赖洁璇 冯志雯
深圳市坪山中学 518111
深圳市坪山实验学校 518111
摘要：新课程改革把全面提高学生科学素养作为总目标。在新课程理念指导下,围绕培养学生“核心素养”这一任务中，我们更应注重培养学生的科学思维能力与模型建构能力。我们在做演示实验时，除了要引导学生科学的做实验的同时，还应该思考在实验过程中如何引发学生的思考，过度学生的最近发展区，激发学生的内在潜在力。
关键词：科学推理；建模；演示实验
一．学情分析
初中物理学科是一个比较受欢迎的学科。初中物理较为贴近生活，通过调查我们发现学生会认为物理有点难，其原因主要以下两个原因：1.虽读懂题目，但想象不出物理情景和过程。2.对物理公式的意义和适用条件不清楚。学生科学思维推理能力有欠缺(抽象思维、形象思维、直觉思维)的表现，不能够提炼出关键字词，建立合理的模型。
我们分析到初中生正处于形象思维向抽象思维的阶段，对于接触到的模型是基于表面上的认识，并不能舍弃次要因素，抓住主要因素，从一个更深刻的角度认识物体的本质。
学生在学习了牛顿第一定律，真空罩声音实验，伽利略的阻力对物体运动的影响等实验后，学生第一次科学的接触演绎推理，对于实验条件没有办法达到的，可以通过推理，结合实验，推理得到结论。掌握这种演绎推理能力有助于学生的抽象思维的形成。
二．演示实验创设真实情境，拓展思维
教学片段1：如图，碗可以漂浮在水面上，也可以沉入水底，下列说法正确的是（ ）
A．碗沉入水底时比漂浮在水面上时重力变大了
B．碗沉入水底时受到的浮力等于它的重力
C．碗沉入水底时比漂浮时所受的浮力变大了
D．碗沉入水底时容器底部受到水的压强变小了
实验目的：1.通过演示实验调动学生的学习兴趣和积极性。
2.在演示实验过程中培养学生自主的观察实验现象，引发认知冲突积极思考。
3.通过独立自主的分析，建立空心物体体积的认识，明确重力质量的概念。
学生思维障碍：在实际教学中学生很容易选A，认为下沉的原因物体重力变大了，对于D答案也不明白为什么水的为什么压强变小。在实际教学中我们将通过演示实验，让学生自己思考，发现问题背后的本质问题，提出问题，碗下沉过程中哪些物理量在变化，碗的体积指的是什么？
实验步骤：1.将碗漂浮在水中，红色马克笔画出此时此刻的水位
2.让碗沉入水底，记录此时的水位
设计意图：实验时，学生自主观察实验现象，希望通过这个实验现象让学生发现水位为什么下降，以及物理量的动态变化，此时教学无声胜有声。在这个演示实验过程中学生很快就会看到水跑到碗里，独立自主的分析归纳，挣脱思维定势，明白体积的概念。实验过程中不需要老师过多的解释，由学生自己去发现问题，重视学生的学习的体验感，也让学生学会用动态的思维去思考问题而不是静态发展。学生看得到，具体物体事物呈现在学生面前，建构对于体积的概念认识。在演示实验中，我们让学生自己来阐述现象，培养了学生的语言表达能力，科学推理能力， 提高自己的认识水平，促进思维发展。
教学片段2：杠杆力臂动态变化
教学难点：1.学生在小学的时候已经学习了杠杆，根据小学的数学知识很难正确认识力臂的概念，容易形成错误的前概念，认为力臂就是点到点的连线。
2.教材中是直接给出力臂的概念，导致学生只能死记硬背和通过机械性的练习去记住力臂。
3.书本在探究杠杆力臂平衡实验过程中，为了方便测量杠杆力臂，呈现的是杠杆力臂水平平衡的特殊状况，更是加深力臂是点到作用点的距离的错误认识。
学生思维障碍：探究杠杆的平衡条件中，教材实验容易让学生错误地认为杠杆的平衡状态只有水平平衡，也易混淆力臂知识点，误以为力臂是支点到力的作用点距离，变成点到点的距离。突破这种思维障碍的方法，我将通过制作弯曲的杠杆来展示变化的力臂，加强学生思维的深刻和灵动性，巩固力臂是点到力的作用线的距离认识。
