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摘要:“微实验”能激发学生的物理学习兴趣,调动学生的物理学习积极性,引发学生的创意点子。在初中物理教学中,教师可以引导学生实施“演示微实验”“自创微实验”“虚拟微实验”“生活微实验”等,从而助推、深化、拓展、延伸学生的物理学习。微实验能让学生的物理学习变得更加丰富、精彩,有助于开发学生的实验潜质,促进学生物理素养的不断发展。
关键词:初中物理;物理“微实验”;实验设计
初中物理是一门以实验为基础的学科。在初中物理教学中,教师可以设计“微实验”,引导学生的物理学思维,催生学生的物理学想象,助推学生的物理学习不断进阶。所谓“微实验”,是“成本较低、操作简易、现象明显”的实验。“微实验”能激发学生的物理学习兴趣,调动学生的物理学习积极性,引发学生的创意点子。相对于传统的物理学实验,“微实验”更接地气、更贴合学生。微实验,是提升学生的物理学习力,发展学生的物理核心素养的重要载体。
一、演示“微实验”,助推学生的物理学习
物理微实验的类型很多,从实验方式上来分,可以分为模拟实验、对比实验、模型实验、切片实验等;从实验场所来看,可以分为学校实验、家庭实验等。在诸多的微实验中,“演示微实验”是一种应用最广,效能最高的实验方式。在初中物理教学中,教师要充分应用相关的资源、素材等,做“微演示实验”,比如“真空不能传声”“筷子提米”“比一比谁的功率大”“覆杯实验”等,从而助推学生物理学习。
在物理微实验中,演示实验以其非常有趣、方便、简单易操作等特点,而为师生所共同喜欢。相比较于其他的物理微实验,演示微实验更具有示范性、引领性。在初中物理教学中,演示微实验一般可以分为两种方式展开:其一是在全班学生面前展开微实验,这样的微实验是一种性价比高的微实验,但不容易让全班学生看清楚,也不容易让全班学生获得理解;其二是在分组的基础上展开微实验,这样的微实验比较慢、费时间,但却容易为学生所理解。在演示型微实验实践中,教师可以将这两种方式结合起来、交织起来应用。比如在教学《液体压强的特点》(人教版八年级下册)这一部分内容时,笔者让学生分组实验。同一个小组的学生,用饮料瓶在同一个高度打孔,在实验过程中进行组内交流。在此基础上,笔者引导全班学生交流。不同的小组,在饮料瓶子上所打的孔是不同的,因而所表现出的液体压强也就不同。当学生在组内交流“同一高度”和组间交流“不同高度”的液体时,对液体压强就获得了较为深刻的理解。在微实验的过程中,同一小组的学生通过实验先获得了共鸣,然后全班学生在大交流中同样也获得了共鸣。
二、自创“微实验”,深化学生的物理学习
基于学生物理核心素养的综合性、发展性、实践性的特征,初中物理实验教学不仅仅要展开演示,更要引导学生投入到实践之中。通过自制、自创、自设、自研“微实验”,深化学生的物理学习。作为教师,要对学生的自制、自创“微实验”进行有效的指导、引领,让学生的物理实验更具有指向性、针对性和实效性。
演示“微实验”,更多的学生充当的是“观众”“听众”,而自制性、自创性的“微实验”让全体学生都积极卷入、融入到实验过程之中,从而让学生获得一种感受与体验。同时,演示实验还容易钳制、宰制学生的思维,囚禁学生的想象,相比较而言,自制性、自创性的微实验更能发散学生物理思维、活化学生的物理想象,进而引发学生的创意。比如教学《气体压强》(人教版八年级下册)之后,笔者让学生自己设计实验。学生大胆地猜想,用丰富的材料设计、研发出多样化的实验。比如有学生设计了“硬币跳高”的微实验,即在硬币上方吹气,结果发现硬币跳起来了,从而证明了“气流速度越大,压强越小”;有学生设计了“口吹喷雾器”的微实验,即在装满水的矿泉水瓶中插入一根吸管,然后再用另一根吸管口對折竖着放入瓶中,向另一根吸管中吹气,结果发现了插入矿泉水瓶中的吸管中的水上来了,并被吹成了雾状,等等。自制性、自创性的微实验,深化了学生物理学习,促进了学生对物理学知识的本质理解。
