初中物理实验教学资源的开发与利用

义务教育物理课程以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，以学生发展为本，以提升全体学生核心素养为宗旨，为每个学生的学习和发展提供机会。物理学科核心素养是学生在接受物理教育的过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。物理学科核心素养主要由物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面构成。作为一名初中物理教师，应该积极培养学生的物理学科核心素养，让学生能够适应日新月异的时代，跟上科技发展的步伐。

一、实验教学资源的开发与利用

课堂是教学的主要场地，也是培养学生学科核心素养的主阵地。因此，教师要广泛挖掘课堂教学资源，合理开发实验教学资源，积极提高实验教学效果。

（一）创新教学方式

在课堂教学过程中，除了教材规定的活动和学生实验外，笔者将课后习题中的小实验以教师演示形式或以学生探究形式引入教学。例如，在探究“声音的传播”时，笔者让学生用手指轻摸桌面听声音。当学生坐端正时听不到声音或声音很微弱，但当学生将耳朵紧贴在桌面上时声音变得非常明显。学生通过对比发现固体传声效果很好，证明了声音可以在固体中传播。这种实验不需要专门准备器材，利用朝夕相伴的课桌即可完成。这样一来，学生就会觉得身边处处有物理，且物理实验既亲切又容易操作。

（二）改变实验方式

在物理教学过程中，教师可以将演示实验变为师生合作实验，并将这种方式作为一种教学常态。在初中物理教学中，师生共同完成实验操作有很多好处。一方面，教师可以手把手地教学生实验器材的使用方法，增加学生动手实验的机会。另一方面，教师可以腾出时间，关注学生的听讲情况。还有最重要的一点，学生参与实验的积极性提高了，他们从被动接受者变成了主动学习者。经过一段时间，学生逐渐习惯了这种教学方式，师生的共同探究变得十分默契，学生上台与老师一同操作实验的积极性非常高，这样就能有效避免演示实验成为教师的“独角戏”的情形。

据笔者的观察及学生的反馈，当教师与学生一起做实验时，其他没有上台的学生也会认真观看整个实验的操作过程，听讲会更认真，因为台下的学生随时有可能被老师“请”上讲台帮忙。学生就会觉得教学内容与自己密切相关，自己也担负着做成实验、叙述和总结实验的“重任”。这样一来，学生的听讲效果就会非常明显。

（三）设计有价值的内容

在教学过程中，教师要根据学情对课堂实验进行创新，还要设计对学生终身发展有价值的课程内容，促进学生可持续发展。例如，在讲授《电磁转换》这一章知识后，一天课间，一个学生到笔者跟前说：“老师，我能不能用一个发电机让电动机工作？”听了他的问题，笔者没有马上给出答案，而是很惊喜地对他说：“你这个想法很好呀，我们可以试一试。”当时我们准备总结复习《电磁转换》这一章，于是笔者即刻对这节课的教学环节进行了修改，让学生设计实验验证自己的想法。为了证明自己的想法，学生拉上了几个小伙伴，他们一起用自己组装的手摇发电机发电，在电路中串联导线圈，并在导线圈两侧放置磁铁，分别改变手摇发电机的转向、发电机中磁场的方向、导线圈两侧磁铁的N极S极，观察导线圈在磁场中的受力运动。学生用本章学习的磁场对电流的作用解释导线圈受磁场力运动的规律，用磁场方向的改变和发电机线圈在磁场中转动方向的改变解释另一侧通电线圈运动方向的改变。又将线圈换成了电动机，摇动发电机手柄，发电机另一侧带风扇叶的小电动机开始转动，改变手柄摇动的方向或改变磁铁的极性，小电动机风扇叶转动方向也随着发生了改变。几个学生边演示边讲解，与其他学生顺便把本章知识复习了一遍，同学们听得都很认真，参与讨论的积极性非常高，笔者适时进行纠正或补充，这节课的教学效果特别好。

二、多媒体教学资源的开发与利用

随着科技的不断发展，多媒体教学设备的使用越来越灵活、便捷，功能也越来越多。教师合理地利用多媒体教学设备，可以将图、文、声、像有机地结合在一起，使一些不易观察、变化过快或过慢、比较抽象的物理现象，通过图片、视频等形式生动而直观地展现在学生面前，这样既能丰富课堂教学内容，又能更大限度地开发、利用物理教学资源。

