浅谈初中物理实验的设计与探索——是促进学生可持续学习的动力源泉

知识与技能、过程与方法、情感，态度与价值观是《物理课程标准》的三大课程目标。分析这三大目标，知识与技能是结果，过程与方法、情感，态度与价值观则是手段，是初中学生可持续学习的动力源泉。原因之一：教、学有法，法无定法，贵在得法。即教与学的方法有灵活多样的特点，这为学生的可持续学习提供了可能。原因之二：根据学生特点，教学的趣味性，学生的参与意识和成功感是初中学生可持续学习的动力。
　　
　　物理学是一门实验科学，实验能把抽象的问题化为具体的知识、把难懂的理论变为易接受的事实。因此，教师在教学中强调实验并在实验的趣味性、可视性、可操作性上巧设计，勤探索，便能增强学生的学习热情，激发其创造潜能，最大限度的满足学生的成功欲望。使学生从被迫地接受变为主动地学习，进而完成了从“要我学”到“我要学”质的飞跃。学生的学习热情得到持续地发展。结合近几年的教学体会，谈谈我在实验方面的设计与探索。
　　
　　一、增强实验可视性、趣味性，提高学生的学习热情
　　
　　在热传递知识的教学中，热传递的三种方式，其中热传导，热辐射学生学习起来较容易，但对于热对流知识，学生理解起来较困难，因此教学时，我设计了如下实验：
　　
　　取一个大玻璃缸，在缸里装满清水。再取一个墨水瓶，在墨水瓶里盛满热水，在热水里滴几滴红墨水，然后用薄塑料膜把瓶口封住并放在大玻璃缸水底，用钢针把墨水瓶口的塑料膜刺开一个洞。这时，我们可以看到瓶内的红色热水迅速向外扩散。一旦冒出瓶口后，就向上腾起，像一座喷发的火山，红色“火焰”形成一朵蘑菇云，然后徐徐下落。
　　
　　该实验有趣、生动，好像水下在冒“火”，整个对流过程一目了然，可视性、趣味性极强，既达到了学生对知识的解疑，又提高了学生的学习热情。
　　
　　二、加强对实验的开拓意识，激发学生学习能动性
　　
　　验证大气压存在的“水杯倒置实验”，学生已倍感惊奇，学完本节并在学生解疑后，教师进一步设计出以下实验并让学生根据有关知识分析、讨论，学生对知识的理解将更加透彻。实验器材：两只口径相同的杯子，一张湿的吸墨纸，火柴若干。
　　
　　实验过程：先点燃几根火柴，立即放进一只杯子里，然后把吸墨纸放在杯子上面，接着很快地将另一只杯子倒置在吸墨纸上。当火柴燃烧完毕后，杯内气体压强就减小了。这时，提起上面那只杯子，结果就发现吸墨纸和下面那只杯子粘在一起被提起来。
　　
　　该实验拓展了学生的视野，通过学生自己的分析、讨论，更增加了对大气压知识的理解和应用，既符合《新课标》对学生的要求，又激发了学生的学习能动性。想一想，生活中的“拨火罐”是不是也应用了这方面的知识？
　　
　　三、加强学生对实验的参与意识，满足学生的成功欲望
　　
　　心理学研究表明：初中学生喜动手、好参与。往往因为一点点的成功，会得到很大的满足。根据这些特点，我在教学中让学生参与实验并亲手制作小实验，尤其是苏科物理教材的编写，更为学生的动手提供了便利。实验后的成功感觉能使学生持续很久，延续了学生的学习热情。
　　
　　如：自制潜水艇
　　
　　潜水艇的工作原理是改变自身重。根据这一原理，我让学生按以下步骤完成小实验的制作：找一个装眼药水的小塑料瓶和一根铁钉，用胶布把它们缠在一起。在紧靠铁钉的塑料瓶侧壁上钻几个小孔，在瓶口接上橡皮管。这样就做成了潜水艇模型，把模型浸入水中，从管里吸气或吹气，观察模型的位置变化。验证了潜水艇的原理。
　　
　　再如：用火柴盒做小孔成像实验
　　
　　找一空火柴盒，在宽的一面上开一个小窗口，糊上一张半透明的纸。在它的对面扎一个小孔，在针孔的近旁放一支点燃的蜡烛，在小窗口上就会看到一个蜡烛的倒像。黑暗中该实验更清晰。
　　
　　四、培养学生的创新意识，激发学生的实验热情、创作灵感
　　
　　物理学无处不在，物理实验当然也是随手可得。而学生初学物理对实验有着很神秘的感觉。如何使学生从神秘中走出来，是物理教师的一个迫切任务。教师如果能使学生明白日常生活皆实验，物理教学将进入一个崭新的天地。
　　
　　我在教学中除以上的自制潜水艇、火柴盒小孔成像实验外，每次师生探究完一个小实验后，尽量培养学生联系生活中的实例，明白身边的绳头、线脑、瓶瓶罐罐皆可实验，从而大大降低了实验的神秘感。慢慢的，学生无形中揭开了实验的神秘面纱。
　　
　　（1）水滴透镜：在桌子上放两支铅笔，它们之间的距离约为四厘米，在两支铅笔下面铺上一张人民币做我们的观察对象。把一块无色透明的塑料薄膜盖在铅笔上，用一支干净的毛笔沾上些水，小心的把一滴水滴在塑料薄膜上。（水滴的直径约为4——5㎜）就做成了一只放大镜，能放大人民币上的图案。接着让学生验证放大倍数与透镜凸度的关系，验证的方法：可以在透镜的塑料薄膜上分别滴上几个直径不一样的水滴，来看看放大倍数和透镜凸度的关系。提醒：观察时要调节水滴和桌面的距离，水滴越小，离桌面越近些。
　　
　　（2）水杯透镜：盛满清水的玻璃杯，就是一个透镜，玻璃杯的侧面形成一个弯曲的表面，这很象一个中间厚、边缘薄的凸透镜（实际上是圆柱形透镜），水杯透镜可以象放大镜一样把东西放大。
　　
　　（3）身边的事：A爬树的启示：农村学生经常有爬树游戏的习惯（教师应加强安全教育），顺利爬上树是有一定条件的（静摩擦）。但往往一些人没有掌握要领而滑下来（滑动摩擦），造成的结果是肚皮上留下一道道血痕。教师在进行安全教育的同时，不妨让学生考虑血痕的方向，什么原因造成等问题。然后戏谑地调侃：假如你是一位武林高手，练就了“内练一口气，外练金骨皮”的绝技，你的肚皮没有损伤，倒霉的将是树皮。想一想，树皮将会出现什么情况？在欢快，活跃的氛围中完成了摩擦力的方向、种类、施力物体、受力物体等学生难以理解的问题。很容易突破难点。
　　
　　（B）腰带的故事：众所周知，穿裤子需腰带，而看似寻常的，不起眼的系腰带这一动作，也蕴藏着摩擦的许多知识。如摩擦的种类、探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关等，当然还有其他的物理知识，你是否能说出腰带这许多有趣的故事。这将使你的记忆非常深该，挥之不去。
　　
　　“身边的事”已是对实验的升华，实验的操作与设计就这么简单，你还觉得实验这么神秘吗？
　　
　　根据以上的实验设计与探索，学生的实验热情急剧彭胀，创造性得到了长足的发展，理论联系实际的能力得到了提高。随着学习的深入，物理实验不再是神秘的面孔，物理课堂不再是教师的一统天下。学生的能动性在这里得到了最大限度的挖掘。事实证明：有趣、易操作、科学的实验是学生可持续学习的动力源。