初中物理实验的创新与改进

初中物理实验的创新与改进

黄加站

广西省南宁市新民中学    530000

摘要：初中物理实验可以帮学生验证本学科出现的定理定律，解决仅靠文字表达无法有效学习和应用学科知识的问题。而基于学科发展以及学生学习需求的变化，需要对现有的实验形式和内容进行创新和改进，比如深度挖掘教材已有实验资源，引入生活常见物品和器材，关注现代科技和物理热点，以丰富实验的容量。同时简化实验器材、过程，使用信息技术手段，开展综合实践活动，以创新实验方法。

关键词：初中物理实验；实验形式；实验内容；创新

初中阶段的物理实验基本可以被分为教师演示类，课内学生分组类，和课外学生拓展类三种，例如由教师演示物理概念、规律的形成过程，由学生在课内外观察自然、生活，选做实验。其主要目标都是引导学生有目的使用实验物品重现物理现象，激发内在学习动力。但许多教师考虑到教学时长、内容难度和安全性问题，习惯基于教材已有素材完成演示实验，学生参与感低，对实验的浓厚兴趣并不足以转变为学科学习热情，所以需要教师结合学情进行实验的创新和改进。

一、开发实验资源，丰富实验内容

（一）深度挖掘教材已有资源

初中物理教材中囊括了大量的基础物理实验资源，对应着课标中列出的学生必做的20个实验，所以在创新实验时教师首先要利用这些素材，充分发挥基础性实验的作用。在学生可已按要求提示完成基本实验之后，再进行适当的优化。

比如，教材给出了用温度计测量水的温度这一简单的实验资源，重点是让学生正确使用温度计，老师可以聚焦于“为什么”让学生反复操作。先让学生使用温度计测量不同位置玻璃杯中的水温，引出“使用温度计测量液体温度不能接触容器底部和容器壁”这一实验重点。再让学生观察并记录观测到的温度计读数，与小组其他学生的结果进行比较，分析数值产生差异的原因，得出“读数时视线要与温度计中液柱液面相平”这一实验探究结论[1]。教师也可以基于教材实验内容综合使用演示实验、随堂自主实验，先给学生展示老师做的密度计，让学生用改道具测量一下不同液体的密度，结合已学知识分析实验道具的制作原理，再发挥想象，选择不同的原始材料完成“定制”密度计的制作。

（二）引入生活常见物品和器材

除了教材资源之外，还应当多使用一些生活中的常见物品、器材，着眼于学科知识与生活实际的联系完成物理实验，顺应学生的认知规律激发其学科兴趣。

首先，可以让学生观察一下示范实验或教材实验资源中有哪些生活化的素材，包括长绳、螺丝、螺母、玻璃瓶、筷子、棉花、塑料管等等，分析它们在不同实验中是怎样发挥作用的。例如白霜生成实验中冰块、盐扮演的是怎样的角色？筷子发挥的是怎样的作用？接着，让学生基于物品可发挥的作用思考还可以用哪些生活物品、器材替代原有实验仪器、实验设备，比如尝试使用最常见的吸盘模拟马德堡半球实验，或者使用铁制螺栓替代摆锤完成钟摆实验。在此基础上还可引导学生深度挖掘不同生活常见器材、事物的实验效能，比如注射器可以在证明大气压对水沸点影响的实验中用以控制空气，帮助学生找到实验要素之间的关系；或者被用于证明压缩体积可以使气体融化[2]。

（三）关注现代科技和物理热点

物理科学发展也给初中物理实验创新和改进提供了丰富的资源，教师可以关注现代科技和近期的物理热点，使用吸引学生注意力、引导学生探索的素材，推动学生进行主动探究。

比如，给学生播放一小段全息投影技术应用于歌舞表演的艺术视频，在学生感叹于科技神奇与伟大的同时引发学生的思考，该类技术的物理原理是什么？我们可否用本阶段的物理学科知识加以验证和说明？再展示老师自制的伪全息投影教具，让学生和老师一起用LED灯等做光源，用贴了反光纸的玻璃板当平面镜，观察像和物大小的变化结果，记录并推导结果产生的规律，从中发现佩伯尔幻像，即全息投影的秘密。或者引入短视频平台与物理现象有关的热点视频，让学生判断一下有叶风扇和无叶风扇谁的制冷效果最好，说出原因，再利用实验加以证明。也可以基于风扇的工作原理自制能摇头摆尾、可控制频率的桌面小风扇。

