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基于生活化材料的初中物理力学实验资源开发与实践研究

赵丽峰
  
富网媒体号
2025年369期
常州经开区初级中学213011

摘要:本研究聚焦初中物理力学实验教学,针对传统实验资源匮乏、方法单一、学生参与度低等问题,提出基于生活化材料的实验资源开发与实践路径。研究从生活中收集塑料瓶、橡皮筋、饮料瓶等常见物品,按物理性质与来源分类,遵循科学性、安全性与趣味性原则,设计多样化实验,并与苏科版新教材内容深度融合。通过滑动摩擦力、杠杆平衡条件及压力作用效果等典型实验案例,验证生活化材料在提升实验趣味性、降低教学成本、增强学生理解力方面的显著优势。教学实践以学生为主体,采用问题驱动与小组合作方式,结合多元评估手段,发现该模式有效提升了学生的学习兴趣、动手能力和创新思维。研究为初中物理实验教学改革提供了可行范式,具有推广价值。

关键词:生活化材料;初中物理;力学实验

一、引言

物理学作为以实验为基础的自然科学,实验在教学中至关重要。初中物理是学生物理学习的启蒙阶段,力学作为核心板块,对构建物理思维、理解原理关键,其实验能将抽象知识具象化,培养学生多方面能力,激发探索热情。在教育改革背景下,传统初中物理力学实验教学暴露出资源有限、方法单一等问题,难以满足需求。生活化材料在实验资源开发中优势独特,生活中的素材易引发学生共鸣,能让学生体会物理与生活的联系,降低实验成本,还能培养学生能力。本文基于生活化材料,深入研究初中物理力学实验资源的开发与实践,旨在探索可行方案与策略,为教学改革创新提供参考。

二、初中物理力学实验教学现状剖析

当前初中物理力学实验教学存在多方面问题。实验资源上,部分学校因经费有限,弹簧测力计等基础器材不足、陈旧老化,力传感器等先进设备稀缺,且教师开发意识淡薄,依赖教材器材,忽视生活化材料价值;教学方法上,不少教师采用讲授式教学,学生被动操作,缺乏探究空间,实验内容局限于教材经典实验,形式单一,未充分利用多媒体增强趣味性;学生学习方面,因知识抽象、教学方法僵化,部分学生学习积极性低,参与度不足,且传统验证性实验限制了学生实践能力与创新思维培养,学生缺乏自主设计实验、解决问题的机会,难以将知识转化为实际能力[1]。

三、基于生活化材料的力学实验资源开发路径

(一)生活中材料的收集与分类

基于生活化材料开发初中物理力学实验资源,首要步骤是做好材料的收集与分类。生活中材料丰富,需引导学生树立观察意识,留意家庭废旧物品、学习用品及校园物品等,像塑料瓶、易拉罐、橡皮筋、气球等都是易收集的常用材料。对收集的材料分类,能为实验设计奠定基础:按物理性质可分弹性材料(如橡皮筋、弹簧,适用于探究弹力实验)、刚性材料(如金属片、木板,适合力的作用效果、压强实验)、流体材料(如水、食用油,用于流体压强、浮力实验);按来源可分家庭材料(如饮料瓶、鸡蛋,方便学生在家实验)、校园材料(如篮球、跳绳,结合校园场景增趣味)、自然材料(如石头、树枝,助学生感受自然物理现象)。

(二)实验设计原则与方法

基于生活化材料的初中物理力学实验设计,需遵循科学、安全、趣味三大核心原则。科学性是首要前提,实验需依托正确物理原理,步骤与数据处理合理,用橡皮筋探究弹力与形变关系时,要确保形变量和施加力测量准确,以得出正确规律;安全性不容忽视,需预判材料与操作的安全隐患并防护,像使用易碎玻璃制品或涉及加热操作时,要明确注意事项;趣味性则能激发学生参与度,可结合生活有趣现象设计,用易拉罐探究滚动与滑动摩擦力,借熟悉物品提升吸引力。设计方法上,可采用问题驱动法,从自行车刹车等生活问题切入,引导学生假设并设计实验验证;也可运用组合创新法,如将气球与吸管组合设计反冲实验,让学生直观理解原理[2]。

