初中物理生活化实验资源的开发与运用
王珠玉
江苏省常州市武进区横林初级中学 213011
所谓生活化实验资源,即各类物质、能量及信息资源,其与学生日常之生活紧密相连,且可应用于物理实验教学领域。将此类生活化资源引入物理实验教学活动,能使实验内容与生活实际更为贴近。此举措可有效激发学生的学习兴趣以及好奇心,使学生于熟悉的生活情境当中开展物理知识的学习,进而提升其学习的积极性与主动性。生活化实验资源具备丰富多样、取材便捷之特点,能够对学校实验设备的欠缺予以弥补。为学生创造更多的实验契机,以此培养学生的实践能力以及创新精神。研究初中物理生活化实验资源的开发与运用,具有不容小觑的现实意义。
一、初中物理实验教学现状分析
(一)实验内容与生活脱节
现行初中物理教材内,部分实验内容存在过度理论化之状况,与学生生活实际间的联系紧密程度不足。以浮力学习为例,教材内的实验,大多于实验室条件下开展,运用专业实验器材。学生对实验现象的理解,仅停留于表面层次,将其与生活中浮力现象建立联系存在困难。生活中,浮力现象可谓无所不在,诸如轮船于水上航行、气球于空中飘浮等情形。实验教学若无法引导学生关注生活中的此类浮力现象,学生欲真正理解浮力的本质及应用,便存在一定难度。
(二)实验设备不足
众多学校受限于经费状况,实验装备呈现出不完整性,难以达成全体学生的实验所需。部分实验器具,其数量处于有限状态,仅能开展教师演示类实验,使得学生缺失亲身实践操作之契机。以电路连接的学习为例,实验室中的灯泡、开关等器材,数量未达充足程度,致使部分学生仅可观摩教师演示,无法自行着手进行电路连接操作,进而对学生关于电路知识的理解与掌握产生了影响。
(三)实验教学方法单一
以教师演示占据主导地位的传统实验教学方式,使得学生处于被动接纳知识之境,自主探究与合作交流的契机匮乏。实验进程里,教师常常依据教材所列步骤展开演示行为,学生仅需遵照教师要求实施观察与记录,对实验的思考以及创新呈现缺失状态。该教学方式,对于学生科学思维与实践能力的培育有所不利,并且在激发学生学习兴趣方面亦存在困难。
二、生活化实验资源开发的理论依据与价值
(一)理论依据
1.建构主义学习理论
依建构主义之见,学习实则为学习者对知识予以主动建构的进程。于同周边环境的交互作用当中,学习者借由同化以及顺应,对自身认知结构加以调整与充实。针对学生而言,生活化实验资源营造出一种真切且丰富的学习情境。在此情境之内,学生能够主动展开探索,察觉问题并予以解决,进而构建起自身的物理知识体系。
2.情境认知理论
在特定情境中发生学习这一点,情境认知理论予以强调,知识呈现情境化特征。学习者对知识的理解与应用,需于真实情境之内。物理实验同学生生活实际,因生活化实验资源而紧密相连,熟悉学习情境被创设。这对学生将所学知识结合生活实际,提升知识迁移及应用能力,有所助益。
(二)价值
1.激发学生学习兴趣
与学生日常生活紧密相连的生活化实验资源,可轻易引发学生的兴趣及好奇心。就像借助废饮料瓶对压力和体积的关系展开探究、运用鸡蛋和水杯对浮力原理予以演示之类的实验,能使学生于熟悉物品当中察觉物理现象,体会到物理的趣味性,进而激发学生学习物理的积极性。
2.培养学生实践能力
开发生活化实验资源,需学生亲自动手收集材料、设计实验方案并操作实验等。此对学生动手与实践能力的培养有益。就像,学生可借助身边物品自制教具。比如,用易拉罐制作溢水杯,拿废旧启辉器里的双金属片制作火灾自动报警器等。在制作期间,学生对物理知识的理解得以加深,自身创新能力与实践能力也能获得提升。
3.提高学生创新精神
学生在创新空间的获取实得益于生活化实验资源的提供。依凭自身生活经验及兴趣爱好,学生可对实验实施改进与创新之举。以学习摩擦力为例,学生能够设计各种实验,将探究指向摩擦力大小所涉相关因素。借由对实验方案的持续尝试及优化,学生的创新思维与创新能力得以培育。
4.增强学生科学素养
