初中物理實驗教學生活化的實踐應用研究

物理作為初中階段的一門核心學科,有著抽象性和系統(tǒng)性的特質。這種特質給學生帶來了挑戰(zhàn),也給培養(yǎng)學生的抽象思維能力提供了寶貴的契機。《義務教育物理課程標準(2022年版)》(以下簡稱新課標)提出,要“貼近學生生活,符合學生認知特點,激發(fā)并保持學生的學習興趣,讓學生通過學習和探索掌握物理學的基礎知識與基本技能,并能將其運用于生活、生產實際”[1]。該理念鼓勵教師將教學內容與日常生活緊密結合起來,通過挖掘生活中的教育資源,以更加生動、直觀的教學方式呈現(xiàn)知識,從而拉近學生與知識之間的距離,激發(fā)學生的學習興趣?；诖?本研究以生活化教學理念為出發(fā)點,從教學內容的優(yōu)化、教學方法的創(chuàng)新等多個層面,深入探討實現(xiàn)初中物理實驗教學生活化的具體路徑,為廣大教師提供參考與啟示。一、實施價值在初中物理實驗教學中,傳統(tǒng)的教學方法通常以教材章節(jié)為主線,學生通過教師的引導、講解和實驗操作來獲取知識。這種模式往往限制了學生自主思考和主動探究能力的發(fā)展,導致學生的物理素養(yǎng)無法得到有效提升。為了改善這種情況,教師可以引入生活化教育理念,將物理實驗教學與生活實際緊密結合起來:一方面,創(chuàng)設貼近學生生活的教學情境,引導學生利用自身的生活經驗和觀察能力來探索物理知識,從而激發(fā)學生的學習興趣,促使學生更加主動地參與到實驗中;另一方面,生活化教學策略能夠使物理知識自然融入學生的日常生活,引導學生關注身邊的物理現(xiàn)象,激發(fā)學生探索物理現(xiàn)象背后的科學原理的好奇心,引導學生運用所學知識進行探究,加深學生對物理知識的理解,培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新思維。[2]二、開展原則(一)貼近性原則初中物理生活化實驗的核心在于貼近學生的真實生活。新課標明確指出,物理教學應與學生的生活經驗結合起來,引導學生從生活走向物理,再從物理回歸生活。[3]因此,實驗設計應緊密關聯(lián)學生的日常生活環(huán)境,以常見物品或現(xiàn)象為實驗素材,將抽象的物理原理與現(xiàn)實生活緊密相連,深化學生對知識的理解。貼近性原則也體現(xiàn)了新課標中“以學生為本”的教育理念,通過關注學生的興趣和生活經驗,教師可以更好地激發(fā)學生的學習興趣,提高學生的學習積極性和參與度。(二)啟發(fā)性原則新課標強調培養(yǎng)學生的科學探究能力和創(chuàng)新精神。[4]在生活化實驗的設計中,教師應注重實驗的啟發(fā)性和探究性,通過設計具有挑戰(zhàn)性和探索性的實驗任務,引導學生主動觀察、思考和解決問題,鼓勵學生提出自己的猜想和假設,并進行實驗驗證。這種教學設計符合新課標中“注重過程與方法”的教學要求,重視學生的學習過程和方法體驗,有助于培養(yǎng)學生的科學探究能力和創(chuàng)新精神,讓學生在實踐中發(fā)現(xiàn)物理的魅力,激發(fā)學生對科學探索的熱情。(三)安全性原則安全是初中物理生活化實驗開展的首要前提,教師在設計生活化實驗時,必須充分考慮實驗的安全性,確保學生在操作過程中不會受到傷害,這包括選擇無毒無害的實驗材料,設計安全可靠的實驗步驟,以及提供必要的實驗指導等。教師還應在實驗前對學生進行詳細的安全教育,讓學生了解實驗中的潛在風險并掌握應對方法。在實驗過程中,教師應始終保持警惕,及時糾正學生的不安全行為,確保實驗順利進行。三、實踐策略(一)融入生活情境,點燃學生實驗熱情建構主義教學理念認為,學習是學生基于自身經驗主動建構知識的過程。