(三)与苏科版新教材的融合策略

将生活化材料力学实验资源与苏科版新教材融合,需结合教材章节顺序与知识点分布精准施策,以丰富教学内容、提升效果。苏科版新教材编排贴合物理学科特点与教学要求,融合时可针对性匹配实验。学习“力与运动”章节中牛顿第一定律内容时,引入生活中的滑板车作为实验材料,让学生观察滑板车在光滑瓷砖地面和粗糙水泥地面的运动情况,对比阻力对物体运动的影响,助力学生在熟悉场景中理解知识点;针对教材中探究滑动摩擦力影响因素的实验,在原有木块、木板实验基础上,引导学生用毛巾、砂纸等作接触面,用装满水的饮料瓶改变压力,拓展实验维度,使学生深化对知识点的理解,实现生活化实验与教材实验的互补[3]。

四、苏科版新教材力学实验与生活化材料结合案例

在苏科版新教材力学实验与生活化材料结合实践中,三个典型案例成效显著。探究滑动摩擦力实验,传统用木块、木板存在拉动不稳、读数误差大的问题,改用装满水的废弃饮料瓶(接触面大更稳定)作研究对象,搭配毛巾、砂纸等不同粗糙程度的接触面,通过增减水量改变压力,学生能清晰观察到接触面越粗糙、压力越大,滑动摩擦力越大,直观理解影响因素。探究杠杆平衡条件实验,以直尺或硬木条作为杠杆,用橡皮或小石块作为支点,悬挂不同数量的钩码或使用已知重量的生活物品(如小袋零食)作为力,通过调整力臂长度,探究杠杆平衡时动力×动力臂=阻力×阻力臂的规律,既降低成本,又让学生深刻理解杠杆原理,提升动手与逻辑思维能力。探究影响压力作用效果因素实验,突破传统小桌、砝码的单一性,用装满水的矿泉水瓶、海绵等材料,通过正倒放改变受力面积、增减水量改变压力,结合砖块辅助验证,使学生清晰感知压力相同受力面积越小、受力面积相同压力越大,压力作用效果越明显,为压强学习奠基,还激发了学生对生活物理现象的探究兴趣。

五、基于生活化材料的力学实验教学实践

基于生活化材料的力学实验教学实践,教学实施以学生为主体、教师为引导。以“探究物体的浮沉条件”实验为例,教师先展示鸡蛋在清浊水中浮沉的生活情境激发探究欲,接着引导学生思考并提出影响浮沉的假设,学生分组用塑料瓶、小石块等生活化材料设计方案,教师巡回指导完善并强调安全与可行性;实验前教师重申步骤与注意事项,实验时学生分工协作操作、记录物体在不同液体中的浮沉数据,教师关注进展并答疑引导思考原理;实验后小组展示结果、分析数据总结出“重力大于/等于/小于浮力时物体分别下沉/悬浮或漂浮/上浮”的规律,教师评价并引导深入探究。教学效果评估采用多方式结合:通过“探究滑动摩擦力”实验观察学生操作熟练度、协作与问题解决能力;依据实验报告了解学生对实验原理、步骤、数据处理等的掌握;对比教学前后学业成绩,结合生活化实验相关考题考察知识应用;借问卷、观察、访谈评估学生学习兴趣与态度[4]。综合评估可全面掌握教学效果、发现问题,为优化策略、提升初中物理力学实验教学质量提供依据。

六、结论

本研究聚焦基于生活化材料的初中物理力学实验资源开发与实践,剖析传统教学中实验资源匮乏、教学方法单一等问题,探索出材料收集分类、依科学安全趣味原则设计实验并与苏科版新教材融合的开发路径。通过滑动摩擦力、杠杆平衡条件等实验案例,展现生活化材料增强实验趣味性、助学生理解知识的优势。教学实践以学生为主体,经多维度评估发现,该教学能提升学生学习积极性、操作与创新能力,让学生体会物理与生活联系。此研究为力学实验教学提供新思路,但存在材料选择待优化、长期评估不足等局限,未来需拓展材料应用、探索更优教学模式,为教学改革提供支持。

参考文献

[1]徐俐.生活资源在初中物理实验教学中的应用探究[J].好家长,2024,(83):71-73.

[2]张强.初中物理力学实验教学的优化研究[J].安徽教育科研,2024,(23):61-63.

[3]常全红.生活素材应用于初中物理教学中的路径分析[J].试题与研究,2022,(27):15-17.

[4]胡勇生.生活材料在初中物理实验中运用策略[J].数理化学习(教研版),2020,(12):51-52.

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