還能夠體驗到浮力大致的方向，教師同時向學生布置問題，引導學生進行自主性分析，找到浮力的施力物體[1].至此，學生腦海里已經(jīng)有“浮力”概念的雛形，完整的“浮力”概念也就呼之欲出了.通過真實情境體驗后構建的概念，相比簡單被教授，更有利于學生對新概念的掌握和理解、調動學生學習的興趣和積極性，同時也能提高學生物理學習的綜合能力.

1.2 師生互動設計實驗，自主尋找物理規(guī)律

初中物理教學過程中，實驗教學是非常重要的環(huán)節(jié).實驗教學不僅能夠強化學生理論知識的掌握，同時也能夠助力學生更直觀、更深層次地理解物理知識，而不只是死記硬背記住一個結論.教師應該在課堂上盡可能地開展物理實驗，并且?guī)ьI學生共同參與到實驗的設計和開展中，讓枯燥的理論知識直觀、生動地展現(xiàn)在學生面前.在探究活動中，師生可以進行高效的交流和互動，協(xié)同探究，從而達到對知識的真正掌握.

案例2 “浮力方向”教學實錄

情境創(chuàng)設1 將一個氦氣球系在桌子上，將氣球放手，氣球上浮將細繩拉直.

師：大家仔細觀察氣球的運動軌跡，猜想氣球受到的浮力方向是怎樣的？

生：豎直向上.

師：猜想依據(jù)是什么？

生：氣球受到浮力，將細線拉直，那么細線方向一定是沿著浮力方向的，所以這根細線和浮力的方向在同一直線.

師：到底是不是豎直向上呢？大家有沒有辦法驗證一下？

生：借助重垂線，觀察氣球拉線跟重垂線是否平行，來驗證是否豎直.

師演示：出示重垂線，請大家觀察（如圖1）.

師：兩根線現(xiàn)在是什么位置關系？

生：平行

師：所以氣球的浮力方向如何？

生：豎直向上

情境創(chuàng)設2 出示自制教具，水槽中的氣球（如圖2）.

師：水缸里面的氣球所受到的浮力方向如何呢？

生：水里氣球受浮力也將細線拉直，細線和重垂線也平行，所以氣球受浮力方向也是豎直向上.

教師通過調節(jié)升降臺改變水槽的傾角.

師：那大家注意觀察，現(xiàn)在浮力方向還是豎直向上嗎？（如圖3）

生：始終豎直向上.

結論：浮力方向始終豎直向上.

1.3 展開生活化實驗的設計，幫助學生提高自主探究能力

物理學科與生活有著非常緊密的聯(lián)系，初中物理所涵蓋的知識內容具備諸多的生活化元素.教師在教學過程中也要掌握這一特點，可以在實踐教學中對生活化元素進行高效整合，引入生活體驗或者生活化實驗來進行教學，能夠更好地幫助學生對新知的理解.

案例3 探究下沉的物體是否受到浮力

情境創(chuàng)設 乒乓球，鐵球，浸沒在水中，同時放手后，鐵球下沉，乒乓球上浮.

師：哪個球受到了浮力？

生1：乒乓球，因為它浮起來了.

生2：兩個球都受到浮力.

師：你認為下沉的物體也受到了浮力，那你的依據(jù)是什么？有沒有生活中的經(jīng)驗可以支持你的猜想呢？

生2：在水里提重物的時候，感覺比在空氣中提輕.

師：那你能用現(xiàn)有器材，給大家模擬一下在水中和空氣中提重物的情景嗎？

生2：用繩子系鐵球，在空氣中提著鐵球，再放入水中提著鐵球，比較兩次拉力大小，如果水中的拉力小，那么在水中就受到浮力作用.

師：可是這個拉力大小只有你自己能感知到，其他同學都無法感知，有沒有同學有辦法能讓其他同學也清楚地觀察到兩次拉力大小的變化呢？

生3：將細線換成橡皮筋或者彈簧測力計，通過觀察橡皮的形變或者彈簧測力計示數(shù)的變化，比較兩次拉力的大小.

體驗活動 用橡皮筋在空氣中拉鐵塊，再將鐵塊放入水中，觀察橡皮筋的伸長，比較兩次橡皮筋的伸長量.

師：在空氣中拉鐵塊，橡皮筋伸長，如果用手往上托，橡皮筋變短；在水中拉鐵塊時，橡皮筋也變短，是誰在托呢？

生：水在托，水給鐵塊一個向上的浮力.

結論：下沉的物體也受到浮力.

2 初中物理實驗教學的意義

2.1 創(chuàng)設情境，激發(fā)新認知

物理實驗為物理課堂提供了豐富的情景，真實又直觀；同時能夠幫助學生掌握知識，促進對物理知識的理解.教師在教學過程中不僅僅是通過物理實驗演示來進行知識的傳授，也會利用直觀生動的實驗，引導學生根據(jù)真實的實驗現(xiàn)象，提出問題，作出猜想，再通過實驗探究來尋找結論，最后解決問題[2].當然，在開展物理實驗教學過程中，教師可以對傳統(tǒng)實驗模式進行改進創(chuàng)新，從而能以更高效的教學手段處理教學過程遇到問題，這樣也能夠有效地節(jié)約教學時間，提高教學的成效.

