一物多用 提升实效

林斌 郭卫东

摘   要：结合物理学科素养的培养要求，该文以干冰在一节初中物理课中的系列应用实验为例，说明借助一物多用的方式，深入挖掘简单器材的创新应用，可以让同样的器材装置在课堂实验中深入拓展，切实提升课堂实效。

关键词：干冰;实验;实效;一物多用

当前，如何提升学生学科的核心素养是各学科教学不可回避的问题。物理学科的特点就在于“物”和“理”，即通过实验，创设情境，观察表象，通过理性思维抽象出具体的理论，再通过具体的原生态问题，得到建构和升华[ 1 ] 。但在一线教学实践中，有许多物理教师对实验却敬而远之，其中一个原因为：实验器材准备繁琐，而且要在多个教学班之间搬来搬去，觉得麻烦不便，干脆就用多媒体课件替代了事。如果我们长期以这种方式开展教学，不仅对教师自身实验操作能力带来影响，还会使学生缺乏身临其境之感，干扰物理学科素养的形成。

如何能够简便直观地展示出课堂实验的效果，又能够让物理教师便于操作？结合正在参与的课题，我和物理组同仁采用了一物多用的方式，深入挖掘简单器材的创新应用，让同样的器材装置在课堂实验中深入拓展，使简单的实验绽放出了物理学科的魅力。下面以我们共同研究设计的，由教研组教师任教的一节“升华和凝华”初中物理课为例，介绍干冰如何在一节课中一物四用，并取得良好的课堂效果。

1  课前器材准备

考虑到在课堂教学有限的时间内，我们要进行多次物理演示实验，就必须让实验器材简单实用、搬运轻松、操作简便，并兼顾到现象明显直观。本节课中重点演示材料是市面上容易买到的食用干冰，价格低廉，淘宝网上也可以购买。根据预估，每个班级仅需1千克（价格约5元）。如要在四个教学班分别上课，用一个8升的干冰桶就可以方便携带。此外，还需要黑色的卡纸、黑色外壳的金属罐、水槽、一壶温水，以上材料放入一个手提篮中即可方便携带。此外，鉴于干冰温度很低（-78℃），直接接触会冻伤，不适合学生分组实验，教师操作时也需要戴好隔热手套。这节课干冰使用过程仅是倒出、静置，使用操作简便。

2  利用颗粒消失，明确升华概念

学生对熔化的概念较为熟悉，但也留下了固有印象，认为固态就会变成液态。如何快速将从固态直接到气态直观地呈现在课堂上，干冰颗粒就可以很好地体现。教师先将黑色卡纸放置在实物投影仪的镜头下，将少量干冰颗粒倒在卡纸上。短短数秒后，黑色卡纸上的干冰颗粒就消失不见，而卡纸上并没有留下液体。这样的演示效果，让学生留下了深刻的印象，为后续知识点的学习做了良好的铺垫。这样的实验效果可是单纯语言的讲解达不到的。

3  利用静置结霜，理解凝华概念

平常教学中，教师介绍霜的形成时，会利用图片的形式呈现。如果课堂上，即便是在较高的室温下，我们现场制作出霜，那这样的实验效果绝对是图片所不能比拟的。在介绍凝华概念前，教师提前数分钟先往黑色外壳的金属罐里倒满干冰，并举起来让学生观察外壳没有任何异样，而后不妨留给学生一个悬念，告诉学生等下一起来见证奇迹产生。教师继续讲解其余知识后，待金属罐外壳有明显的霜形成后，教师让学生注意观察，还可以利用手机拍照，利用希沃助手更明显地展现在屏幕上，学生会现场惊奇地看到霜是如何变化而来的。然后让学生思考回答，这些白色的晶体是从哪里来的[ 2 ]？这样教师再介绍凝华的概念时，就事半功倍了。这样的演示不仅不难，而且会让课堂惊奇不断。

4  利用人工降雪，突破课堂难点

本节课中利用干冰进行人工降雨是教学难点，学生对该过程非常陌生，并且这里面的物态变化应用多，回答时会不完善。但干冰在课堂中的继续应用，却较好地帮助我们突破了这一难点，直观完整地把这一过程呈现在学生的眼前。教师还是利用刚刚凝华了霜的金属罐，把它高高举起，利用吹气球往外壳的霜上吹气，可以明显看到不断有白色的雪花下落，告诉学生雪已经形成。再让学生观察地面，可以看到有水迹产生。这时教师补充说明，若将更多的干冰带到更高处，在高空中先升华，使周围水蒸气凝华，而霜下落时遇到热空气熔化成了水，形成了降雨。该演示过程会比用多媒体课件留下的印象更加深刻，更好地突破了本节课的教学难点。

5  利用人工造雾，拓展实际应用

干冰在生活中的应用广泛，尤其是人工造雾是一个非常美丽生动的画面。如果我们教师在课堂上就像魔术师那样，现场造雾，学生们的心中肯定会留下物理老师真厉害的印象。其实干冰的继续应用就可以实现这一愿望。教师还是利用刚才的金属罐，只是将里面的干冰都倒入大水槽中。这时，水槽上方会有淡淡的白雾产生，但效果未必明显。这时教师将温水倒入水槽，由于温度较高的水蒸气短时间内与干冰形成的低温接触，此时水槽上方就会有大量的白雾产生，还会形成壮观的雾海[ 3 ]。现场上课的学生们惊叹不已。这时教师再引导学生分析这些雾是如何產生的，学生们的兴趣一定高涨，课堂效率肯定不一样。这样的课堂实验不仅让学生们体会到物理来自于生活，也深深感受到物理学科的独特魅力！

通过以上干冰在一节课中的多次应用，我们可以取得良好的实验效果，让物理课堂更加丰富多彩。一线教学中，许多器材虽然简单、价格便宜，但如果我们深入挖掘，却可以让简单的器材变成物理实验的好帮手，能够在不同的物理知识点的演示上取得一系列实验效果，达到一物多用的目的。教学中，许多物品都能被有心的教师挖掘出实验潜能，成为做实验的多面手。例如乒乓球就可以演示力学、电学、声学、热学等多项实验。这种一物多用的创新实验，也较好地培养了师生们的开放性思维能力。

要体现学科本质，就必须让物理课堂教学成为有学科特性的学习。只有充分挖掘物的应用，才能让学生体会到理的产生。期待我和同仁们在初中物理实验的创新和探索，能够更好地提升课堂实效，促进学生能够更有效地提升物理学科素养。

参考文献：

[1]余文森.核心素养导向的课堂教学[M].上海：上海教育出版社，2017： 2-3.

[2]龚峰生.《升华和凝华》中几个实验的创新和改进[J]，新课程（下），2018（2）：110.

[3]田智超，陈玉翠.奇妙的干冰[J].农村青少年科学探究，2013（12）：56.