前言

拓展性课程是在传统课程体系的基础上，针对学生的实际情况开展的既拓展学生知识又发展潜在能力的校本课程。拓展课程着重强调学生的综合发展，并兼顾学生创新思维的培养，注重独立的自学能力和学习习惯的养成两城。本文从几个方面对物理拓展性实验进行思考，希望可以为初中物理教师的实验教学提供些参考。

一、加深物理知识理解，有效降低学习难度

由于物理中不少概念、原理都是比较抽象、枯燥的，所以学生在学习过程中常会遇到一些疑难问题，尤其在学习新的物理概念及物理规律时似懂非懂、将信将疑，有时会产生畏难情绪，在生活中无法更很好的地联系所学理论知识，进而影响了其积极性。通过拓展性小实验可以在生活中找到课本上的物理知识原形，能够帮助学生更清楚地理解一些概念和规律。如在进行“磁生电”课题教学后，课程设计要求学生布置一个“跳绳产生电流”的拓展性实验。用一个灵敏电流计、一根普通的长导线缠绕多圈之后，按教材中的图示串联起来。在操场上，四个同学一组，请两个同学在相距7-8m处朝东西两侧站立，如同跳绳一样摇动，另一同学观察灵敏电流计的指针是否摆动。两个同学再朝南北两侧站立，摇动导线，继续观察灵敏电流计的指针是否摆动。结果发现：两个同学东西站立摇动导线，灵敏电流计的指针转动；而南北站立摇动导线时，灵敏电流计的指针不转动。这是怎么回事？闭合导线只有在做切割磁感线运动时才会产生电流，跳绳时难道也在切割磁感线？切割的是什么磁场的磁感线？磁场方向又是怎样的？经过分析不难分析出：地球是一个大磁体，地磁场的磁感线从地磁北极（地理南极附近）出发到地磁南极（地理北极附近）。当两个同学东西站立摇动导线时，导线就做切割地磁场磁感线运动，这样就产生了感应电流，因此灵敏电流计的指针发生了偏转。当两个同学南北站立摇动导线时，导线几乎不切割地磁场，这样就没有感应电流产生，因此，灵敏电流计的指针就会不发生偏转。通过本实验，学生进一步加深了对感应电流产生的条件的理解和记忆，而学生对于这一类型题目的出错率也有所降低。

二、进行拓展实验设计，提高学生自学能力

早在公元前４世纪，古希腊著名学者苏格拉底对教学的实质进行了分析，好的、正确的教学不是传递，而是对学生的自学辅导。在实验教学中，教师尽量再现实验的设计过程，多让学生想想“为什么要这样做？”“换种方法行不行？”以此渗透物理思想，启迪学生思维，让学生学会自学、讨论、研究。如在进行焦耳定律演示实验时，学生通过观察实验现象、讨论总结出“焦耳定律实验”存在的两大缺点：①本实验采用转换法，利用电热丝加热煤油来比较电流产生热量的多少，首先在两个相同的烧瓶中装满煤油，由于烧瓶容积较大，所装的煤油质量较多，通电后煤油受热膨胀缓慢，实验时间较长，实验现象不明显；②本实验还采用控制变量法，首先利用串联电路中电流相同条件下，不同阻值的定值电阻串联，电阻越大，电流产生的热量就越多，然后利用滑动变阻器改变电路中电流大小，电流越大，电流所产生的热量就越多，由此通过推理得出电流及电阻相等的条件下，通电时间越长，电流产生的热量就越多，从而得出焦耳定律的内容。探究实验所用的时间很多，影响了课堂教学效率。接着有学生会产生疑问：“老师，为了节省时间、使现象更明显，能不能用别的东西代替煤油？”于是课外学生可以在教师的辅导下设计这样一个实验：取长短、粗细相等的铁丝、铜丝各一段，将实验所需材料按照要求串联后接在电源两端，分别在铁丝和铜丝上放一张干燥的纸，闭合开关后可以观察到铁丝上的纸先被点燃；再将它们并联接在电源两端，并在铁丝和铜丝上放一张干燥的纸，闭合开关后（注意开关要一触即断，以免损坏电源），可观察到铜丝上边的纸先被点燃。学生们在惊奇的同时也产生了疑问：为什么串联时铁丝上的纸先被点燃，而并联时铜丝上的纸先被点燃？学生们自己结合之前学过的串、并联电路的特点，经过分析论证得出：串联时电流大小相等，由于铁丝的电阻大于铜丝的电阻，电流通过铁丝后产生的热量就会大于铜丝产生的热量；并联时，通过铜丝的电流大于铁丝的电流，因而电流通过铜丝产生的热量就会大于铁丝产生的热量。本实验很直观地说明了电流通过导体产生的热量与电阻、电流大小的关系，加深了学生们对焦耳定律的理解。采用这种方法，不但能调动学生的积极性和主动性，达到复习巩固实验基础知识和基本技能的目的，加深对实验的理解，更重要的是培养学生自主学习的习惯，形成一种主动探究的氛围，进而使学生的素质得到全面发展，也为学生将来自觉应用这些科学方法从事科学研究打下一定基础。