三、虚拟“微实验”,开放学生的物理学习
信息技术的高速发展给教育教学带来了深刻的变革,同样为初中物理实验教学提供了新的平台、载体。在初中物理教学中,教师可以充分利用新媒体、新技术,引领学生进行虚拟性的“微实验”。相比较于传统的物理教学,虚拟性的“微实验”能开放学生的物理学习。虚拟性的微实验软件主要有“Flash或Powerpiont”“Authorware”等。这些多媒体软件具有仿真性、科学性、易操作性、实用性等特质。在应用多媒体课件引导学生展开虚拟性的微实验的过程中,教师要注重让实验内容切入学生物理学习的“最近发展区”,从而激发学生的探究兴趣和热情。
比如教学《光的直线传播》(人教版八年级上册)中的“小孔成像”时,笔者就进行虚拟实验的开发、设计。借助于多媒体课件,让学生拖动鼠标,从而完成小孔成像实验的每一步骤。在操作电脑软件的过程中,学生能获得一种“替代性的体验”。较之于传统的操作性实验,虚拟实验更具有精准性、指向性和实效性。学生直观地看到,小孔成像的清晰度与小孔的大小有关,与小孔的形状没有关系;小孔成像的大小与“物到小孔的距离”“像到小孔的距离”等因素有关,认识到“小孔成像其实就说明了光是沿着直线传播的”有关,并且一定是成的“倒立的像”(上下左右都颠倒)。并且由于是光线直线成像的,因而成的都是实像。虚拟性的“微实验”还具有一种重复性,这就让虚拟实验更有说服力、实验结果更精准、更精确。在实施虚拟性的实验过程中,教师要引导学生深度观察、思考,并对虚拟性实验平台进行优化,让虚拟性实验体现出一种高效、便捷的特点。通过虚拟性的微实验,促进学生对物理知识的深度理解。
四、家庭“小实验”,拓展学生的物理学习
物理微实验不仅仅可以在课堂展开,而且可以在课后、课余、课外展开。其中,“家庭实验”是物理课外实验的重要形态。在初中物理教学中,教师可以引导学生开辟“家庭实验室”,让家庭实验室成为学生物理探索的载体、平台,成为学生物理学习的乐园。在家庭实验室中,教师要引导学生分区域,比如“声学区”“光学区”“力学区”“电磁学区”,等等。在不同的区域摆放、准备不同的素材。在新课标指出“课程资源是决定课程目标能否有效达成的重要因素”,强调教师应当注重开发与利用课程资源,提高教学质量。笔者认为,教师在开展物理实验教学时,除了利用可以取之于生活,也可以从网上商店购买素材,等等。
比如在教学《比热容》这一部分内容时,笔者让学生在家庭实验室中设计、研发实验,并且将实验拍成视频上传到班级微信群、QQ群中。通过微视频的上传,将学生自己在家庭中设计的生活化的实验进行比较、优化,从而让学生理解比热容的本质。比如有学生是这样设计、研发生活化的微实验的:用相同的品牌、规格的电水壶两个,分别加热相同体积的清水和盐水,比较水沸腾的时间。应该说,这一生活化的微实验设计是独特的。通过对比,学生发现盐水升温较慢,因而得出了这样的结论:食盐水的比热容大于水的比热容。在生活化的微实验过程中,学生理解了比热容。有学生在微信群中认为,比热容就是物质容纳热的本领的一种比较;有学生认为,相同条件下,比热容大的物质升温较慢,因为热被它吸收了,等等。尽管学生对比热容这样的一个物理学概念的描述还比较稚嫩,但毋庸讳言的是,生活化的家庭微实验促进了学生对物理概念的认知。生活化的家庭微实验,强化了学生对物理学知识的应用,有效地提升了学生解决问题的意识和能力。
物理学微实验活化了学生的物理学习,优化了教师的物理教学。作为教师,可以将微实验运用在导入新课、物理探究、思考以及物理作业等各个环节。物理微实验具有“微”的特质,这种“微“的物理实验特质让学生的物理学习变得灵动而智慧。运用好微实验能让学生的物理学习变得更加丰富、精彩,有助于开发学生的实验潜质,促进学生物理素养的不断发展。
参考文献:
[1]张治本.物理小实验:100个物理小实验和小制作[M].北京:华文出版社, 2000:3.