在对生活化实验的参与中,学生可对科学探究这一过程予以亲身经历。科学研究的方法及步骤的知悉,科学态度与科学精神的培育,均蕴含其中。参与此类实验,使学生得以将理论知识转化为实践技能,解决生活中的实际问题,同时促进个人科学素养与综合能力的全面提升。
三、生活化实验资源的开发途径
(一)利用生活物品做实验
诸多于生活中可寻的物品,均可充作物理实验所用器材。像塑料瓶、易拉罐、筷子、吸管之类,皆在此列。其具备取材便利性与成本低廉性,此特性能够赋予学生更多实验契机。举例而言,借助塑料瓶,浮力实验、液体压强实验等得以开展;运用易拉罐,小孔成像实验、光的反射实验等可被实施;利用筷子,杠杆实验、声音产生实验等能予进行。
(二)挖掘生活现象中的物理知识
物理知识,于生活的每个角落隐匿。教师身负重任,需引领学生对生活里的物理现象展开观察,对其中物理原理进行深度挖掘,并将这些原理巧妙转化为物理实验。就像,汽车刹车时滑行距离的观察,可助力学生对摩擦力与运动关系的探究;彩虹形成的观察,能引导学生去钻研光的折射和色散现象;烧开水时水壶盖跳动的观察,可促使学生探索内能的转化等诸多情况。
(三)自制教具
开发生活化实验资源途径之中,自制教具占据重要一席。依教学内容、学生实情,教师可引导学生借身边材料自制教具。学校实验设备之不足,自制教具能予以弥补,且学生创新与实践能力,亦能借此培养。学习电磁继电器时,教师可指导学生以废旧启辉器双金属片、红绿发光二极管、电磁继电器、电源等材料,制作火灾自动报警器。报警器的制作与演示,有助于学生更好理解电磁继电器工作原理及应用。
(四)开展课外实践活动
课外实践活动,作为课堂实验教学的拓展与补充存在。教师具备组织学生开展多样课外实践活动之能力,活动形式涵盖科技小制作、物理实验竞赛以及社会调查等范畴。其目的在于使学生于实践过程中运用所学知识,进而提升其实践能力与创新精神。以“家庭用电调查”活动为例,教师可促使学生针对家庭内各类用电器的功率、使用时长等状况展开调查,并完成家庭电费支出的计算,同时提出关于节约用电的相关建议。学生通过参与此活动,不但能够深化对电功率、电能等知识的理解程度,而且可以培育自身的社会责任感与实践能力。
四、生活化实验资源在初中物理教学中的运用案例(一)“浮不起来的乒乓球”实验
初中物理浮力知识的初学时期里,浮力产生原因概念抽象且理解难度大,此情形频使学生陷入困惑。教师为助力学生突破该学习难点,能凭借生活物品以精巧方式设计名为“浮不起来的乒乓球”的实验。实验所需材料,其获取途径简易且资源易寻。所涉材料涵盖:一个底部去除的可乐瓶;乒乓球一枚;一个水杯;小木棒一根;玻璃片一块;以及数量适宜的水。
课程开始,由教师提问:“乒乓球置于水中,究竟是浮于水面,还是沉于水底?”基于生活经验,学生们会众口一词地回应“浮在水面上”。而就在此刻,教师把乒乓球放置于去掉底部的可乐瓶内,紧接着往瓶中注水,一种奇妙现象就此呈现——乒乓球竟沉于水底。这一与日常认知相背离的情形,刹那间激发了课堂氛围。学生们的好奇心以及求知欲,被充分激发。甚至有部分学生主动要求上台尝试,然而均未能使乒乓球上浮,最终只能带着疑惑返回座位。在众人尚处惊奇之态时。教师以玻璃片封堵流水底部。旋即,奇迹降临——乒乓球悠悠然漂浮而起。此神奇变故,令学生们惊叹连连,亦激发其更为深邃之思考。
在实验分析这一环节里,教师引领学生达成理解。就首次实验来讲,乒乓球底面未获水向上施加的压力,浮力因而不存在,在水向下施压的状况下,乒乓球沉于水底。至于第二次,以玻璃片将瓶子底部封堵之后,乒乓球底部存有了水,进而生成向上的压力,浮力由此出现,乒乓球于浮力的作用下浮升起来。借助此一兼具简单性与趣味性的实验,学生可直观意识到,浮力产生的缘由乃是向上与向下的压力差,抽象的物理知识由此变得生动形象且易于领会。
(二)“瓶子赛跑”实验
