谢永刚
绵阳市涪城区教育研究室
【摘要】物理是一门以观察、实验为基础的学科，物理实验是学生掌握物理的基础，在教学过程中对物理概念的建立和物理规律的理解、应用有不可或缺的作用。初中物理新教材中编入了大量的实验，在教学实践中有些实验效果并不理想，尤其在可视化操作方面还存在许多不足，为了达到更好的实验效果，需要对一些实验适当改进或创新，为学生提供更多的感性认识，激发学生学习的积极性，帮助学生更好的通过物理现象，加深对物理本质的认识和理解，从而提高物理教学的效率。
【关键词】初中物理 实验 可视化
初中物理是一门以观察、实验为基础的学科，也是一门十分有趣的学科，它研究声、光、热、力、电等形形色色的物理现象。在教学中积极的开展分组实验或演示实验，不仅能够激发学生学习物理之兴趣，而且还可以培养学生的动手能力、创新能力、观察能力、分析能力、解决实际问题的能力。因此，实验是物理教学的基础，但现行一些实验其实验现象还不够明显，不利于我们通过实验现象引导学生去认识、分析其背后所蕴含的物理规律和物理本质，实验的可视化及其创新改进就迫在眉睫。下面，我将从四个方面来探讨初中物理的实验可视化操作及其创新的做法。
一、色彩对比，提高实验可视化程度
很多时候，我们老师费劲心力准备了实验，却因为实验现象不明显，使得效果大打折扣。其实，往往只需要小小的改进，就能让实验大放异彩。如：由于水的透明性，在演示自制温度计实验时，为展现出液体热胀冷缩，我们即使提前在玻璃管上的液面位置做好标记，但是仍不能清晰明显的看到玻璃管内液面的升降现象，这样的演示实验在教学辅助上的意义不大。当我们在水中滴入几滴红墨水后，细玻璃管内的红色液体和玻璃管以及管外的环境形成比较大的反差，便于观察的同时也大大加强了实验的可视化程度。诸如此类情况还有很多，例如在演示光在液体中的传播路径，我们可以在水中滴入2-3滴纯牛奶，使液体略微带乳白色，则各处看到的光线均比较清晰；在演示自制气压计时，同样滴入几滴红墨水，吹气后，能够清晰的看到管内的液柱上升。[1]在托里拆利测量大气压的实验当中，很多学生不理解，液柱的上升是因为大气压的作用，液柱的高低能够反映大气压的大小。我们在进行这个实验分析之前，先利用一个塑料口袋，装上适量带颜色的水，将一根细长玻璃管插入水中，将袋口密封。当我们用手稍微用力向下压塑料袋时，管内的液柱就会上升，压力越大，液柱上升越明显，由此过渡到托里拆利实验，学生更能够深刻认识到水银柱的高低反应大气压的大小。
二、放大现象，增强实验可视化效果
古语有云：一石可激起千层浪，一次成功的实验，显著的实验现象可能就会燃起学生学习物理的兴趣，激发他强烈的探索欲望，进而更深层次的理解知识的本质内涵。例如，在探究声音是由物体振动产生这个结论时，书中提供的办法是看橡皮筋的跳动，摸喉咙感受人体发声时候的跳动。为了增强实验的效果，放大实验现象，我们可以让发声的音叉接触水面，看是否荡起水花；或用敲击前后的音叉去接触悬挂的乒乓球，看乒乓球是否弹开；还可以取下音叉，敲击音叉后，把音叉底部放在桌面上，使桌面也发出咔咔的声音，引起学生听觉上不一样的感受，使学生理解记忆更深刻。再如，在探究浮力产生原因分析时，大多数老师习惯用一个去掉底部的矿泉水瓶瓶口向下，加一个乒乓球，加水后，起初乒乓球不上升，将瓶口堵住后，乒乓球才上。[2]其实，我们可以稍作改进，将矿泉水瓶底部剪去并瓶口向下，从上面放入两个乒乓球，由于瓶身不大，两个乒乓球会一个在下堵住瓶颈，另一个在上。
一手持瓶身，一手从上向里倒水，由于下面的乒乓球堵住瓶颈，水只能向下渗漏。随着瓶内的水上升，上面的乒乓球浮在水面上也随之上升。下面的乒乓球，尽管在它的周围和上面都是水，却没有上浮。然后再堵住下瓶口，当水渗满瓶口和瓶颈之间，下面的乒乓球会在“卟”的一声中开始上升，直至最后漂浮，这既放大了实验现象，又有利于学生观察比较分析原因，更符合学生的认知水平。