[5]在這一框架下,將物理實驗與日常生活情境結合起來,有助于學生在已有經驗的基礎上構建新的物理知識體系。將物理實驗與生活中的現(xiàn)象、問題聯(lián)系起來,能夠讓學生更容易找到學習的切入點,從而更積極地參與到實驗中。情境認知理論認為,知識是在特定情境中通過活動與合作獲得的。[6]因此,將物理實驗置于日常生活情境中,能夠為學生創(chuàng)設一個有意義的學習環(huán)境。在這樣的環(huán)境中,學生不僅能夠觀察到物理現(xiàn)象,還能夠動手操作,從而更深刻地理解物理概念和原理。由于部分物理實驗原理較為復雜,學生經常感到困難晦澀,缺乏主動進行實驗的動力。為激發(fā)學生對實驗的興趣,教師可以嘗試將物理實驗與日常生活緊密結合起來,采用生活化的教學策略。以摩擦力教學為例,教師可以設計一個簡單而富有啟發(fā)性的實驗——利用學生手邊的日常物品,如書本和桌面,讓學生嘗試推動書本并感受阻力,直觀地理解摩擦力的概念。(二)提升實驗指導質量,實現(xiàn)實驗教學生活化生活化的實驗教學對于激發(fā)學生的學習動力具有顯著的效果。傳統(tǒng)的實驗教學模式偏重理論驗證和機械性的操作訓練,易使學生在實驗過程中感到單調和缺乏興趣。[7]教師將實驗內容與學生的日常生活緊密聯(lián)系起來時,物理知識的實用性和趣味性得到展現(xiàn),使學生能夠直觀地看到物理原理在現(xiàn)實生活中的應用,更深刻地認識到學習物理的重要性和意義。要想確保物理實驗過程嚴謹有序又貼近學生的日常生活,教師的實驗指導尤為關鍵。教師需要為學生提供詳盡而具體的實驗指導,確保學生在實驗過程中能夠明確每一步的操作要求和注意事項。通過清晰的步驟演示和細致的實驗操作的講解,教師能夠幫助學生逐步建立起對物理實驗的整體認知,有助于培養(yǎng)學生的物理思維能力,引導學生在實驗過程中樹立嚴謹?shù)目茖W態(tài)度并養(yǎng)成良好的實驗習慣。(三)深入教材尋實驗,貼近生活探科學1.徒手探秘實驗,激發(fā)科學興趣在新課標的指引下,“從生活走向物理,從物理走向社會”成為初中物理教育的核心理念。這一理念強調物理知識與日常生活的緊密聯(lián)系,以及物理知識在社會實踐中的廣泛應用。為了貫徹落實這一理念,初中物理教育應當積極采用生活化的教學方式,將抽象的物理知識與學生的實際生活經驗結合起來,通過直觀、生動的教學形式增強學生的感知和認知?！巴绞痔矫貙嶒灐弊鳛橐环N生活化的教學方式,具有獨特的優(yōu)勢,不需要復雜的實驗器材和煩瑣的實驗步驟,只需要利用學生身邊常見的物品或環(huán)境便能進行?！巴绞痔矫貙嶒灐辈粌H能夠激發(fā)學生的學習興趣和好奇心,還能夠讓學生在實踐中體驗到物理知識的魅力和實用性。教師可以組織鼓掌實驗、搓手實驗、掰手腕實驗等,引導學生探究力學物理現(xiàn)象。通過觀察和分析實驗現(xiàn)象,學生可以更加深入地理解物理概念和規(guī)律,培養(yǎng)觀察能力,增強實驗技能。2.廢舊物品再利用實驗,巧手操作提技能在初中物理實驗教學中,教師可引導學生將廢舊物品巧妙改造為實用的實驗工具,激發(fā)學生的創(chuàng)造力和對物理實驗的興趣。[8]廢舊物品的巧妙利用不僅是對資源的有效回收,更是對學生實踐能力和創(chuàng)新思維的一次深刻鍛煉。首先,這種變廢為寶的做法極大地激發(fā)了學生的創(chuàng)造力。面對一個普通的廢舊物品,學生需要思考如何將其改造成與物理實驗相關的工具。這種思考過程是對學生創(chuàng)新思維的鍛煉,學生需要分析物品的物理特性,考慮其可能應用的場景,然后設計出合理的改造方案。其次,在改造過程中,學生需要動手進行各種精細的操作,這不僅要求學生具備一定的手工技能,還需要學生有足夠的耐心,以確保改造結果的準確性和實用性。