初中物理实验教学-微实验探究

叶章进 ¹龚财良 ²

福建省南平市顺昌县大干中学²353200

摘要：物理实验教学存在客观与主观上的困难，导致学生在课堂上比较被动，缺乏自主探究的信心和能力，教学效率低下。利用身边常见易取、大众化、易加工之物做器材对物理实验进行探究，利用身边器材对初中物理实验进行改进，让学生自己动手选器材，加工器材，达到实验探究目的，微实验在课堂中的的灵活运用，有助于学生的物理观念、物理思维、科学探究、科学态度与责任观的核心素养的养成。

关键词：微实验探究 物理核心素养的养成

引言

中学物理新课程标准要求学生在新课程的学习中将探究实验学习作为学习的主要方式，目前物理实验教学存在客观与主观上的困难，有些学校实验器材简陋，特别农村乡下中学的实验器材就更加不全、仪器破旧，甚至靠嘴皮进行“实验课”，学生对物理实验现象也是一知半解、糊里糊涂，缺乏直观的物理视觉，导致学生在课堂上比较被动，缺乏自主探究的信心和能力，教学效率低下。物理又是以实验为基本特征的学科，而课堂中微实验的灵活运用，有助于学生的物理观念、物理思维、科学探究、科学态度与责任观的物理核心素养的形成。

1.微实验教学探究活动的实施原则

微实验就是“让物理从生活中来，到生活中去”利用身边常见易取、大众化、易加工之物做器材对物理实验进行探究，利用身边器材对初中物理实验进行改进，让学生自己动手选器材，加工器材，达到实验探究目的，从而获得知识和技能、发展动手能力、培养情感体验，微实验以其形象、生动、形式多样、蕴藏非常活跃因素，为学生提供全面发展和个性空间，活化知识结构和进一步训练思维空间，让学生主动的获取物理知识，体验科学的过程与科学的方法。

1.1科学原则。微实验活动的首要就是科学性原则，探究活动目标立足于学生物理科学素养的培养上，探究活动中所有使用的实验原理、方法、手段、仪器的选择、操作等必须科学；探究活动的设计渗透物理科学探究素养的形成。

1.2主体原则。在探究活动中充分体现学生自主探究能力的培养，从学生的已有的经验与知识为出发点，适合学生探究活动心理及认知水平，在探究活动的选题时，可设些“坑”引发学生认知冲突，让学生通过一定探究得到获得感，促进学生主动参与，并给学生足够的空间与时间，有助于物理核心素养的形成。

1.3可行可控性。微实验的过程应该首要的是安全，所进行物理实验器材、药品是安全可控范围之内，有效的利用身边物品进行实验，通过微实验探究促进物理观念、物理思维的形成。

2.微实验强化探究活动的能力

微实验的特点就是要求教师要改变以往的传统的教学策略，积极构建新型的实验教学模式，打破“明确目的-实验操作-验证结论”的模式，采用“提出问题-猜想与假设-制定计划和设计实验-进行实验和收集证据-分析和论证-评估-交流与合作”基础上采用生活显而易见的物进行实验探究新模式，强调学生探究新知识的经历和获得新知识的体验感。验证性的实验是通过给定的实验题目、材料用具、方法步骤、学生按照步骤操作，验证结论与概念，教师通过设置这些问题，激发学生的思维，使得学生自己动手选择身边物体去进行实验，边实验边思考，而不是单纯从课本得到实验结论，使学生能主动去探究实验的习惯。如：“质量”什么是质量？对于构建这个概念，教师在教学中只是简单按照课本概念讲解，很多学生无法理解，为此让学生预习是将家中的冷却成块的猪油，取来用电子秤称其质量，随后用吹风机对着猪油吹，使其化成液态，观察电子秤示数是否发生变化，从而得出质量是物体本身属性，不随状态等其他因素发生改变而改变。利用信息技术平台如：学生非常喜欢的“抖音”“快手”等视频软件，在家中利用电子称一个乒乓球的质量，并在其外面注明家的地点，然后带到教室称其质量，观察电子秤上质量是否发生改变；称出一瓶矿泉水瓶的质量，然后让学生左手捧起一瓶矿泉水瓶，右手放几本物理课本，感受1kg的到底有多大，利用信息技术平台强化学生微实验探究能力，提高学生物理科学探究素养的养成。