（一）帮助学生理解抽象的概念或规律

在讲授“探究凸透镜成像的规律”一课时，教师可以先让学生用传统的学习方法进行实验探究，并记录多组物距和像距，实验完成后小组讨论并交流实验规律。随后教师可以用多媒体为学生重现该实验，当教师拖动鼠标，调节蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置时，学生就能直观地看到物距的改变，以及物体通过透镜成像的位置和性质的变化。所谓旁观者清，多媒体让学生从旁观者的角度对自己做的实验有了一个全面的认识，对实验规律理解得更加透彻，掌握得更加牢固。

（二）辅助课堂教学

课堂上有效教学与教师课下的准备是密不可分的，在每节课前教师要花费大量的时间和精力备课，制作的课件要契合教学大纲，能清楚地说明问题，易于学生理解，新颖、有趣，能将教材上的知识点形象、直观、立体地呈现给学生。为了增加课堂教学的趣味性，避免枯燥的说教和文字堆积，教师在课件中还要适当加入一些图片或视频，这些图片或视频可以是教师从各方面搜集整理的，也可以是教师自己拍摄、录制的。教师自己拍摄、录制的图片或视频能产生良好的榜样和示范效应，既能够激发学生的学习兴趣，又能够拉近师生之间的距离。

例如，在讲授“声音的传播”一课时，笔者用鱼缸做道具录制了一段视频：敲击缸体一侧，吸引另一侧鱼的注意；在讲大气压和液体压强时，笔者录制了一段用透明粗软管给鱼缸换水的视频，学生清楚地看到当软管两端的液面出现高度差时，水就会自动流出的现象。笔者根据这个原理，理论联系实际，用饮料瓶和静脉注射软管制作了盆栽植物自动浇水器（也可作为鸟笼喂水器）和小饮水机，并通过视频向学生展示了自动浇水器浇水的过程及小饮水机出水的过程，学生一个个听讲非常专注，探究欲也异常高涨。

由此可见，多媒体在教学过程中发挥了积极作用，产生了很好的教学效果，已成为教师不可缺少的教学方式。多媒体的应用，使得课堂教学内容更加丰富有趣，教师的实践探究精神潜移默化地感染了学生，无形中培养了学生发现问题、探究问题的良好学习习惯。

三、综合实践活动的开发与利用

针对学生主观学习意愿不强，被动学习，不积极思考，死记硬背、生搬硬套，问题稍加变化便无所适从、不会解决等现象，笔者通过兴趣小组活动和课后探究作业，指导学生集体探究“综合实践活动”，为学生进行小组合作、探究讨论创造条件。此外，笔者非常重视学生的参与过程，经常鼓励学生积极思考，要会学习、会解决问题。那么，怎样调动学生的主观能动性呢？

（一）多学科融合，从学生感兴趣的“点”突破

例如，在讲授“声音的特性”一课时，笔者用十几根吸管、包装绳等废弃材料制作了一个吸管排箫，并当堂吹奏一首曲子。吸管排箫的发声原理：声音是由振动产生的，物体振动频率的快慢决定音调的高低，吹排箫时气流在音管内腔振动会发出声音，音管越短，空气柱越短，振动越快，音调越高；音管越长，空气柱越长，振动越慢，音调越低。学生看了、听了既觉得直观易懂，又觉得非常新奇和意外：老师能用这么不起眼的材料，做出这么有趣的实验教具。这样学生在学习声学知识的同时，对使用生活废弃物品制作实验仪器产生强烈的欲望，很多学生在课后也利用废弃材料积极地进行了尝试。

又如，在课外活动中，笔者引导学生应用声学知识，用纸杯、棉线和小木棍制作土电话，一个学生对着棉线一端的纸杯说话，棉线另一端的学生听。土电话是一种古老的通信工具，它的科学原理主要是基于声音的机械振荡传送。具体来说，当一个人对着土电话说话时，声波会使纸膜振动，这些振动通过连接两个纸膜的线传递到另一个纸膜使其共振，从而使得另一个人能够听到声音。在制作土电话时，学生一个个非常认真，他们边做边探讨怎样使传声效果更佳、使用效果更好。在制作土电话的过程中，学生对声音的产生及传播条件有了深刻的理解，他们的小组合作能力也有了很大的提升。

（二）以学生为“道具”，演示实验

在讲授“波”一课时，笔者先简单为学生介绍了横波和纵波的定义，根据以往的教学经验，这个概念比较具体，往往是教师讲了，学生一听就过去了，学生很难在脑海中建立立体的认知。于是，笔者改变了以往的教学方法，让20个学生排成两队，分别站在教室两侧，一队手拉手单双交替站立或蹲下，表示横波；另一队单双交替肩碰肩或肩离肩，表示纵波。活动现场气氛热烈，参与的学生适时调整站蹲姿势或左右位置，如果哪个学生没有跟上该做的动作，周围学生就会积极地提醒其跟上“波”的下一个动作。这个“行为实验”做完后，有学生恍然大悟道：“哦！原来是这样传‘波’的。”这种教学方式将抽象知识变得生动、形象，使学生真正理解了横波和纵波的传播。