在物理学的研习进程里,摩擦力概念具较高抽象程度。学生对于摩擦力施加于物体运动之影响的理解,常遭遇困难。以助力学生构建系统化认知框架,达成对该知识点的深度掌握,教师以精心考量设计出‘瓶子赛跑’实验。生活里常见物品构成实验所需材料,当中有瓶子两个,此二者大小同等、重量相等,另有沙子、水,还有一块长方形木板,两本厚书亦在列。
实验启动之际。教师借助长方形木板以及两本厚书,搭建出一斜坡,此斜坡充当为瓶子而设之运动“赛道”。水,被缓缓倾入其中一个瓶子;沙子,被小心装填进另一瓶子。力求使两个瓶子在重量方面尽可能保持一致,以此排除其他因素干扰。两只瓶子,随后被教师放置于木板斜坡之上,使其处于同一起始高度,而后同时松手,令两只瓶子向下滚动。学生们在此时,皆全神贯注凝视着瓶子,对其运动状况展开观察。不多时,实验现象清晰展现:装水的瓶子仿若离弦之箭,迅猛向下滑动;装沙子的瓶子相对迟缓。最终,装水的瓶子较装沙子的瓶子提前抵达终点。
实验告终后。教师引领学生展开剖析。实则,沙子之于瓶子内壁的摩擦力,远甚于水对瓶子内壁的摩擦力。且沙子颗粒间亦存相互摩擦情形。此额外摩擦力,对装有沙子瓶子的下滑速率构成阻碍。凭借这一简易且饶有趣味的实验,学生们可直观感知摩擦力对物体运动产生的作用。原本抽象的摩擦力概念,变得鲜活具象、易于领会。进而深化了对该知识点的掌握程度。
五、实践效果分析
(一)学生学习兴趣明显提高
学生的学习兴趣以及好奇心,被引入生活化实验资源所激发。借助此方式,物理实验内容,更贴合学生的日常生活实际,实验现象亦变得生动有趣。诸多学生称,对物理实验的兴趣与日俱增,且乐于主动投身实验探究活动。以 “浮不起来的乒乓球” 实验为例,学生们在学习后,对浮力研究萌生出浓厚兴致,纷纷自行着手设计实验,钻研浮力相关知识。
(二)学生实践能力显著增强
开发生活化实验资源这一举措,为学生带来数量更为丰富的实验契机。于实验进程之中,学生需亲自动手,完成收集材料、设计实验方案以及实验操作等行为,对学生动手能力与实践能力的培育有所助益。课外实践活动的参与,促使学生社会实践能力得到锻炼与提升。以开展“家庭用电调查”活动为例,学生在其后,不仅掌握测量用电器功率、计算电费等知识,还提出诸多关于节约用电的建议,将所学知识应用至实际生活场景。
(三)学生创新精神得到培养
学生凭借生活化实验资源所获创新空间极为广阔。依自身生活经验、兴趣爱好,学生对实验开展改进与创新之举。实验期间,学生积极思考且大胆尝试,诸多新颖实验方案及想法由此诞生。以光的反射定律学习后为例,学生运用镜子、激光笔等材料,设计 “光的反射迷宫” 实验。借改变镜子角度与位置,使激光束于迷宫中反射,终达终点。此实验对学生理解光的反射定律有所加深,学生创新思维及创新能力亦得培养。
结语
初中物理领域生活化实验资源的研制及应用,作为教学变革的关键指向,与学生认知规律及学习特性相契合。其能够唤起学生的学习兴致,培育学生的实践能力与创新意识,进而提升学生的科学素养水平。在后续教学进程之中,教师针对生活化实验资源,理应强化钻研及开发工作。持续丰富实验内容,改良实验方式,为学生供给更为充裕、优质的实验契机。学校与社会同样需要加大对物理实验教学的投入力度并予以支持,优化实验条件,为生活化实验资源的开发与运用营造适宜环境。经由各方协同努力,初中物理实验教学定能收获更佳成效,为学生的成长与发展筑牢坚实根基。
参考文献
[1] 李明波. 巧用生活资源高效开展初中物理实验教学[J]. 课堂内外(高中版),2025(25):103-105.
[2] 高成员. 浅议如何巧用生活资源高效开展初中物理实验教学[J]. 考试周刊,2024(29):110-113.
[3] 马广成. 基于生活情境的初中生物理学习效果提升策略研究--以情境模拟、实验探究与科技赋能为例[C]//第四届教育创新发展论坛论文集. 2025:1-5.
[4] 顾添柳. 初中物理实验中生活资源 的有效运用分析[J]. 数理化学习,2023(6):32-34.