3.微实验提高了实验效果的稳定性、成功率

初中物理知识中有些物理现象、过程难以被刚刚接触物理学科的学生想象，仅仅用语言的描述很难让没有感性认识的学生在大脑中形成清晰的概念。这些知识点往往成为学生的学习难点，而微实验对学生理解、掌握物理概念和规律有很重要的帮助作用。我们用身边物理进行微实验可以把抽象的规律和概念可视化，帮助学生摆脱思维障碍。例如：很多学生对声波的形成和传播过程难以理解，我们用玻璃管里头装碎泡沫，对着玻璃管喊叫，可以看到声波现状，给学生一个直观的声波形成过程，大大降低了这个知识点的难度，促进学生对声波形成和传播过程的理解。光的反射和折射现象、平面镜成像的原理、磁体的磁化过程等都可以用这种方法，把抽象的原理变得形象生动，易于理解。虽然微实验把抽象的概念形象化、生动化、可视化，但物理实验有自身的特点如：实验的成功率、影响实验稳定的因素。如：“钻木取火”实验，如果用木棍与木屑进行实验，很难取得成功时间也不够，以前也多让学生观看视频，学生无法感受实验的过程。针对这一情况，我让学生找来泡沫来代替木屑，用温度计代替木棍，让学生用温度计在泡沫上来回的转动，便记下开始的温度，随着温度计不断来回在泡沫里摩擦，温度不断的上升，为什么温度计的示数会上升？从而达到钻木取火的效果。让学生也体会古人如何取到火。

再如：证明大气压存在的教学内容，教材提供给我们演示实验有：马德堡半球实验、覆杯实验、瓶“吞”实验等。实际教学中前两个实验都比较好操作，但瓶“吞”实验该如何操作？一是实验时间长，不方便。二是实验的重复性很差，鸡蛋被瓶“吞”进去后要把鸡蛋完整的拿出来很困难。如果有的学生没有看清楚，想在做一次就必须用另外一个瓶子和另一个鸡蛋。三是实验的成功率不是每次都能成功。因此，本人用装满水的气球来取代鸡蛋。好处是取材容易、推广性强。气球比鸡蛋容易取得经济是合算。二是气球的实验重复性强可以反复实验。利用信息技术软件特别是希沃软件等仿真物理实验室的应用，使抽象的物理实验达到可视化，提高微实验的稳定性、成功率。

4.利用微实验可提高实验的安全性、生动性、操作性

物理学是一门以实验为基础的自然科学，直观教学在物理教学过程中占有相当重要的地位。有些实验还有一定的危险性如：演示短路实验，该实验教师一般都有畏难情绪，或干脆不做。改进的方式，用5mm左右的锡箔纸代替熔断器，将电源电压降为3V，此时交流3V能提供较大的电流，实验时可看到锡箔纸燃烧达到良好的实验效果。对于有的演示现象瞬息即逝；有的限于条件演示效果很差；使学生对许多物理知识的理解不能充分建立在直观感知的基础上。我们就得通过用微实验在课堂中不容易演示的成功实验，增加学生的感性认识，加强对知识的理解。例如：托里拆利实验是用水银做的，有的同学就会问用水来做这个实验会怎么样呢？结合帕斯卡“桶裂”这个实验一般情况下是不能演示的，组织学生做“桶裂”实验用耐压性较低的塑料袋代替木桶，缩短细管的长，对装满水的塑料袋在半管水、整管水作用下的不同情形进行比较，不仅加深了学生对大气压的认识，液体压强的实质也就明了了。微实验对传统的改进实验相结合，不仅给学生提供了从未涉及过的事物，而且为直接感知，观察这些事物或现象创造了条件。把抽象的规律和概念可视化，在安全、生动、可操作情况下突出了事物的重点和本质属性，便于学生观察形成表象，进一步调动学生主动参于物理的教学活动。

综上所述，在微实验这个过程中学生通过观察和动手操作实验，才能逐渐掌握观察、实验、类比、对比、转换等方法，最重要的是学生通过实验活动，动手能力，分析概括能力等各方面的能力都能得到提高。课堂之外是生活，课后家庭的活动是学生学习物理另一个重要平台，微实验让学生有更多的时间和空间去进行物理实验的探究，结合目前信息技术平台如：希沃、NB等物理仿真实验软件，促使学生在探究活动中加深对物理知识掌握和理解。当然微实验在探究中要注意适时恰当、科学合理，以免弄巧成拙，合理的利用微实验，取身边之物，易取、大众化、易加工，做器材等进行探究。加上自己动手改进这些“古董”好处就是“变废为宝”最大限度的利用现有的资源开展微实验教学，提高教学效果，学生在探究活动中各多方面能力的都得到发展，学生物理核心素养得到更好的提高。