挖掘?qū)嶒?yàn)魅力 助力學(xué)生探究

摘 要：實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分，是落實(shí)物理課程目標(biāo)、全面提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑.筆者結(jié)合實(shí)際教學(xué)從利用自制教具，挖掘?qū)嶒?yàn)的趣味性、提升可觀察度、補(bǔ)教學(xué)之所需、為探究之所用、展示直觀性幾個(gè)方面闡述了初中物理自制教具與實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新.讓學(xué)生的感官思維更活躍，更有利于促進(jìn)學(xué)生從感性認(rèn)識到理論層次的轉(zhuǎn)變，更有利于啟發(fā)學(xué)生思維，更有利于學(xué)生直接參與到探究活動(dòng)中，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新潛能，提升科學(xué)素養(yǎng).

關(guān)鍵詞：自制教具;實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新;實(shí)驗(yàn)探究

中圖分類號：G633.7???? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B???? 文章編號：1008-4134（2021）24-0035-02

作者簡介：張艷（1973-），女，天津人，本科，中學(xué)高級教師，研究方向：物理教學(xué)與實(shí)踐.

在義務(wù)教育物理課程中，教師實(shí)施科學(xué)探究式教學(xué)對提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)有非常重要的作用.實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分，是落實(shí)物理課程目標(biāo)、全面提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑.基于提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的理念，筆者在教學(xué)中充分發(fā)揮自制教具與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的作用，挖掘?qū)嶒?yàn)魅力，助力學(xué)生探究.

1 利用自制教具，挖掘?qū)嶒?yàn)趣味性

興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)最好的老師，教師通過開發(fā)實(shí)驗(yàn)的趣味性，激趣導(dǎo)學(xué)，有利于引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)投入到學(xué)習(xí)中.在學(xué)習(xí)“電動(dòng)機(jī)”時(shí)，筆者自制“小小電動(dòng)機(jī)”模型，有效地吸引學(xué)生注意力，激發(fā)好奇心，提高學(xué)習(xí)效率.模型中主要元件包括：漆包線繞成的矩形線圈（如圖1所示），漆包線在線圈兩端各伸出約3cm，用小刀刮兩端引線的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮掉半周，將線圈放在用硬金屬絲做的支架上，兩個(gè)支架分別與電池的兩極相連，線圈下放一塊強(qiáng)磁鐵，這樣就組裝成“小小電動(dòng)機(jī)”模型（如圖2所示），通電后用手輕推一下，線圈就會不停地轉(zhuǎn)下去.學(xué)生觀察到這個(gè)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，很興奮驚訝，非常渴望學(xué)習(xí)其中蘊(yùn)含的道理，這樣就充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的趣味性，有利于學(xué)生接下來對電動(dòng)機(jī)構(gòu)造和工作原理的深入學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生探究的欲望.

2 利用自制教具，挖掘?qū)嶒?yàn)可觀察度

教師在教學(xué)過程中要利用實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識，這就要求實(shí)驗(yàn)的直觀性和可觀察度一定要強(qiáng)，這樣才能更有效地輔助教學(xué).比如在研究小孔成像實(shí)驗(yàn)中，筆者將教材的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)效果非常好.實(shí)驗(yàn)裝置中的主要組成部分為：在一個(gè)空罐的底部中央打一個(gè)小孔（如圖3所示），再用一張半透明的塑料膜蒙在空罐的口上（如圖4所示），將空罐放在高度合適的底座上，使像能成在塑料膜的中央，同時(shí)也更易于調(diào)節(jié)小孔與物體間的距離.在紙盒上用一個(gè)箭頭當(dāng)作物體（如圖5所示），盒內(nèi)裝有兩個(gè)白熾燈（如圖6所示）目的是將盒前的物體箭頭照亮，通過小孔成像更清晰，在實(shí)驗(yàn)時(shí)用空盒子將兩燈泡罩上，被燈泡照亮的箭頭通過小孔成像在半透明的塑料膜上，整個(gè)裝置如圖7所示.

接通電源閉合開關(guān)，學(xué)生觀察到物體通過小孔所成清晰的像（如圖8所示），所成的像清晰地展現(xiàn)在學(xué)生的面前，在一定程度上增強(qiáng)可觀察度，同時(shí)空罐可以在底座上移動(dòng)，改變小孔和物體之間的距離，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步觀察成像情況，創(chuàng)造讓學(xué)生進(jìn)行探究的氛圍，通過小孔成像的特點(diǎn)更深入地理解光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播.