例如 在“浮力”新授課教學中，“探究浮力大小的影響因素”是本節(jié)課的重點.筆者借鑒了網(wǎng)絡視屏中的一些小實驗，自制了一個實驗儀器（如圖4）.將三個彈簧測力計固定住白板上，并將白板置于升降臺上.三個相同的小球分別掛在三個彈簧測力計下，通過調節(jié)升降臺，使小球分別浸入“綠色”“藍色”“透明”的三杯不同液體中.在小球慢慢浸入的過程中，學生能清楚地觀察到隨著小球浸入體積變大，容器中液面上升，排開液體體積增大時，三個彈簧測力計的示數(shù)都在逐漸減小；同時也能清楚地發(fā)現(xiàn)當小球完全浸沒時，排開液體相同，但三個彈簧測力計示數(shù)的變化是不同的.基于這樣一個實驗現(xiàn)象，讓學生很直觀地意識到，V排和ρ液都會影響物體所受浮力大小.

2.2 轉被動告知為主動探究，體現(xiàn)學生主體地位

學生是課堂教學中的主體，教師在教學過程中，需要給學生留有足夠的猜想空間、思考空間、交流空間.但是目前普遍存在的“應試型”“傳授型”教學模式，并沒有彰顯學生的主體地位，取而代之的是教師的“滿堂灌”.作為教師，我們應該鼓勵學生大膽地去猜想，去探究，而不是一味地接受“告知”.

例如 ?在“探究浮力大小的影響因素”教學中，學生提到了“浸入深度”這個因素.按照常規(guī)教學，教師會分浸沒前和浸沒后兩種情況來分析；

分析 ?浸沒前，隨著浸入深度增加，浮力之所以增大，其本質上就是排開液體體積增大導致的；浸沒后，浸沒深度增加，浮力不變.

結論 物體所受浮力大小與深度無關.

如果是這樣的教學設計，很明顯學生對于“深度”這個猜想在萌芽初期就被否定，還未獨立深層思考的前提下，被強行轉移到“排開液體體積”這個因素上，最后被模糊地告知結論.事實上，整個過程中學生并沒有真正理解“深度”和“排開液體體積”這兩個因素，到底是誰影響浮力的大小.所以筆者在處理這個問題時，沒有刻意強調浸入前后“深度”和“排開液體體積”之間的關系，只是引導學生思考：浮力發(fā)生變化時，V排和ρ液都發(fā)生了變化，所以這兩個因素都有可能會影響浮力大小.既然兩個因素都有可能影響浮力大小，那么能不能通過實驗來驗證我們的猜想呢？并鼓勵學生小組交流討論并設計實驗方案.最后，由學生推薦一位學生代表作實驗交流匯報：

實驗方案：用彈簧測力計拉著同一個長方體，將長方體一半體積分別豎放、橫放浸入水中（如圖5），

目的：控制V排和ρ液，改變h（深度）

現(xiàn)象：兩次彈簧測力計示數(shù)相同

結論：物體所受浮力大小與深度無關.

整個探究環(huán)節(jié)，充分體現(xiàn)了學生課堂的主體地位，調動學生參加物理實驗探究的積極性，同時也讓學生發(fā)揮自身主觀能動性，展開知識的獲取和學習[3].這樣的學習過程，學生不會對教師產生依賴性，他們主動思考、相互合作，按照自己的探究思路，最后通過實驗得到結論，不僅對知識理解更為深入，更能夠提高自己的物理學習核心素養(yǎng).

3 結語

總之，物理學科有著較強的實驗性，教師一定要重視實驗教學的引入，這樣能夠有效地活躍學生的思維，鍛煉學生的多方面能力，同時也能夠拉近學生之間的距離，實現(xiàn)知識的掌握與強化.教師應該在實踐教學中進行合理的設計，豐富實踐教學的內容，這樣能夠有效地吸引學生注意，調動學生學習的積極性，進而培養(yǎng)學生的綜合素質.

參考文獻：

[1]黃瀟謹.基于核心素養(yǎng)的初中物理實驗教學策略探析[C]廊坊市應用經(jīng)濟學會.對接京津——社會形態(tài) 基礎教育論文集.對接京津——社會形態(tài) 基礎教育論文集，2022：1431-1433.

[2]張國慶.淺談初中物理多媒體教學與實驗教學的有效結合[J].//中國多媒體與網(wǎng)絡教學學報（下旬刊），2022（11）：186-189.

[3]張有權.初中物理實驗教學中學生操作能力的培養(yǎng)途徑[J].新課程教學（電子版），2022（23）：68-69.