[2]许帮正,马宇澄.“指向物理核心素养单元设计”研究方案[J].中学物理,2018,36(2):6-8,14.
关键词:初中物理;物理“微实验”;实验设计
初中物理是一门以实验为基础的学科。在初中物理教学中,教师可以设计“微实验”,引导学生的物理学思维,催生学生的物理学想象,助推学生的物理学习不断进阶。所谓“微实验”,是“成本较低、操作简易、现象明显”的实验。“微实验”能激发学生的物理学习兴趣,调动学生的物理学习积极性,引发学生的创意点子。相对于传统的物理学实验,“微实验”更接地气、更贴合学生。微实验,是提升学生的物理学习力,发展学生的物理核心素养的重要载体。
一、演示“微实验”,助推学生的物理学习
物理微实验的类型很多,从实验方式上来分,可以分为模拟实验、对比实验、模型实验、切片实验等;从实验场所来看,可以分为学校实验、家庭实验等。在诸多的微实验中,“演示微实验”是一种应用最广,效能最高的实验方式。在初中物理教学中,教师要充分应用相关的资源、素材等,做“微演示实验”,比如“真空不能传声”“筷子提米”“比一比谁的功率大”“覆杯实验”等,从而助推学生物理学习。
在物理微实验中,演示实验以其非常有趣、方便、简单易操作等特点,而为师生所共同喜欢。相比较于其他的物理微实验,演示微实验更具有示范性、引领性。在初中物理教学中,演示微实验一般可以分为两种方式展开:其一是在全班学生面前展开微实验,这样的微实验是一种性价比高的微实验,但不容易让全班学生看清楚,也不容易让全班学生获得理解;其二是在分组的基础上展开微实验,这样的微实验比较慢、费时间,但却容易为学生所理解。在演示型微实验实践中,教师可以将这两种方式结合起来、交织起来应用。比如在教学《液体压强的特点》(人教版八年级下册)这一部分内容时,笔者让学生分组实验。同一个小组的学生,用饮料瓶在同一个高度打孔,在实验过程中进行组内交流。在此基础上,笔者引导全班学生交流。不同的小组,在饮料瓶子上所打的孔是不同的,因而所表现出的液体压强也就不同。当学生在组内交流“同一高度”和组间交流“不同高度”的液体时,对液体压强就获得了较为深刻的理解。在微实验的过程中,同一小组的学生通过实验先获得了共鸣,然后全班学生在大交流中同样也获得了共鸣。
二、自创“微实验”,深化学生的物理学习
基于学生物理核心素养的综合性、发展性、实践性的特征,初中物理实验教学不仅仅要展开演示,更要引导学生投入到实践之中。通过自制、自创、自设、自研“微实验”,深化学生的物理学习。作为教师,要对学生的自制、自创“微实验”进行有效的指导、引领,让学生的物理实验更具有指向性、针对性和实效性。
演示“微实验”,更多的学生充当的是“观众”“听众”,而自制性、自创性的“微实验”让全体学生都积极卷入、融入到实验过程之中,从而让学生获得一种感受与体验。同时,演示实验还容易钳制、宰制学生的思维,囚禁学生的想象,相比较而言,自制性、自创性的微实验更能发散学生物理思维、活化学生的物理想象,进而引发学生的创意。比如教学《气体压强》(人教版八年级下册)之后,笔者让学生自己设计实验。学生大胆地猜想,用丰富的材料设计、研发出多样化的实验。比如有学生设计了“硬币跳高”的微实验,即在硬币上方吹气,结果发现硬币跳起来了,从而证明了“气流速度越大,压强越小”;有学生设计了“口吹喷雾器”的微实验,即在装满水的矿泉水瓶中插入一根吸管,然后再用另一根吸管口對折竖着放入瓶中,向另一根吸管中吹气,结果发现了插入矿泉水瓶中的吸管中的水上来了,并被吹成了雾状,等等。自制性、自创性的微实验,深化了学生物理学习,促进了学生对物理学知识的本质理解。
三、虚拟“微实验”,开放学生的物理学习