三、就地取材，揭开实验可视化的神秘面纱
对于部分实验器材不足甚至缺失器材的学校，很多老师会因为没有现成的实验器材，或因感觉实验的安全性不高而不做实验，或者全部靠一幅图，一张嘴讲实验，学生只能凭空想象。学生因在缺少实物或者动手操作体验的情况下，脑海中无法形成直观的情景，导致思维往往跟不上老师讲解。如果我们能够多多利用身边现成的、常见的器材进行物理实验，展现物理现象，那么既有利于揭开物理实验神秘的面纱，又有利于让学生感受到物理就在我们身边，学习物理是有用、有趣的，能收获意想不到的效果。例如，对于气体对外做功改变内能的演示实验，利用烧瓶，打气筒，瓶塞等进行实验，可视性和安全性都有带改进。[3]我们可以利用废弃，瓶壁附有水的矿泉水瓶进行实验，将瓶盖稍稍旋盖，用手旋转瓶身，压缩矿泉水瓶里面的空气，伴随巨大的砰声，瓶盖飞出，瓶口会出现白色烟雾，使实验略显刺激也易激发兴趣，关键是器材可以信手拈来，可以让学生自己动手实验，亲自体验感悟，现象又明显。在现实的教学中受限于学校的条件，可能做不到人手一套器材，我们可以就地取材，人人参与。例如，在探究摩擦力实验中，关于摩擦力方向问题，一直是学生的难点，我们可以拿一块木板和一把大的长毛刷子进行演示，当刷子运动时，看刷毛弯曲的方向，当木板拉动时，看刷毛弯曲方向，结合力使物体发生形变这一结论，分析得出刷毛弯曲的方向就是摩擦力的的方向，使这类问题迎刃而解。在探究牛顿第一定律时，很多学生不能理解物体的运动不需要力来维持这一个结论，对于惯性的学习也云里雾里，我们在教学中，增加一个互动的环节，将一段粉笔用双面胶粘在一根钢尺上，向左挥动钢尺，然后用手挡住钢尺的运动，会发现粉笔继续向左飞行。让学生在操作的过程中，慢慢理解物体的运动不需要力来维持和惯性是保持运动状态不变的性质，进而熟练的应用物理知识解释惯性现象。
四、对比研究，创新实验可视化讲解
我们知道，知识的学习是一个点带动另一个点，相似的知识的联系能够更好的形成和完善知识的框架结构。初中物理有的实验选用的器材可能是相同的，但是实验的原理，揭示的物理规律却各不相同。温故而知新，实际上新知识也可以唤醒我们对旧知识的记忆，进一步强化我们对物理知识的理解，对于看似相同的实验，采用创新讲解，我们也可以有许多的小妙招。例如，八年级下册力学中，探究阻力大小的影响因素和探究动能大小的影响因素时，我们所用的器材几乎一致，所以在我们讲解探究动能大小的影响因素时，我们还可以向学生提问探究阻力大小实验的要点，回顾之前所学的的相关知识，两相对比，加深印象。再如，在掌握了自制气压计原理的基础上，我们也可以推出高压锅的相关知识，进行比照分析，加强学生对气压相关知识的认知与理解，对于学习的迁移也能起到很好的效果。
综上，在初中物理阶段，我们能够优化和创新的实验有很多，这就需要我们老师能够明确教学目标，对于试验可以优中选优，让实验符合学生的认知水平，能够让课堂实验起到四两拨千斤的作用，甚至能一石激起千层浪，在学生的心里留下颇深的记忆，学习物理不能停留在背记上，我们要将学生的眼、耳、手、脑都调动起来，动手动脑才能更好的学好物理。
参考文献：
[1]李慧.初中物理自制器材实验的开发与应用[J].新课程导学，2018年20期
[2]熊剑敏.浅谈初中物理实验的改进与创新[J].知识文库，2018年20期
[3]邹小绿.江林波.王静荣.唐菲菲.初中物理低成本实验的开发与研究[A].《教师教育能力建设研究》科研成果汇编（第七卷）[C]，2018年