玩轉(zhuǎn)實驗器材　提升復(fù)習(xí)實效

林斌　曹義才

摘? ?要：針對當(dāng)前初中物理實驗復(fù)習(xí)教學(xué)現(xiàn)狀，文章提出改進的思路和具體的做法，結(jié)合實驗資源的共性，以某一重要實驗儀器為主線，重組整合器材，優(yōu)化拓展相近實驗，從而讓學(xué)生在重新動手實驗中挖掘突破新問題。具體以“玩轉(zhuǎn)彈簧測力計——初中力學(xué)實驗串講”為例，介紹如何利用彈簧測力計整合拓展七個重要物理力學(xué)實驗的教學(xué)流程，提升復(fù)習(xí)實效。

關(guān)鍵詞：實驗器材；彈簧秤；實驗復(fù)習(xí)；整合；拓展

新課程改革高度重視對學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，而物理學(xué)科作為一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，其中物理實驗注重動手探究，強調(diào)與生活實際密切聯(lián)系，在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力上起到至關(guān)重要的作用[ 1 ]。在新課教學(xué)中，教師較為注重動手實驗與課堂教學(xué)的緊密結(jié)合，但在總復(fù)習(xí)階段，實驗難得一見，復(fù)習(xí)效果不盡如人意。為此，筆者以專題實驗復(fù)習(xí)課為突破口，進行了探索與實踐。

1? 問題提出

在初中總復(fù)習(xí)階段，為了加大課堂容量和習(xí)題訓(xùn)練量，針對實驗復(fù)習(xí)，一些教師喜歡簡單概括歸納一下實驗現(xiàn)象后，就通過習(xí)題講解的方式，把做實驗變成講實驗、背實驗，把考點會怎么考包括實驗具體如何操作的過程，變成書面習(xí)題讓學(xué)生做題訓(xùn)練，造成學(xué)生的動手能力和理解能力并沒有提高。其次，很多學(xué)生一到實驗時就比較興奮，聲音此起彼伏，并且實驗前準(zhǔn)備器材繁瑣，實驗中器材出現(xiàn)的小問題層出不窮，授課教師整節(jié)課疲于奔命，準(zhǔn)備整理都比較辛苦，所以在總復(fù)習(xí)階段，教師能少做實驗就少做，器材使用率不高。而長期采取這種“灌輸式”和“題海戰(zhàn)式”的復(fù)習(xí)模式，會導(dǎo)致初中生對知識“熟而生厭”，束縛了學(xué)生思維的發(fā)展，挫傷了一些愛動手的學(xué)生積極性，最終也影響到學(xué)生發(fā)現(xiàn)意識和創(chuàng)新思維的形成[ 2 ]。由于學(xué)生沒有對實驗具體過程做深入理解，對相近相通的實驗加以構(gòu)建和完善，忽視了整體性和開放性，所以中考數(shù)據(jù)分析時，常常發(fā)現(xiàn)“實驗探究題”是失分率最高的一類題型。曾有教師總結(jié)“教師教的無奈與學(xué)生學(xué)的無聊導(dǎo)致復(fù)習(xí)的無效” [ 3 ]。

2? 教學(xué)改進

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認為，教師的教學(xué)行為和目的不能局限于讓學(xué)生進行知識的記憶遷移，更要培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的技能。所以教師可以在復(fù)習(xí)階段，大膽摒棄按照課本章節(jié)復(fù)習(xí)的方式，注重整合提煉，尋找共同主線讓實驗?zāi)軌蛑亟M和優(yōu)化，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)的實驗知識架構(gòu)，讓學(xué)生在已有的基礎(chǔ)知識上，綜合應(yīng)用相關(guān)實驗。同時，教師應(yīng)當(dāng)明確實驗復(fù)習(xí)就應(yīng)該回到物理實驗本源，讓學(xué)生重新體驗動手實驗，不僅可以挖掘突破新問題，還可以完善學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，鍛煉學(xué)生的動手與實踐能力。

鑒于總復(fù)習(xí)時間有限，不可能像學(xué)新課時那樣個個實驗均充分探究。這時教師可以結(jié)合實驗資源的共性，以某一重要實驗儀器為主線，尋找相近或相似實驗需要的器材進行補充，從而實現(xiàn)教師準(zhǔn)備器材方便，又能利用某一課時即可拓展完成多個動手實驗的目的。例如在初中階段，力學(xué)實驗基本上少不了彈簧測力計（即彈簧秤），電學(xué)實驗大多需要變阻器，電磁學(xué)實驗離不開小磁針，光學(xué)實驗常要用到凸透鏡或平面鏡等等，充分挖掘以上主要儀器的使用范圍，即所謂的玩轉(zhuǎn)，就可以達到提升實驗復(fù)習(xí)的效果。學(xué)生對這種一節(jié)課時可以玩轉(zhuǎn)這么多實驗的學(xué)習(xí)方式也充滿了新奇感，樂于參與動手實驗，所以專注力集中、課堂氛圍活躍，促進了復(fù)習(xí)效果的提升。

