初中物理課堂實驗教學中資源的開發與利用范文
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摘要：實驗教學資源在新時期的物理教學中，呈現出不同的發展趨勢，除常規實驗資源外，本文主要以物理課堂實驗教學為研究對象，從資源的來源角度將新時期中學物理課堂教學資源分成三大類，分別為生活型資源、現代技術型資源和網絡視頻型資源，并探索這三類資源的開發和利用策略。
物理是一門以觀察和實驗為基礎的學科，實驗作為物理學習的重要方法，是初中物理教學的重要組成部分，介于初中生剛開始接觸物理學，其邏輯思維能力和抽象思維能力都很欠缺，很多知識零碎抽象，教師借助實驗輔助教學已經成為初中物理教學的主要方式。在信息技術高速發展的現今，實驗教學資源具備了內容趣味性、來源生活性、開發價值多變性以及更加直觀、更加貼近科技前沿等特點，除常規實驗資源不作考慮，本文主要以物理課堂實驗教學為研究對象，從資源的來源角度將新時期中學物理課堂教學資源主要分成三大類，即生活型資源、現代技術型資源和網絡視頻型資源，探索并提出這三類資源的開發和利用策略。
一、探索生活型資源，提升實驗的生活性和趣味性
中學物理課堂實驗教學目前正在向生活化和簡易化的趨勢發展，目前生活資源的實驗在物理演示實驗中占了很大比重，日常生活資源因為其來源豐富、獲取方式簡單便捷、實驗效果明顯、親切易于接受、創新且具有開發潛力等特點，備受教師所青睞，特別是在課堂實驗演示教學中和學生活動中常有應用，這對于激發學生興趣、豐富教學內容、體現物理與生活緊密聯系的科學思想、提升學生從生活中發現和應用物理知識的能力上都有重要的影響。日常生活資源包括了日常生活用品、廢棄品、玩具甚至身體，教師應當善于去發現、開發這些物體的教育價值，判斷能否利用它們設計出更簡單、更直觀、更有趣的實驗、它們能否代替一些器材起到對原來實驗進行完善的目的、同一資源能否物具他用、能否二次開發成為串接教學環節的系列性實驗、資源能否體現適普化小組化讓學生回歸實驗和體驗的主體等。例如，通過調整擺動手臂的快慢，讓學生直觀感受可聽聲的頻率有下限；將用完的膏藥皮套在“壓扁”“鼓起”的狀態下放在水中，類比輪船改變自身排開水的體積來實現浮沉；利用玩具吹風機豎直向上吹泡沫小球，當水平移動吹風機時，泡沫小球也向同方向移動；利用吸管（或塑料筆管）、飲料瓶、錐子等制作簡易噴霧器，以此驗證流體壓強與流速關系；利用鉛筆、鑰匙、小刀將鉛筆立于手指上，利用硬幣、叉子、高腳杯將硬幣邊立于杯邊上，說明平衡力的特點；利用易拉罐、紙、膠帶、錐子、塑料薄膜自制小孔成像儀器，近視眼學生可將手指比成三角小縫來看清遠處的字，亦可以說明小孔成像；聲音的教學中設計吸管系列實驗，將吸管一端剪成三角形狀，演示吹響驗證聲音的產生條件，一邊吹吸管一邊用剪刀簡短，驗證音調有高低，收集各個音節對應的長度，固定好排成一排形成簡易樂器排簫。隨著應用的推廣，很多教師開始了不同程度的嘗試，隨之一些問題也浮出水面，由于過于生活化，實驗的嚴謹性、有效性還有待提高，需要更多的實踐嘗試和分析改良，例如物體的浮與沉中，教師利用鹽、水、橡皮薄膜（氣球）調試制造出在鹽水中的漂浮、懸浮、沉底三種狀態的橡皮球，但是由于放置時間一長，水的蒸發和鹽的沉淀會改變容器內鹽水的密度，影響橡皮球的浮沉狀態。再如壓強引入實驗中，將水袋放在疏密程度不同的釘板上來類比氣功大師躺釘床，從而讓學生直觀感受壓力作用效果和受力面積的關系，實驗效果很明顯，放在疏的釘板上水袋破了，而放在密釘板上水袋沒破，但是教學中仍然有問題，由于裝水塑料袋被刺破漏出的水對教室環境、學生關注重點都有不同程度的影響。因此這里利用充氣氣球代替水袋，效果更加震撼但稍縱即逝，對此實驗改造成在釘板四角設立木棒固定，這樣氣球不會滑落，氣球上也可以放平板進行承重的加減，通過定量觀察可以更加直觀判斷兩次實驗中壓力作用效果的好壞。再如利用鐵絲繞于筷子一端可以制作簡易的密度計，但是實驗發現鐵絲纏繞的重心位置難以調整，易出現裝置無法豎直漂浮、鐵絲易于脫落等問題，為此木瀆實驗中學的王振學老師利用吸管代替筷子，將剛好能放入吸管中的螺絲代替鐵絲作為配重，利用熱熔膠槍將吸管底部封好，這樣制成的密度計完美解決了之前的問題，裝置更易于制作和控制，可以制作多個裝置放于不同液體進行比較，效果十分顯著。
二、開發現代技術型資源，展現細節魅力和現象魔法