实验操作：制作弯曲的杠杆，将传统的直杠杆从中间切开，用拉钉固定。拉钉牢固，同时可以灵活转动杠杆。在泡沫板上画上红色的横线，通过红色的横线对转动过程中的力臂变化，理解力臂是支点到力的作用线的距离。
实验步骤：
1.在弯曲的杠杆上挂上两个钩码，用棉线来表示力的方向问题
2.动态的旋转，学生观察力臂的变化，从而分析力臂的动态变化
3.学生讨论力臂的变化情况以及力的变化
设计意图：本教具简洁直观，可视性强，学生以该教具为构建知识的载体，改变钩码的位置，探究杠杆平衡的条件。在实际教学中，个别初中生的动态思维存在不足，通过将动态变化的杠杆来弥补学生的思维不足，提升学生思维的深刻性和灵活性。自制教具设计目的是引导学生逐步认识科学本质，体现科学探究的精神，围绕力臂的形成和原因，建立合理的力臂模型，让学生经历力臂概念的形成过程，提升观察和分析能力，增强创新意识和实践能力。
教学片段3：电阻的测量
教学难点：1.设计实验电路，知道测量电阻的测量原理
2.通过对小灯泡电阻的测量，了解欧姆定律的应用
3.电阻是物体本身的一种属性理解
学生思维障碍：“电阻测量”这节内容是电路基本知识、欧姆定律，串并联电路等知识的具体综合应用，即既有联系实际的意义，又能培养学生动手操作能力和分析能力，故可给学生提供足够的运用知识、分析和解决问题的机会。在实际教学过程中，书本没有演示温度对电阻的演示，在实际教学中我们将通过在小灯泡上涂上温变油墨特性展示热敏电阻，阻值随温度的变化，设计意图为一些导体的电阻随温度变化明显，教师铺垫，电阻受温度变化，是变量。而定值电阻受温度影响小，是不变量。我们将学生看不到的电阻变化转化为学生肉眼可见的颜色变化，渗透了转换的思想在其中。通过学生的合作实验，理解小灯泡为什么不多次测量。
实验步骤：把小灯泡和电流表串联接入电路中。同屏展示实验过程。小灯泡在通电过程中，电流表示数变小，小灯泡发热，观察小灯泡的颜色变化，小灯泡电阻发生了改变。小灯泡电阻受温度影响，是变量。
设计意图：实际教学学生很难理解小灯泡多次测量的目的和定值电阻多次测量的目的，根本原因是没有分析清楚电阻的变化情况。通过温变油墨来展示电阻的变化，发现问题，解决问题。在这个过程中让学生领悟我们物理中的转化法思想。探究过程中引起学生的独立思考，分析现象产生原因，归纳总结实验的过程，探讨讨论原因，不断在实验中归纳总结，推理论证，培养学生的创新意识。
三．总结与反思
演示实验引导学生主动观察和思考
老师通过演示实验导入教学，初中生出于好奇和兴趣，会对现象主动观察和思考，引发学生对事物内在联系的思考。思考探索的过程中，学生对事物的初步感性认识会逐步上升到理性的思维。针对于生活中的物理现象，学生也会逐步养成爱思考和爱探讨的习惯，从而培养学生的观察能力和分析推理能力，引发学生的积极思维
演示实验创设问题情境，集中学生注意力
随着时代的进步，丰富多彩的选择，学生容易被周围的一举一动所吸引，注意力容易分散。演示实验的进行可以帮助学生在课堂上集中注意力。在教学中，运用实验手段创设创设我们生活中常见的物理现象，从生活中走进物理。对于南方的小孩而言，缺少生活体验，不知道霜的形成原因和状态。所以我们学习物态变化的时候可以将盐和冰放在易拉罐内，搅拌以后可以在易拉罐的外层快速结出霜，通过演示实验可以激发学生的学习兴趣，抓住学生的注意力。
主要参考文献
[1] 李洁如. 高中物理教学中科学思维能力培养研究——“电磁感应”部分教学为例
[2] 毛银芹. 基于科学探究素养培养的初中物理实验教学现状调查研究
[3] 王长江. 初中物理“思维型”课堂教学及其对学生创新素质的影响研究
[4] 罗正琼.初中生物理实验探究能力培养的研究
[5]陈有勇. 初中生物理思维水平现状与教学对策的研究