新课标背景下非常规物理实验在初中物理教学中的应用研究

姚如才

(新沂市钟吾中学，江苏 新沂 221400)

0 引言

目前基础教育课程一直在进行深入的改革，2022年4月21日，教育部颁布了《义务教育课程标准（2022年版）》（以下简称2022年版物理课标），对初中物理实验教学提出了更高的要求：一方面初中物理教材应体现人类探索物理知识的成果，并体现科学家在探索过程中实事求是的科学态度和科学精神，尽可能让学生体会人类在认识物理学内容时所运用的研究思想、探究过程和基本途径[1]。注意选择那些与社会发展联系紧密的科学、技术内容，选择那些能反应科学技术发展中的新成果，从而使教材反应科技的进步，让学生感受到物理能够改变社会，物理就在身边。另一方面，在教学时教师既要讲述那些最基本的物理知识，也要教给学生了解科学家的探索历程，初中物理教学要联系日常生产生活实际，让学生了解物理来源于生活[2]。

1 新课标背景下对初中物理实验的要求

教育部2022年颁布的《全日制义务教育物理课程标准》明确了提出了物理课程性质：物理是一门注重实验的自然科学基础课程，应注重与生产、生活实际及时代发展的联系[3]。新版课标体现出强烈的育人价值导向。素养导向贯穿于课程编制、课程实施的全过程，从根本上保证了育人方向。

新颁发的课程标准对物理课堂的教学进行了改革，再次强化了物理实验在物理教学中的重要地位，而“非常规”物理实验在课堂中应用无疑是促进了物理课程的这一改革.强调让学生通过实验探究学习物理知识是新课程的基本特点之一，让课堂与世界相连接，让学习与生活相融合，通过真实情境中的实验学习，培养学生发现问题和解决问题的关键能力。学校应模拟真实的实验场景，让考生在场景中解决问题，并能够由此迁移到未来生活之中[4]。

2 “非常规”物理实验相关概念

“非常规”物理实验是指主要利用学生熟悉的生活易得物品、材料、器具、人体或人体局部以及儿童玩具等开发进行的一类体现自创性、体验性、趣味性、简易性、生活化的物理实验教学活动[6]。“非常规”物理实验不同于传统的物理实验，它是在环境中选择和利用“非专门化”的物质手段，它不必以固定的方法或形式人为地控制条件，有目的地进行观察和探索物理规律的实验活动[7]。同时，“非常规”物理实验涵盖了自制教具实验、随手取材实验、低成本实验、家庭实验、玩具实验等实验形式。此类实验能够营造对学习者有意义的真实情境，注重学习者的亲身体验和感受，有利于学习者对知识意义的主动建构，同时加强物理学习与生活世界之间的联系。

3 初中“非常规”物理实验的设计与案例

3.1 “非常规”物理实验的设计原则

强调让学生通过实验探究学习物理知识是新课程的基本特点之一，在教学中进行“非常规”物理实验也要满足这一基本特点。所以，“非常规”物理实验在教学中的设计与运用不是盲目的，而是要以“促进学生有效获取物理知识”为目的。“非常规”物理实验在教学中的设计应遵循以下原则[8]：

3.1.1 要有目的性

使“非常规”物理实验作为一种高效的教学方式出现在初中物理教学活动中，它必须要有一个明确的目的。也是说设计“非常规”物理实验的首要任务，就要先分析“课程标准”、“教学目标”以及“学生学情”等因素。然后根据分析结果有目的地从生活中选取容易得到的、学生熟悉的以及操作方便的生活资源对“非常规”物理实验进行设计。

3.1.2 要有科学性

“非常规”物理实验源自生活，属于科学正规的教学行为。因此应当具有科学性。实验的设计过程不允许有科学性的错误，必须在科学规范的方法和思路引导下进行实验过程的设计，实验方案也应有科学依据和正确的方式。

3.1.3 要有熟悉与适度性

为了让学生在熟悉的情境中学习物理知识，从情感上对实验更加亲近实验。“非常规”物理实验的设计就要根据教学需要选择学生熟悉的日常生活物品作为实验器具，使学生对实验感到亲切，从而消除学生对物理学的陌生感和觉得物理难学的心理恐惧障碍。

3.1.4 要有简易性

教学实践以表明：越有智慧的实验设计者，往往所设计出来的实验其实验仪器的结构和实验原理就越简单。因此“非常规”物理实验的设计尽可能在满足实验原理和实验构造的基础上实验仪器和实验步骤越简单越好。实验结构简单，容易制作和修理，学生没有弄坏仪器的顾虑，才能在实验过程中手脑放松进行操作。所以，“非常规”物理实验的设计应力求简单、直观、突出物理过程以及简便易行。

