玻璃杯：物理问题生活化的润滑剂
朱晓洪
摘 ?要 在新课标指导下，教师要拓展自己的视野，特别是不能够只将目光聚集于学校实验室器材上，而是要乐于、善于搜索生活中的器材，并能够借助生活中的常见器材开展物理实验。结合多年教学实践经验，论述玻璃杯在声、光、电三个主题实验活动中的妙用，期望为广大同仁提供运用生活器材的参考，使实验插根课堂，开花结果。
关键词 玻璃杯;物理实验;初中物理;核心素养
中图分类号：G633.7 ? ?文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2019）17-0122-03
1 前言
物理学是一门以实验为基础的自然学科，但目前不少学校的实验设备并不充沛，导致实验落实不到位，影响了物理课堂的质量与效率。基础教育课程改革指明了物理教学的主题——从生活走向物理，从物理走向社会。这无疑对当代物理教育工作者提出新要求：善于发现、开发、利用生活器材，积极开展演示、分组等实验活动。众所周知，物理学科知识较为抽象，理解难度较大，但通过具体的实验活动，能够化抽象为具象，使学生在观察、实操的过程中理解知识，同时能够掌握分析问题、解决问题的技巧，培养学生的物理核心素养。但是，目前部分学校的实验器材并不充沛，不利于落实分组实验。而实践证明，单一凭借演示实验，并不能够充分挖掘实验的功能性。
结合多年的实践经验，笔者认为，玻璃杯虽不是物理实验器材，却能够用于开展演示实验、分组实验等实验活动，有助于挖掘实验的功能性，推动“从生活走向物理，从物理走向社会”这一教学主题的落实步伐，培养初中生的物理学科核心素养。玻璃杯对于初中生来讲较为熟悉，甚至可以说“时时见到，常常用到”，将其应用于实验中，能够激活学生的思維，调动学生多动手、多动脑的欲望。为此，笔者结合多年的实践经验，论述玻璃杯在声、光、电三个主题实验活动中的妙用，希望能够为生活化物理实验课堂提供一个探索的方向，促使学生的物理素养到培养与发展。
2 声：生活中操作练习，打破课堂限制
“声现象”是初中阶段物理学科的重要内容之一，但是由于其自身的抽象性，导致学生学习的情绪不高，甚至有部分学生产生厌学心理，进而导致课堂的教学效率与质量都不甚理想。结合教科书与实践经验发现，“声现象”教学的难点简单可以归纳为“变化”，而具体来讲就是：声现象作为万千物理现象的一种，其要求在一定条件下进行，值得注意的就是，声现象并非千篇一律，而是会随着外界条件的变化而产生新的变化。换言之，作为当代一线的物理教师，要扮演好引导者的角色，引导学生了解“变化”的条件，并为学生创造探索条件变化的氛围，使学生通过观察、操作、讨论等方式，认识实验现象及其产生的原因，同时能够全面地理解、掌握知识。
为此，笔者将生活中常见的玻璃杯引入“声现象”的课堂，开展三个演示实验。
实验1：明确声音产生的条件
实验器材：两个相同的玻璃杯、筷子。
实验目的：声音是由发声体的振动产生的，且会随着振动的停止而消失。
实验操作：用筷子轻轻敲击玻璃杯A的杯口，会听到响亮、动听的声音;用左手握住玻璃杯B的杯口，右手用筷子轻敲玻璃杯，却未曾听到声音。
实验2：发声体对声调的影响
实验器材：四个相同的玻璃杯（A、B、C、D）、水、筷子。
实验装置：实验装置如图1所示。
实验目的：发声体的长度不同，震动发出声音的“声调”不同。
实验操作：将四个玻璃杯依次放好，并随机向玻璃杯A、玻璃杯B、玻璃杯C、玻璃杯D中放入不等量的水，如图1所示;用筷子分别敲击玻璃杯的杯口，会听到“声调”不同、奇妙的声音。
实验3：发声体对音色的影响
实验器材：厚度d=1.5 mm的玻璃杯E、厚度d=2.5 mm的玻璃杯F、筷子。
实验目的：发声体的厚度不同，振动发出声音的“音色”不同。
实验操作：用筷子分别轻轻敲击厚度d=1.5 mm的玻璃杯E与厚度d=2.5 mm的玻璃杯F的杯口，听到“音色”不同的两种声音。
上述三个实验操作简便，现象明显，同时打破了课堂的限制。玻璃杯、筷子以及水都是日常生活中随处可见的，确实有效地解决了实验器材捉襟见肘的问题，更能够为学生提供不受时间、地点限制的操作平台。在日常生活中，学生可以进行操作练习，既有助于加深对于声现象相关知识的理解与掌握，又能够锻炼实验操作能力，养成乐于观察、善于归纳的良好习惯，最终实现培养物理素养的目标。
3 光现象的分组实验：现象明显又有趣，实现动态下观察
“光”是初中物理学科的重要组成部分，主要由光的传播、光的反射、光的折射以及光的色散等内容组成。而结合教学实践与教科书内容发现，该部分知识较为抽象，但通过实验，能够解决知识抽象化这一问题，更能够强化学生对知识的理解，促使学生完成知识内化，培养发展自身的物理素养。值得注意的就是，无论是光的传播特点，还是光的传播规律，都需要借助光路完成抽象到具象的转化，但是教科书中出现的实验方案不利于实现动态观察，进而影响实验的效用。