3 利用自制教具，挖掘?qū)嶒?yàn)補(bǔ)教學(xué)之所需，為探究之所用

實(shí)驗(yàn)是學(xué)生認(rèn)識物理現(xiàn)象、總結(jié)物理規(guī)律的重要途徑，學(xué)生可以通過參與實(shí)驗(yàn)的探究過程，透過觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，討論分析歸納得出結(jié)論，可以加深對所學(xué)知識的理解.筆者通過自制教具，增加創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)可以補(bǔ)教學(xué)之所需，為探究之所用.比如在學(xué)習(xí)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系知識時(shí)，向?qū)W生補(bǔ)充這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在充分認(rèn)識氣體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系基礎(chǔ)上，認(rèn)識液體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，使學(xué)生對規(guī)律有更全面的認(rèn)識.實(shí)驗(yàn)裝置（如圖9所示）主要組成部分為：一根粗透明硬塑料管，一根細(xì)透明硬塑料管，兩根塑料管上各打一個(gè)很小的小孔，粗管兩端分別用通過帶細(xì)玻璃管的塞子塞緊，一端連接橡膠管，橡膠管連接噴水壺，粗管另一端和細(xì)硬玻璃管相連接，細(xì)硬玻璃管末端用插入細(xì)玻璃管的塞子塞緊，整套實(shí)驗(yàn)裝置如圖9所示，當(dāng)噴水壺噴水時(shí)，學(xué)生們很興奮，觀察到意想不到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（如圖10所示）.

學(xué)生們欣喜地發(fā)現(xiàn)兩個(gè)小孔噴出水柱的高度不同，粗玻璃管處噴出的水柱高度大，細(xì)玻璃管處噴出的水柱高度小，引導(dǎo)學(xué)生思考，這種現(xiàn)象形成的原因是什么？學(xué)生討論歸納出結(jié)論，液體流速越大的位置壓強(qiáng)越小.這樣在教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充這個(gè)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生全面理解流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，學(xué)生樂于探究其中，潛移默化地激發(fā)創(chuàng)新意識.

4 利用自制教具，挖掘?qū)嶒?yàn)的直觀性

在物理教學(xué)中筆者發(fā)現(xiàn)，有些物理量無法直接進(jìn)行測量，那么如何比較這些物理量的大小？最簡單直接的方法就是利用實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用轉(zhuǎn)換的思想進(jìn)行比較，直接明了，可以獲得事半功倍的效果.比如在學(xué)習(xí)重力勢能大小的影響因素知識時(shí)，由于無法直接測量重力勢能的大小，筆者通過自制教具設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置探究重力勢能與哪些因素有關(guān).實(shí)驗(yàn)裝置的主要組成：一根粗的玻璃管夾在鐵架臺上豎直放置，里面一塊泡沫塊，管外套上不同顏色的橡皮筋，用來標(biāo)記泡沫塊的位置，三個(gè)質(zhì)量不同、體積相同的銅塊、鐵塊、鋁塊，一根細(xì)金屬棒，金屬棒的作用在于每次實(shí)驗(yàn)后將泡沫塊恢復(fù)捅到同一位置（如圖11所示）.

比如在探究重力勢能大小與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，將質(zhì)量不同的鋁塊、鐵塊、銅塊分別從相同的高度由靜止釋放，分別撞擊同一位置的泡沫塊，用管外不同顏色的橡皮筋分別記錄下泡沫塊的位置（如圖12所示），取出金屬塊后，觀察玻璃管外不同顏色橡皮筋所在位置（如圖13所示），就可以比較出泡沫塊向下移動(dòng)的距離，泡沫塊向下移動(dòng)距離越大，物體具有的重力勢能越大，將重力勢能的大小轉(zhuǎn)換為泡沫塊向下移動(dòng)的距離，將無法直接測量的物理量宏觀展示出來，通過實(shí)驗(yàn)直觀地展示給學(xué)生，有利于逐步引導(dǎo)學(xué)生探究.

筆者通過深入挖掘初中物理教材中的知識和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，有針對性地改進(jìn)完善，獲得最佳的實(shí)驗(yàn)效果，更具趣味性，更具啟發(fā)性和探究性，開發(fā)利用日常生活中的一些物品自制教具，合理地應(yīng)用到教學(xué)中，有效地輔助學(xué)生學(xué)習(xí).實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新是物理現(xiàn)象的情景再現(xiàn)，讓學(xué)生的感官思維更活躍，更有利于學(xué)生由感性認(rèn)識遞進(jìn)為理論層次，更有利于啟發(fā)學(xué)生思維，更有利于學(xué)生直接參與到探究活動(dòng)中，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新潛能，提升科學(xué)素養(yǎng).

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（收稿日期：2021-07-16）