信息技术的高速发展给教育教学带来了深刻的变革,同样为初中物理实验教学提供了新的平台、载体。在初中物理教学中,教师可以充分利用新媒体、新技术,引领学生进行虚拟性的“微实验”。相比较于传统的物理教学,虚拟性的“微实验”能开放学生的物理学习。虚拟性的微实验软件主要有“Flash或Powerpiont”“Authorware”等。这些多媒体软件具有仿真性、科学性、易操作性、实用性等特质。在应用多媒体课件引导学生展开虚拟性的微实验的过程中,教师要注重让实验内容切入学生物理学习的“最近发展区”,从而激发学生的探究兴趣和热情。
比如教学《光的直线传播》(人教版八年级上册)中的“小孔成像”时,笔者就进行虚拟实验的开发、设计。借助于多媒体课件,让学生拖动鼠标,从而完成小孔成像实验的每一步骤。在操作电脑软件的过程中,学生能获得一种“替代性的体验”。较之于传统的操作性实验,虚拟实验更具有精准性、指向性和实效性。学生直观地看到,小孔成像的清晰度与小孔的大小有关,与小孔的形状没有关系;小孔成像的大小与“物到小孔的距离”“像到小孔的距离”等因素有关,认识到“小孔成像其实就说明了光是沿着直线传播的”有关,并且一定是成的“倒立的像”(上下左右都颠倒)。并且由于是光线直线成像的,因而成的都是实像。虚拟性的“微实验”还具有一种重复性,这就让虚拟实验更有说服力、实验结果更精准、更精确。在实施虚拟性的实验过程中,教师要引导学生深度观察、思考,并对虚拟性实验平台进行优化,让虚拟性实验体现出一种高效、便捷的特点。通过虚拟性的微实验,促进学生对物理知识的深度理解。
四、家庭“小实验”,拓展学生的物理学习
物理微实验不仅仅可以在课堂展开,而且可以在课后、课余、课外展开。其中,“家庭实验”是物理课外实验的重要形态。在初中物理教学中,教师可以引导学生开辟“家庭实验室”,让家庭实验室成为学生物理探索的载体、平台,成为学生物理学习的乐园。在家庭实验室中,教师要引导学生分区域,比如“声学区”“光学区”“力学区”“电磁学区”,等等。在不同的区域摆放、准备不同的素材。在新课标指出“课程资源是决定课程目标能否有效达成的重要因素”,强调教师应当注重开发与利用课程资源,提高教学质量。笔者认为,教师在开展物理实验教学时,除了利用可以取之于生活,也可以从网上商店购买素材,等等。
比如在教学《比热容》这一部分内容时,笔者让学生在家庭实验室中设计、研发实验,并且将实验拍成视频上传到班级微信群、QQ群中。通过微视频的上传,将学生自己在家庭中设计的生活化的实验进行比较、优化,从而让学生理解比热容的本质。比如有学生是这样设计、研发生活化的微实验的:用相同的品牌、规格的电水壶两个,分别加热相同体积的清水和盐水,比较水沸腾的时间。应该说,这一生活化的微实验设计是独特的。通过对比,学生发现盐水升温较慢,因而得出了这样的结论:食盐水的比热容大于水的比热容。在生活化的微实验过程中,学生理解了比热容。有学生在微信群中认为,比热容就是物质容纳热的本领的一种比较;有学生认为,相同条件下,比热容大的物质升温较慢,因为热被它吸收了,等等。尽管学生对比热容这样的一个物理学概念的描述还比较稚嫩,但毋庸讳言的是,生活化的家庭微实验促进了学生对物理概念的认知。生活化的家庭微实验,强化了学生对物理学知识的应用,有效地提升了学生解决问题的意识和能力。
物理学微实验活化了学生的物理学习,优化了教师的物理教学。作为教师,可以将微实验运用在导入新课、物理探究、思考以及物理作业等各个环节。物理微实验具有“微”的特质,这种“微“的物理实验特质让学生的物理学习变得灵动而智慧。运用好微实验能让学生的物理学习变得更加丰富、精彩,有助于开发学生的实验潜质,促进学生物理素养的不断发展。
参考文献:
[1]张治本.物理小实验:100个物理小实验和小制作[M].北京:华文出版社, 2000:3.
[2]许帮正,马宇澄.“指向物理核心素养单元设计”研究方案[J].中学物理,2018,36(2):6-8,14.