基于此，笔者将玻璃杯视为物理实验的主要器材，特别是将其运用到平面镜成像实验中。换言之，在“光现象”章节内容教学过程中，笔者运用玻璃杯进行了两个分组实验。
实验1：平面镜成像
实验器材：玻璃杯、水、铅笔。
实验装置：实验装置如图2所示。
实验目的：平面镜成像的特征——正立、放大、虚像。
实验操作：向玻璃杯中注入适量的水，并将铅笔垂直竖立于玻璃杯的右侧，如图2所示;从玻璃杯的左面看玻璃杯右侧的铅笔，发现铅笔被放大了;将铅笔由左向右移动，会发现透过玻璃杯看到的“铅笔”则是由右向左移动，且会逐渐变大，而后又逐渐变小。最能够吸引学生目光的就是，“铅笔”变胖了，却未曾长高。
实验2：光的折射
实验器材：玻璃杯、水、硬币（5角）。
实验目的：光由水进入空气时发生折射。
实验操作：将硬币（5角）放入玻璃杯的底部，而学生则退后到看不到硬币的位置;向玻璃杯中缓慢地注入水，而水达到一定高度时，则能够看到硬币。
就实验器材来讲，玻璃杯、铅笔、水、硬币都是生活中常见的，消除了学生内心的隔阂，同时调动了学生实验的兴趣。而上述两个实验都是分组实验，在整个实验过程中，教师起到点拨、指导的作用，而学生则是实验的实操者、观察者，这无疑为学生提供了讨论、交流的良好平臺与资源，最终形成和谐、良性竞争的班级学习氛围。除此之外，实验过程是一个动态过程，学生能够动态地观察不同实验条件的不同现象，便于全面地掌握、理解知识，为进行深入学习奠定良好基础。
4 电：操作成功率较高，易于学生掌知识
“电”现身于初中物理教科书，是为高中阶段进行深入学习奠定基础的。而通过分析初中阶段物理教科书发现，“静电现象”是教师教与学生学的重点，值得注意的就是：绝缘体与导体及其两者之间的关系是大多数学生学习路上的“拦路虎”，甚至有部分学生采用死记硬背的方式，将教科书中出现的绝缘体与导体生硬地刻入脑海中，进而出现“提起来知道，实操就出错”的尴尬现象。归根究底，学生根本未能掌握绝缘体与导体及其两者之间的关系。
基于此，笔者选用生活化的器材进行自制实验，使学生通过具体的实验现象抓住知识的精髓，完成知识的内化。
实验1：玻璃是绝缘体
实验器材：玻璃杯、两节电池、小灯泡、开关、导线。
实验目的：验证玻璃是绝缘体。
实验装置：实验装置如图3所示。
实验操作：按照串联电路的连接技巧，将电池、开关以及小灯泡连接起来;将玻璃杯的杯口连接到电池的负极，而玻璃杯的杯底连接到小灯泡的一端;关闭开关，观察小灯泡不亮。
实验2：导体与绝缘体之间的关系
实验器材：玻璃杯、酒精喷灯、两节电池、导线、开关、小灯泡。
实验目的：证明绝缘体与导体并无绝对界限。
实验操作：对图3实验装置中的玻璃杯进行加热，使玻璃杯呈现红炽状态;观察发现小灯泡由原来的不亮逐渐到发光。
上述实验的操作简单、容易，降低了失败的概率，同时实验现象非常显著，仅靠肉眼就能够清晰地辨识。除此之外，通过简单、成功率高的实验，能够将抽象性强、理解难度高的绝缘体概念解释清楚，促使初中生准确地抓住绝缘体的脉络，为后续举一反三地运用奠定扎实的基础;还有助于学生清晰地认知绝缘体与导体之间的关系，帮助学生成功跨越电部分学习路上的“拦路虎”，促使学生树立学习“电”的信心;更重要的是培养了学生的拓展思维，使学生认识到创新的必要性与意义。
5 结语
综上所述，物理实验并不一定非要借助于实验室器材才能够进行，而是可以选用生活化器材进行创新性实验。这样既能够打破课堂的限制，实现随时练、随地习，又能够降低实验操作的难度，凸显实验现象，使学生更好地理解、掌握知识，完成知识的内化，培养与发展物理核心素养。
玻璃杯在日常生活中随处可见，它现身于物理实验中，能够赋予物理实验生活化特征，吸引学生的注意力，调动学生参与、观察的兴趣，进而顺利、高效地完成教学目标。因此，作为课改背景下的教育工作者，要围绕“从生活走向物理，从物理走向社会”这一主题，锁定生活中的器材，进行探索与创新，开展具有生活气息的物理实验，进而为物理实验带来新的天地、新的方向。
参考文献
[1]张华，阮享彬.基于学习进阶的生活化物理实验教学：以“光的折射”为例[J].物理教师，2019（2）：33-36.
[2]王宪.生活化元素：开拓物理实验教学[J].教育研究与评论：中学教育教学，2012（1）：68-71.
[3]袁超.低成本自制教具对初中物理实验教学的创新与改进：以《光的折射》一课为例[J].中学理科园地，2018（3）：
49-50.
[4]张晶，韩宏颖，李丽.实验探究培养物理科学思维核心素养：自制教具建构法线验证光的反射定律[J].物理通报，
2017（11）：92-93.
[5]李永泉.自制物理教具 激发实验兴趣：浅谈自制教具与初中物理实验教学[J].中国教育技术装备，2015（13）：
164-165.
[6]范亚颖，卢慕稚，李飞跃.中学物理自制教具开发过程的案例研究：以全国一等奖自制教具作品为例[J].湖南中学物理，2014（11）：3-6.