三、广泛收集实验器材，充实物理实验室

在讲完大气压强之后，教师可以让学生利用家中的简单材料也设计一个能够证明大气压存在的实验，学生发挥创新思维能力，利用家中现有材料设计出各种巧妙的小实验，如“瓶中气球的怪现象”等。实验过程：找一个塑料可乐瓶，在其底部边缘质地较硬的地方开一个小孔。将气球塞入可乐瓶中并将气球嘴反套在塑料瓶口上。使用方法：用手指按住小孔吹瓶中的气球，气球吹不起来；放开小孔吹瓶中的气球，气球便可以吹起来了；当气球被吹起来后再用手指堵住小孔，瓶中的气球便不会瘪掉；迅速松开手指，再马上堵住小孔，瓶中的气球先是变小但马上又停止了。课堂上学生稍加思索就能想到这是大气压的缘故——用手堵住小孔，吹气时瓶内气压因受到气球的挤压而增大，气球就很难吹起来；放开小孔吹气时，瓶内气体被挤出，气球就很容易吹起来。当气球被吹起来后再用手指堵住小孔，气球稍微缩小就会造成瓶内气压小于瓶外大气压强，正是大气压强支持着气球不会变小。因为这个实验非常经典，原理简单，易理解，易操作，因此，教师可将其纳入实验教学课程之中，并不断创新该课程内容的展示形式。其实，只要留心生活中的物质大多能作为物理实验的材料。自行车可作为摩擦、杠杆、光的反射、力和运动等实验的器材；玩具激光灯可作为光源；老花眼镜的镜片可作凸透镜、近视眼镜的镜片可作凹透镜进行光学实验；用橡皮筋和硬纸板，便可自制橡皮筋测力计；玩具小车、棋子、笔盖可做惯性实验；用一个玻璃瓶、吸管和红墨水可制作水气压计；废旧的牙膏皮可做浮沉实验；家里的生活电路都可作为电学实验的器材……在实践中会发现，实验源于教材却不必拘泥于教材，应有所创新。这对唤起学生强烈的求知欲望，加深学生对所学知识的理解等方面都很有好处。

四、关注全体学生发展，有效缩小两极分化

在分组实验中，学优生积极主动，实验器材几乎全由他们操作，学困生消极被动，实验时充当记录员甚至是旁观者，这样很容易出现两极分化。而采用拓展性实验的方式，人人都可以动手操作，从中寻求学习的乐趣，体会成功的喜悦，发挥非智力因素的作用，变消极为积极，变被动为主动，缩小学生的两极分化。如在探究液体能够传声的实验中，传统实验教学通常是用塑料袋封住小闹钟将发声的小闹钟放入水中，从而验证水也能够传声。一位学习成绩相对偏低的学生在课外进行了实验，根据其实验结果给教师提出了一个很好的建议——用手机代替小闹钟，这样做的好处是避免了提前调整闹钟的繁琐，可以根据实际需要随意地控制发声时间。而且也可以把手机应用到“探究真空是否能够传声”的实验中，将手机调成振动加铃声，当将真空罩中的空气抽出之后，学生们只看到手机振动却听不到铃声，这一现象证实了真空不能传声，这样做不仅操作简便，而且改进后的实验器材是取材于生活，更能体现物理与生活的密切联系。对此，教师应在班级上对其进行表扬，自此以后，该学生对学好物理充满了信心，上课认真听讲，发言也很积极踊跃。