3? 案例分析

以總復(fù)習(xí)觀摩課“玩轉(zhuǎn)彈簧測力計——初中力學(xué)實驗串講”為例，介紹如何利用彈簧測力計整合拓展七個重要物理力學(xué)實驗的教學(xué)流程。

3.1? 精選器材，操作簡便

如何在1～2節(jié)課時里完成多個動手實驗和歸納總結(jié)，課前認真準(zhǔn)備是關(guān)鍵。教師要對教材實驗內(nèi)容熟記于心，善于提煉共性，才能尋找盡量簡練的實驗器材完成串講多個實驗的教學(xué)目標(biāo)。同時，教師選擇器材時盡量能夠一物多用、一物共用、一物巧用，便于減輕課前準(zhǔn)備的工作量。例如本課例中，學(xué)生四人分組的器材為：彈簧秤（兩個）、鉤碼（4個）、開好孔的硬紙板、木塊、細繩、鐵架臺、玻璃杯（裝有水）、袋裝橡皮泥、滑輪（兩個）。教師演示教具：比學(xué)生分組器材多一個彈簧、杠桿和自制的“工”字型木板。以上器材并不復(fù)雜，準(zhǔn)備及分發(fā)不會占用教師較多時間。為了提高復(fù)習(xí)課實效，同時更好地吸引學(xué)生的目光，印制一張圖文并茂的海報式板書，可以利用磁吸張貼在黑板的一側(cè)。在突出彈簧測力計的背景下，左邊排列著本節(jié)課要完成的七個實驗示意圖，右邊的實驗結(jié)論均留白，每個實驗對應(yīng)的結(jié)論均在事先準(zhǔn)備好的貼板上，根據(jù)課堂復(fù)習(xí)的進程，逐一張貼展現(xiàn)。同時學(xué)生學(xué)案中配有這張原圖，方便學(xué)生記錄鞏固。

3.2? 串講實驗，玩中促學(xué)

本節(jié)復(fù)習(xí)課以彈簧測力計為主線，將七個力學(xué)實驗融合設(shè)計、優(yōu)化整合，激發(fā)學(xué)生動手參與的欲望，鞏固深化實驗知識，感悟?qū)W過結(jié)論的運用，按以下步驟推進本節(jié)課進程：

步驟1：創(chuàng)設(shè)情境，引入專題

請學(xué)生上臺表演利用彈簧測力計測量換算出物理課本是多少千克？

步驟2：了解彈簧測力計的前世今生

教師利用一根彈簧掛在自制的“工”字型木板的頂端，理解彈簧受到的外力與彈簧伸長量成正比的工作原理。

步驟3：重力與質(zhì)量有什么關(guān)系

讓學(xué)生分組用彈簧測力計和勾碼進行探究重力大小的實驗。

步驟4：彈簧秤拔河比賽

讓學(xué)生利用兩個彈簧測力計和開好孔的紙板進行二力平衡條件的探究實驗。

步驟5：滑動摩擦力與表面積大小和速度有關(guān)嗎

利用彈簧測力計和木塊，讓學(xué)生主要探究表面積和速度大小與滑動摩擦力無關(guān)的易錯點。

步驟6：浮力與形狀、深度的關(guān)系

利用彈簧測力計、橡皮泥和水槽，探究形狀變化及浸沒后深度與浮力無關(guān)。

步驟7：在平衡的杠桿上拉力方向的影響

教師事先組裝好在水平位置平衡的杠桿，請學(xué)生上臺來，利用彈簧測力計在同一水平面改變拉力的方向，同學(xué)們觀察什么時候拉力最小？理解為什么？

步驟8：滑輪間力和距離的變化

利用彈簧測力計、勾碼和動滑輪探究力和距離的變化規(guī)律。

以上實驗雖然多，但都是學(xué)生做過的實驗，操作起來難度不大，又以“玩”的名義讓學(xué)生參與其中，所以學(xué)生樂此不疲、樂在其中，促進了學(xué)生們的學(xué)習(xí)積極性，提升了復(fù)習(xí)課的教學(xué)容量和復(fù)習(xí)效果。

3.3? 創(chuàng)新教具，突破難點

目前中考實驗題除了對教材實驗的掌握外，對創(chuàng)新延伸的實驗也越來越多，所以我們的目光不能局限于基礎(chǔ)知識，要注意拓展學(xué)生的思維，通過實驗培養(yǎng)學(xué)生的思維意識和創(chuàng)新能力。這節(jié)課中利用自制的“工”字型木板這一簡易教具，進行實驗的擴展和延伸，可突破三個難點實驗。