3.1.5 要有趣味性

初中学生刚接触物理，处于物理启蒙教育阶段。处于这个阶段的学生,对自然生活中的一切充满着好奇。在设计“非常规”物理实验时，应抓着学生这一“好奇心”的特点来激发他们对物理知识的求知欲望。因此不管是实验器材选取、实验方式的开展以及实验现象的呈现都要体现出趣味性。这样学生的好奇心和求知欲才会在轻松有趣的学习氛围下被激发出来。

3.2 “非常规”物理实验的设计思路

课堂物理教学是学生学习物理知识最为重要的渠道，因而教师必须重视物理教学过程。学生学习物理知识主要是理论学习和深化理解，学生刚学习完物理知识的时候，虽然已经对这些物理知识有一定认识和理解，但是这些认识和理解只是暂时的表层理解，属于浅理解。仅靠刚学会的基本概念或者规律是很难进行知识迁移的，当学生课后做题遇到变式的题目时，就会联想不到相应的知识点。在实际教学当中，部分教师会忽略知识深化环节，认为在课上学生只要理解和能用文字表达出基本的概念和规律就可以完成任务了。这就造成学生很难透彻地理解物理知识，但根据初中学生的兴趣特点，他们喜欢动手做实验，特别是有创造性，新奇的“非常规”实验，因此可以在学生理解知识后再顺着学生的兴趣开展能够深化相关物理知识的“非常规”物理实验，通过让学生在真实的实验现象中利用已有的知识点思考、分析问题。

3.3 “非常规”物理实验案例——《大气压强》

教学目标：①知道大气压强产生的原因，了解大气压强的存在；②能用大气压强的知识解释有关现象，激发学生学习物理的兴趣。

课前准备：纸牌1 张、盛有水的水槽1 个、水杯1 个、玻璃杯1 个、盘子1 个、蜡烛1 支。

在进行本次实验之前学生已经掌握了压强的理论知识，但气体压强比较抽象，学生很难在生活中感知。所以运用一系列“非常规”实验使学生感知大气压强的存在和应用有助于学生突破难点，实现对大气压强的深度学习。

实验一：覆杯实验

实验器材：纸牌1 张、盛有水的水槽1 个、水杯1 个。

活动1：将漏斗下端管口用橡皮泥封住后在上端盖上纸牌，一只手抓住漏斗柄，另一只手按住纸牌，倒置，放开按住纸牌的手，观察实验现象：纸牌脱落。现象分析：假设大气存在压强，纸牌上下两面的压强大小相同，所以在重力作用下掉落。假设大气不存在压强，结果相同。

活动2：将下端密封好的漏斗盛满水后在上端盖上纸牌，一只手抓住漏斗柄，另一只手按住纸牌，倒置，放开按住纸牌的手，观察实验现象，如图1（a）所示。然后使纸牌那端朝向各个方向，观察实验现象：两个过程中纸牌都没掉落。现象分析：对纸牌受力分析，它受重力、水的压力两个方向向下的力的作用，没有掉落，说明必然存在向上的力，这个力的施力物体唯有大气，验证大气压强的存在。

图1 “覆杯实验”示意图

活动3：最后取下密封的橡皮泥，观察实验现象：纸牌掉落，如图1（b），实验现象分析：漏斗上下两侧大气压强相等，在重力作用下纸牌和水下落，排除“是水将纸牌粘在漏斗上”的质疑。

实验二：会喝水的杯子

实验器材：玻璃杯1 个、盘子1 个、蜡烛1 支。

活动4：把点燃的蜡烛用蜡油固定在盘子里，往盘子里加入适量水，最后用玻璃杯扣住蜡烛，如图2（a）所示。观察实验现象：发现玻璃杯内的水随着蜡烛的熄灭逐渐升高，如图2（b）所示。现象分析：杯子内的空气随着蜡烛的燃烧逐渐减少，且温度随蜡烛的熄灭逐渐降低，使气压变小，进而使杯外大气压高于杯内大气压，所以盘里的水被压入杯内，于是出现“会喝水的玻璃杯”。

图2 会喝水的杯子实验图

教学活动评价：通过简单的实验，学生对大气压强有了更加深入的了解，不但证明了大气压的存在，还能够对日常生活中因为大气压强产生的现象进行解释，激发了学生对物理学习的兴趣。

4 结论

物理实验不仅是初中物理教学的重要内容，同时也是贯穿于整个初中物理教学的重要方法与手段。实验呈现出来的现象通常是新奇有趣的，学生意想不到这些熟悉的生活物品也能呈现出物理性能，这样可以很好地激发他们的学习兴趣和求知欲。而且实验呈现的物理现象既真实又形象直观，对学生对知识理解或突破重难点有很好的促进作用。另外，“非常规”物理实验与生活联系非常密切，对加强学生运用物理知识解决生活实际问题也有很大帮助。通过教学实践我们看到了新课改对物理课堂教学的重要性。