五、借助趣味实验，激发学习兴趣

初中物理涵盖光学、电磁学、力学等多种现实生活当中常见的知识，而这些知识涉及的物理学理论都需要通过实验论证的方法来获取。因此，初中物理教材当中出现了大量的物理实验项目。但是，在教学课堂中，教师往往遵照教学大纲要求来规划实验课程，每一个实验步骤都仅仅严格执行教材标准，这种教学方法很容易让学生对整个实验流程失去学习和探究兴趣。尤其在验证物理学的某一个理论时，教师常常进行讲解与演示，使实验教学流程显得枯燥、乏味，久而久之，学生个人潜质的发挥与创新能力的提升将受到制约。针对这种情况，教师应当改变教学风格，转变教学思路，利用一些趣味物理实验来吸引学生的注意力。在选择趣味实验项目时，教师可以根据学生所学的物理知识来确定实验内容，并确保整个实验过程与学生所学的物理知识相吻合、相匹配。

以“大气压力”的知识点为例。在讲授本节课内容时，为了丰富教学内容，激发学生的学习和探究兴趣，教师可以为学生专门设置一个趣味实验环节，即结合教材当中的实验项目为学生演示一个“试管自动上升”的趣味小实验。该实验需要准备一支粗试管、一支细试管，实验过程分两步，第一步让两支试管处于无水环境，将细试管插入粗试管当中，然后倒置，细试管将直接做下落运动。第二步是在粗试管当中加入适量的水，然后将细试管插入一部分，再将试管倒置，这时学生会发现，细试管不仅没有下落，反而会在粗试管当中自动上升。当演示过程结束后，教师可以围绕本节课所讲授的知识点，向学生讲授“试管自动上升”的原理。之所以会出现这种神奇的现象，是因为粗试管在倒置以后，水会自动转移到细试管的上方，这时，细试管的下方将直接面对空气，因此，在大气压力的作用下，会向上推动细试管。当学生了解这一实验原理之后，教师可以把剩余的时间交由学生支配，让学生通过亲身感受试管自动上升的过程，来汲取更多的知识养分。利用这种趣味小实验，不仅可以吸引学生的注意力，学生也会对实验过程、实验现象产生浓厚的学习兴趣。第一，兴趣是打开知识大门的一把金钥匙，而趣味小实验对激发学生的学习兴趣起到关键性作用。当学生的关注焦点全部集中在实验过程与实验现象上，脑海中储存与实验内容相关联的物理知识也会随之迸发出来，在这种情况下，学生更乐于去探索神奇的物理世界，进而收获更多实用知识。第二，趣味小实验的实验现象能够引发学生的好奇心，在好奇心的驱使下，学生更容易进入实验情境当中，整个实验过程将给学生带来更多的启发，久而久之，学生探索和钻研物理学知识的欲望也将越发强烈。第三，在学生感受实验过程带来的乐趣的同时，课堂教学氛围将变得更加轻松，在这种轻松愉悦的学习状态下，学生的学习积极性也将被调动起来，这对学生学好物理学知识具有重要的意义。基于此，在物理实验教学中，教师可以根据教学进度以及本节课所讲述的物理知识，为学生精心选择一些有趣、实用、科学的物理小实验，这对夯实学生的物理学基础、提升学生的物理应用能力将产生积极影响。

结语

拓展性实验的开展，能够促进学生综合能力的全面提升，有助于学生在理论实践方面建立更加完善的认知体系。拓展性实验不仅仅是一种新课程改革的探索，更是一种智慧的唤醒：在将拓展性实验做好的过程中，将拓展性实验和演示实验以及学生分组实验进行融合，把拓展性实验的智慧引入到课堂教学、学生成长、校园文化的建设等方方面面，在小实验里也能做出大文章。

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