（1）利用彈簧掛在自制的“工”字型木板的頂端，觀察到彈簧受到的外力與彈簧伸長量成正比并標(biāo)明刻度后（如圖1所示），在彈簧后面加上打印的彈簧測力計外殼圖片，就形象地展現(xiàn)出了彈簧測力計怎么制作的過程。學(xué)生感覺到物理原來如此好玩實用。

（2）將“工”字型木板旋轉(zhuǎn)90°后平放在水平桌面上，請一位學(xué)生用彈簧測力計水平拉著木塊在木板上不動，教師將木板水平抽出，觀察彈簧測力計的指針是否更加穩(wěn)定（如圖2所示）。通過該實驗可以直觀解釋摩擦力的方向，這道問題也是中考考題中的難題。

（3）許多學(xué)生對水平放置的滑輪組的力和距離大小存在困惑，利用“工”字型木板和彈簧測力計的現(xiàn)場試驗，較好地解決了這一難點。先利用“工”字型木板做豎直方向滑輪組的實驗，在木板上標(biāo)注出移動的距離并記錄下彈簧測力計的示數(shù)。然后教師再將“工”字型木板旋轉(zhuǎn)90°，在水平方向上利用同樣的滑輪組讓木塊移動相同的距離，對比移動的距離和彈簧測力計的示數(shù)（如圖3所示）。學(xué)生就會明顯看到示數(shù)的變化，發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。這樣的實驗效果與教師在黑板上做題講授的效果完全不同。

3.4? 學(xué)案配合，精做精練

在專題實驗復(fù)習(xí)后，整合的實驗肯定要有針對性整合的習(xí)題，實驗復(fù)習(xí)的效果才能體現(xiàn)出來，實現(xiàn)學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)向認知結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化。結(jié)合總復(fù)習(xí)的要求精選與本節(jié)課相關(guān)聯(lián)的中考實驗題作為學(xué)生的學(xué)案作業(yè)。中考試題具有一定的擴展和延伸，是對實驗細節(jié)和實驗運用的考查，對提高學(xué)生對實驗細節(jié)的敏感度，提升實驗復(fù)習(xí)效率具有幫助[ 4 ]。但教師務(wù)必要精選題目，甚至可以結(jié)合自己學(xué)生的學(xué)情，改編中考原題，本節(jié)課僅選了十道題目作為課堂訓(xùn)練及課后作業(yè)的題目。鑒于總復(fù)習(xí)時，有些學(xué)生基礎(chǔ)知識掌握較好，教師可以選擇其中一兩道綜合力學(xué)實驗題目作為提升挑戰(zhàn)題，對于那些學(xué)有余力的學(xué)生而言，能夠較好地鍛煉其思維能力。

4? 反思

本案例實驗復(fù)習(xí)課確實容量大、實驗多，對于教師和學(xué)生而言均是與常態(tài)課不一樣的課堂。教師可以根據(jù)學(xué)生實際，合理安排課時。若學(xué)生程度好、理解快、動手能力強，則可以在較短的課時完成復(fù)習(xí)課。若反之，教師則可以多安排幾個課時完成。但要明確教師通過專題復(fù)習(xí)課，就是要讓學(xué)生從簡單的知識重復(fù)走向?qū)嶋H問題的應(yīng)用；從被動的學(xué)習(xí)走向主動的學(xué)習(xí)；從重視課本知識，最終能夠走向?qū)W會探究。做中玩、玩中學(xué)的實驗復(fù)習(xí)課，是學(xué)生喜歡的課堂。只要回歸到物理以實驗為基礎(chǔ)的本源，就能更深地體會到物理學(xué)科的魅力，提升實驗復(fù)習(xí)課堂教學(xué)的效果。

參考文獻：

［1］ 余文森.核心素養(yǎng)導(dǎo)向的課堂教學(xué)[M].上海：上海教育出版社，2017：19-20.

［2］ 黃財發(fā).淺談初中物理實驗的高效復(fù)習(xí)策略[J].考試周刊，2018（59）：160.

［3］ 蔡峰黎.促進深度學(xué)習(xí)的初中物理復(fù)習(xí)教學(xué)策略：以《固體密度測量的復(fù)習(xí)》為例[J].中學(xué)教學(xué)參考，2018（20）：44-45.

［4］ 林君祥.基于學(xué)科核心素養(yǎng)的初中物理實驗復(fù)習(xí)課教學(xué)[J].物理教師，2019（7）：47-49.