二、改进实验形式，创新实验方法

（一）简化实验器材或过程

相对简化的实验更有助于学生透过迷雾直击物理现象背后的共性知识，掌握类似实验的设计和展开方法。这种简化可以从器材本身、操作环节和实验内容等几方面入手。

例如，在探究凸透镜成像规律的实验中，就可以着重对实验器材进行加工、改造和简化，以展示更多的实验细节：可以使用 F形状的LED灯做新光源，解决传统蜡烛不环保，电子蜡烛对环境光线要求苛刻的问题。使用刻度尺代替传统的刻度指标方法，便于学生观察和计算物距、像距。减少实验压力。也可以让学生开动脑筋，结合实验原理思考一下本实验中涉及到的其他器材还可以进行怎样的改造，对比改造前后的实验结果，记录改造过程，激发学生的科学探究意识。

（二）使用信息技术手段

信息技术飞速发展给初中物理实验带来了更多的可能性，也使得实验现象的呈现效果更清晰，学生透过实验理解物理知识的结果更理想。在应用这些技术手段时，教师可以将其作为一种辅助工具，也可以将其作为一种主要的实验器材。

比如，使用手机自带的APP强化实验可视性，提高实验成功率：完成探究响度和什么因素有关的实验就可以将学生两两分为一组，一名学生敲击音叉，另一名学生用手机录音机记录音差的响度，APP会将响度转为可视化的音波，通过观察音波强度就可以获得直观的物理实验听觉感受，最终得出结论“响度和发声物体振动幅度有关”。或者使用仿真物理实验室等软件或平台开展更安全的虚拟实验活动，包括进行灯泡电阻的测量，进行光的反射实验。学生可使用系统自带的模块设计实验流程、组装实验器材，突破实际实验预设安全目标不断给实验条件加码，并记录实验的声音、温度等现象，完成更刺激更有挑战意味的自我探索。教师也可以随时暂停实验，让学生汇报阶段性的成果，并调整后续实验的进度和目标，既提高实验教学的时间利用率，又强化实验教学结果[3]。

（三）开展综合实践活动

物理科学存在于学生生活的方方面面，教师利用综合性实践活动更有助于将学生的求知欲与更广阔的世界联系在一起，让其在探究中应用物理知识。该类实践活动可包括探究性、设计性和调查性三种，有特定的主题、环节和目标。

比如，将学生分为若干小组，完成提取空气中的水这一综合实践活动。活动开始之前利用中国水资源报告等视频，引发学生关于地球中可用淡水资源数量的讨论，以及水污染问题的思考。布置子任务，如何证明空气中确实存有水？空气中有多少水？如何设计装置提取到这些水？先让学生观察生活，找一找存在的液化现象，包括从冰箱中拿出的雪糕周围是有白气的，冰凉的易拉罐放置在空气中外表皮会出现水珠。再让学生查找线上线下资料，得出空气中水分占比的科学数据；观看实验视频，模仿空气净水机等的工作原理，制作可以收集和提取空气中水的装置，完成实践操作。

结束语

初中物理实验可以增加学生的学科学习兴趣，激发其科学意识，锻炼其科学能力。而为强化实验效果，需要在实验的内容、展开方式等方面进行创新，使其更贴近学生的生活，更便于学生操作、观察，且能指向学生理解“物理来源于生活也必将走向社会”这一理念。

参考文献：

[1] 张俊林. 初中物理实验教学方法的创新思路探究[J]. 考试周刊,2023(12):116-120.

[2] 汪雄海. 浅谈初中物理实验资源的开发与创新[J]. 数理天地（初中版）,2022(8):76-78.

[3] 徐东云. 创新初中物理实验教学的几点思考[J]. 科普童话·新课堂（中）,2021(8):132.