隨著信息技術的發展，手機等儀器或軟件逐漸被物理教學所使用，這些電子工具盡可能地打破實驗在空間、時間以及條件上的限制，由于一些實驗具有危險性和破壞性，實驗器具缺少或實驗條件惡劣，很多實驗不利于在課堂上直觀呈現，教師需要提前預備好實驗視頻來實現課堂教學目標，一些教師會選擇自己拍攝并操作實驗視頻，增強學生對視頻的親近感。其中經常利用手機攝像，將物理實驗的細節和微小現象“放大”，把稍縱即逝的變化“慢放”，將一些因缺乏安全性和成功性的實驗提前預備，例如電路短路、電燈因壓載過高而燒毀等現象因安全性經常被教師作為口頭描述草草了事，再如馬德堡半球實驗因為氣密性難控制，成功率不可預估難以在課堂上呈現，則可以讓學生提前在充裕準備下進行實驗并視頻記錄。此外，視頻錄制還常常針對一些需要特定角度來呈現的“魔術”現象，特別是光學實驗，例如向一裝有燃燒的蠟燭的玻璃杯加水發現蠟燭并沒有熄滅，鏡頭拉遠后發現蠟燭是平面鏡中的像；水杯模擬凸透鏡成不同的像；光的折射實驗中筷子彎折，碗中消失的硬幣在加水過程中重新出現等。此外，除了手機攝像，合理利用其他功能亦會產生出乎意料的效果。例如曾有教師利用手機的百度地圖進行過家到學校的路程和位移數據采集，使得教學更加具體形象、貼近生活。再如手機下載音頻發生器軟件，讓學生實際感受超聲波與次聲波，以及自己的可聽聲范圍；手機中的分貝測試儀軟件可以讓學生感受分貝的概念，通過測試教室最安靜時的分貝而進行紀律教育。除了手機以外，內窺鏡也被搬入課堂，幫助將投影儀無法顯示的實驗現象放大化。初中物理實驗中也存在一些無法操作的實驗，這里可以利用仿真實驗室或flash等軟件，用于形象地分析物理規律及不同元件的物理原理，例如α粒子散射實驗，馬德堡半球實驗的原理，以及秒表、天平的flash元件可以在學生實驗之前幫助學生熟悉秒表的讀數規律和天平的操作規范，照相機拍攝近景和遠景時的鏡頭伸縮情況，人眼在正常、近視、遠視的情況下晶狀體的平凸情況等。錄屏軟件的使用進行微課的錄制，特別是物理實驗微課的錄制，最后轉碼成二維碼，幫助學生課后預習和復習，這在翻轉課堂中的應用價值高，但亦可以適當調整作為常規教學和導學案的一部分。
三、應用網絡視頻型資源，拉近物理與科技時代的距離
雖然實驗獲取和輔助的方式很多樣，但是礙于實驗制作的繁瑣、工作任務繁重、器材條件不足、操作能力有限等因素，很多教師還是會普遍選擇陳述的方式，但是遇到問題還是經常會向網絡求助。網絡存在著很多新穎的、時代的資源，有些資源對于知識的詮釋和展現也更加生動，對于提高學生的學習興趣和求學熱情有很大幫助，同時也拓展教師的認知范圍，可以說有很大的開發價值。但是同時也存在著資源繁雜缺乏整合歸類，知識針對性和教學目的性不明確等不足，因此需要提前取舍和篩選。課本中的主要實驗教學參考中都有對應的實驗視頻，教師在實際教學中也經常會應用，這里就不多做贅述。隨著信息技術的發展和網絡的普及，出現了種類繁多的平臺資源可供教學參考，適當結合這一類資源對教學有效展開有很大促進作用，下文主要討論視頻型的網絡資源應用策略。很多新聞視頻資料常常可以和相關知識聯系，例如卡車急剎車被鋼材鏟平車頭可以說明慣性的危害，汽車撞擊墻面的慢鏡頭可以說明力的作用是相互的，加油站加油時一女士因穿毛衣險些發生火災則可在摩擦起電和分子概念時有所應用。此外，在講解音調時，可以先演示用濕潤的手摩高腳杯壁產生音調不同的聲音的實驗，接著播放音樂人用高腳杯奏樂的視頻，效果更加震撼。在力的作用是相互的新課最后，播放體驗者利用飛行背包升空的視頻，讓學生感受物理學在技術發展中的重要地位，將新課立意提升。利用世界最大空氣（煙圈）炮擊塌100m遠處的空紙箱壘起的墻的視頻可以讓學生利用慣性知識說明空氣飛行的原理。在講解次聲波時為區別超聲波，可以播放1940年美國塔柯姆大橋共振被毀的視頻，說明元兇是風形成的次聲波，因為有違常識，所以學生表現出極大地驚奇和興趣。關于水的十個神奇實驗視頻中涉及密度、物態變化、凸透鏡成像和會聚陽光取火、光的折射等知識，亦可以進行篩選和利用等。物理實驗教學不應該內容陳舊，教學的資源應該隨著時代的進步而衍生出不同的特征和內容，通過以上分析可以看出，新時期物理實驗教學資源的開發潛力無限，而我們也只是發現了極少的一部分，目前我們缺少系統的資源開發、整合及共享平臺，存在資源重復開發和浪費、交流局限等問題有待解決。同時，新時期的物理教師除了能夠從日常生產生活、網絡千變萬化的信息中發現資源的利用價值外，還需要具備一定的實驗設計和儀器制作的能力，這對物理教師的主觀能動性和綜合素養又提出了一定要求，但是現實是我們缺少統一的指導和專業的培訓，物理實驗資源“工坊”的落后使得一些復雜器材的開發工作遇到瓶頸，教師有心而無力。教育資源配置不均勻導致的農村地區實驗資源落后匱乏，教師易走向為了用資源而用的誤區。針對新型資源的開發和利用上，我們還有一段漫長的路要走。
參考文獻：
［1］閆金鐸，淘洪．物理實驗論［M］．南寧：廣西教育出版社，2007．
［2］曹小芳，王學文．農村中學物理實驗低成本教學資源拓展的思考［J］．當代教育理論與實踐，2014年4月，Vol．6．No．4：9.
作者：楊靜