此外,利用廢舊物品進行實驗還有助于培養(yǎng)學生的環(huán)保意識。通過親身參與廢舊物品的改造和利用,學生能夠更深刻地認識到資源的寶貴和環(huán)保的重要性。(四)著重生活實驗演示,提升實踐操作技巧在初中物理實驗教學中,采用生活化的實驗演示方法是一種極為有效的教學策略。將復雜的物理實驗原理與簡單易懂的生活實例結合起來,能夠為學生搭建起一座通往物理世界的橋梁,使學生在輕松愉快的氛圍中掌握物理知識,提升實踐操作能力。[9]生活化的實驗演示方法具有很強的直觀性和趣味性,能夠有效地吸引學生的注意力,激發(fā)學生的好奇心和探究欲望。教師可以利用日常生活中的常見物品或現(xiàn)象,設計簡單易懂的實驗來解釋物理原理。這不僅能夠讓學生通過觀察實驗現(xiàn)象直觀地理解物理概念,還能夠讓學生親身參與實驗,加深對物理知識的印象。生活化的實驗演示方法還有助于培養(yǎng)學生的實踐操作能力。在觀察實驗現(xiàn)象的過程中,學生需要動手進行操作,如測量、記錄數(shù)據(jù)等,這不僅能夠鍛煉學生的動手能力,還能夠培養(yǎng)學生的觀察力和實驗技能。通過不斷地實踐操作,學生能夠逐漸掌握物理實驗的基本方法和技巧,為日后的物理學習和科學研究打下堅實的基礎。四、教學設計——以“大氣壓強”為例(一)教材分析“大氣壓強”是人教版初中物理八年級下冊的學習內容,這節(jié)課的主題是探索大氣的物理特性,具體內容包括大氣壓的存在性、托里拆利實驗、氣壓計的應用和大氣壓的應用實例。在教學策略上,教師將借助一系列精心設計的實驗演示和貼近生活的實例,引導學生感受大氣壓在日常生活中普遍存在,以及大氣壓對生活產生的深遠影響。在教學過程中,教師通過探究式實驗,引導學生積極動手操作,觀察實驗現(xiàn)象,思考并總結原理。通過直觀的實驗體驗,學生對大氣壓存在的認識逐步提升,并能夠利用所學知識解釋日常生活中相關現(xiàn)象。(二)學情分析學生在本課程前兩階段已掌握了固體和液體的壓強知識,但對大氣壓強的理解不足。本節(jié)課將借助實驗和生活案例,引領學生直觀感知大氣壓強。學生通過自主探究、小組討論,以及配合多媒體輔助,運用所學知識解決新問題,加深對大氣壓強的認識。本節(jié)課的目標是鞏固壓強知識,培養(yǎng)科學探究精神、觀察和分析能力。本節(jié)課的教學設計如圖1所示。[5]圖1“大氣壓強”實驗生活化教學設計(三)教學過程設計1.引入新課【教學活動1】首先,教師進行一個簡單的演示實驗,即向玻璃管中倒水,水立刻流了出來,同時詢問學生:有沒有什么辦法可以讓水不流出?有學生提議,用手堵住玻璃管的兩端。教師采納了學生的建議,并實際操作,用手堵住了玻璃管。接著,提出第二個問題:如果松開下方的手指,水會流出來嗎?學生開始觀察、思考并交流看法。之后,教師松開了下方的手指,學生驚訝地發(fā)現(xiàn),水并沒有流出來。教師趁機引導學生思考:是什么原因導致水沒有流出?通過演示實驗和問題引導,教師成功激發(fā)了學生的學習興趣,為接下來的新課學習做好了鋪墊。2.新課講解(1)大氣壓強的存在【教學活動2】有了對大氣壓強的初步認識后,可進一步鞏固和拓展學生的理解。教師提出一個問題:翻轉蓋著硬塑料片的空杯子會發(fā)生什么?學生預想硬塑料片會落下。教師演示后,學生驚訝地發(fā)現(xiàn)硬塑料片并未落下。教師引導學生思考,使他們認識到這是大氣壓強的作用。這一活動旨在通過問題提出、實驗演示和思維引導,激發(fā)學生的探究欲望,培養(yǎng)學生的科學探究精神和提高科學現(xiàn)象的理解能力。【教學活動3】在完成上一個實驗活動后,學生對大氣壓強的作用有了一定的認識,教師緊接著又安排了一個實驗活動,即“瓶吞雞蛋實驗”。