（三）鼓励学生大胆思考，学以致用

在教学过程中，笔者将学生制作的能吞物体的魔术盒、侦探潜望镜、听话的潜水艇、神奇的磁悬浮笔架等作为教具带入课堂，将学生操作水火箭的过程录制成视频，编辑到对应的教学课件中。当学生看到身边同学出现在笔者录制的视频中时，他们一个个异常兴奋，觉得科学制作不是想象中那么深奥和高不可攀，而是离自己很近，伙伴能做的自己也可以尝试着做一下。不知不觉中，学生学习的积极性越来越高。笔者发现，越来越多的学生行动了起来，他们结合书中的物理原理，研究出了一些有用、有趣的小制作和小发明。由此可见，物理综合实践活动不仅能够提高学生学习的积极性和主动性，还能够激发学生的学习兴趣。

子曰：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”一种好的教学方式可以充分激发学生的学习兴趣，调动学生参与课堂教学活动的积极性，培养学生活学活用物理的能力，使学生把学习作为一种兴趣、一种享受、一种渴望。因此，教师应积极创新物理教学方式，使其更加贴近学生的生活，实用性更强。

四、数字化教学的引入

随着新课改的不断深化和推进，越来越多的教师感受到了人工智能对教学的影响，一线教师开始尝试着将数字化教学引入物理课堂中。笔者在教学过程中发现，随着现代化实验软硬件技术的应用，实验数据的获取变得更加高效，实验现象可视性更强，数据采集和处理更快、更便捷，实验方式更加新颖。数字化实验直观地呈现方式，使实验数据的采集更便捷、更连续，实验规律的体现更完整，把学生从繁杂的数据采集和数据处理中解放了出来，大大缩减了实验数据记录、计算的时间，让学生有更充足的时间思考实验本身反映的物理问题，对学生分析和归纳实验结论有着重要的作用，使学生对物理实验教学有了不一样的感受。

例如，在课堂教学中，笔者让学生对着手机发出声音，手机数字软件立刻就能将十分抽象的声音用周期、频率及波形具体、形象地呈现出来。又如，笔者让学生将温度传感器插入被加热的水中，数字软件不仅可以连续呈现水温的变化情况，还可以在电脑屏幕上绘制从加热到沸腾水温变化的曲线图，并分析水在加热过程中温度的变化规律。再如，在探究重力与质量的关系时，因为实验软件能够显示质量与重力关系图，所以学生只需使用电子秤称出物体的质量后，将力传感器接入数据采集器，就能够绘制出质量与重力的关系图像，这种方式非常快捷。随着数字化的引入，教学方式越来越多样，笔者通过分析近几年的物理初中学业水平考试试题，发现开放性、探究性、实践性、综合性、创新性问题占比逐渐增加，对学生提出了更高的要求；通过分析学生的考试成绩，发现学生提出问题、分析问题、解决问题的能力还有很大的上升空间。由此可见，在初中物理教学过程中，教师不仅要考虑学生的毕业和升学需求，也要较好地体现新课标的精神，遵循初中学生的身心发展特点，积极创新教学模式，增强物理教学的综合性和实践性，突出物理课程的育人价值。物理教学不能局限于教师讲、学生听，以及死记硬背、反复练习，而要通过探究实验、参观研学、游戏体验、实地教研等方式进行项目化教学。也不能只教给学生一些解题套路，而是要让学生积极参与课堂教学活动，深入理解物理概念、构建知识体系、强化实验操作能力、培养解题思维，以及合理利用学习资源等。只要学生能够收获更多的知识，那么这种教学方式就是科学、有效的。

总之，初中物理教师要守好课堂主阵地，依据物理学科内涵，坚持核心素养导向，有效开发和利用初中物理实验教学资源。还要将学科教学与思政教育相融合，把知识学习和职业规划意识培养相结合，把科技研发与实际应用相关联，优化课堂教学模式，增加课堂教学的趣味性，培养学生的创新意识和创新能力，提高物理课堂教学效率，提升学生的综合素质，为学生今后的学习和发展奠定坚实的基础。

作者单位  西安市第八十二中学