這個實驗不僅與上一個實驗活動緊密相關,而且更加直觀和有趣,有助于進一步加深學生對大氣壓強的認識。教師先引導學生進行“瓶吞雞蛋實驗”,為學生提供必要的指導和支持。在實驗過程中,學生觀察到了一個有趣的現(xiàn)象:雞蛋被吸進瓶子內部。實驗完成后,教師組織學生進行交流討論,引導學生用大氣壓強的知識解釋所觀察到的現(xiàn)象。學生積極參與討論,紛紛發(fā)表自己的見解和想法。通過討論和總結,學生對實驗現(xiàn)象有了更深入的理解,并得出結論:雞蛋在大氣壓強的作用下被吸入瓶子。【教學活動4】為了進一步鞏固和加深學生對大氣壓強的理解,教師介紹馬德堡半球實驗和鐵桶實驗,并播放相關的實驗視頻。通過觀看視頻,學生更加直觀地感受到大氣壓強的作用,對大氣壓強的存在和作用有了更深刻的認識。之后,教師提出了一個新的問題:如何測量大氣壓的大小呢?這個問題進一步激發(fā)了學生的探究欲望,學生開始思考并討論可能的測量方法,對未知的測量過程充滿了好奇和期待。(2)大氣壓強的測量【教學活動5】在教學過程中,教師回顧了覆杯實驗,強調了大氣壓使硬塑料片保持原位的現(xiàn)象。接著,教師提出了一個問題:能否用長玻璃管代替塑料杯來測量大氣壓強?為了幫助學生理解,教師播放了實驗視頻,視頻中,水柱高度竟達十米,超出實驗范圍,這引發(fā)學生思考采用其他測量方法。有學生提出通過提高液體密度來增大壓強。教師認同這一思路,并鼓勵學生進一步探究。教師在教學過程注重引導學生自主思考,加深學生對大氣壓強測量原理的理解。【教學活動6】隨著學生對大氣壓強測量方法的討論漸入佳境,教師可適時引入另一個經典實驗——托里拆利測定大氣壓強的實驗。首先,教師播放托里拆利測定大氣壓強的實驗視頻,并強調觀察細節(jié)和思考影響結果的因素的重要性。學生在觀看過程中積極思考交流。視頻結束后,學生提出看法,教師不急于評價,又播放了一段詳細展示實驗關鍵步驟和誤差來源的探究視頻。通過這兩段視頻,學生更深入地理解了實驗的嚴謹性,并明確了影響實驗結果的因素?！窘虒W活動7】為了加深學生對以上實驗的理解,并讓學生有機會親身實踐,教師展示了金屬盒壓強計和水銀壓強計,并重點演示了金屬盒壓強計的使用,包括讀數(shù)、調整靈敏度等關鍵步驟。隨后讓學生動手練習,熟悉操作。教師還簡要介紹了滅火器定期檢查氣壓計的重要性,將物理知識與日常生活聯(lián)系起來。這一活動旨在培養(yǎng)學生的動手能力,增強學生將物理知識應用于實際生活的意識?！窘虒W活動8】在完成金屬盒壓強計和水銀壓強計的展示與操作練習后,學生基本掌握了測量氣壓的方法。此時,教師可引導學生根據(jù)教材動手制作氣壓計。在制作過程中,學生了解到氣壓計的工作原理:瓶內氣壓支撐水柱,氣壓大小決定水柱高度。這一活動旨在鼓勵學生自由發(fā)揮,培養(yǎng)學生的科學探究和創(chuàng)新能力。通過實踐,學生既解決了問題,又提升了科學思維和動手能力。【教學活動9】最后,教師將話題引向與大氣壓相關的社會熱點,讓學生觀看圖片,直觀感受大氣壓在日常生活中的廣泛應用。此外,通過了解與大氣壓相關的社會熱點,如高原地區(qū)的邊防官兵如何克服惡劣氣候等,學生進一步認識到和平生活來之不易。這培養(yǎng)了學生強烈的社會責任感和愛國情懷。(四)課后鞏固本次課后作業(yè)是運用大氣壓原理解釋生活中的常見現(xiàn)象,如“用吸管喝飲料時,飲料是如何被吸入口中的”“吊瓶上短針頭的作用是什么”“塑料掛鉤能夠牢牢貼在光滑墻面、玻璃或瓷磚上的原理是什么”,旨在引導學生觀察并思考日常生活中的科學現(xiàn)象。這項作業(yè)不僅能夠增進學生對知識的理解,還能鍛煉學生觀察生活細節(jié)、挖掘問題本質的能力。同時,鼓勵學生向家人或朋友分