農(nóng)村中學(xué)物理實驗資源的開發(fā)策略

李 婕

(平度市職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校 山東 青島 266700)

九年義務(wù)教育教學(xué)大綱指出“要培養(yǎng)學(xué)生初步的觀察、實驗?zāi)芰Α?，而農(nóng)村中學(xué)物理教學(xué)設(shè)施不完善，實驗設(shè)備儀器欠缺，要實現(xiàn)這一教學(xué)目的，確實存在很多困難．由于分級辦學(xué)，農(nóng)村中學(xué)分歸鄉(xiāng)鎮(zhèn)管理，多數(shù)學(xué)校資金愈來愈緊，加上管理不善，本來就配備很差的實驗儀器老化、損壞、丟失，致使物理教師只能口述和板書實驗，或借故不做實驗，嚴(yán)重影響了教學(xué)效果．

目前，農(nóng)村中學(xué)特別是較為偏遠(yuǎn)的農(nóng)村中學(xué)的實驗教學(xué)離大綱的要求還有很大差距，開展實驗教學(xué)有相當(dāng)?shù)睦щy.如使用天平前學(xué)生不知調(diào)平或不會調(diào)平，電流表和電壓表不會讀數(shù)，滑動變阻器不會接入電路，實驗結(jié)束后不知整理器材等，可見，加強農(nóng)村中學(xué)的實驗教學(xué)已迫在眉睫．

1 物理實驗資源開發(fā)的制約因素

物理實驗資源的開發(fā)總會或多或少地受到某些因素的影響和制約．只有全面了解和認(rèn)識這些制約因素，才會有的放矢，避免不利因素的影響．總體說來，農(nóng)村中學(xué)物理實驗資源存在的問題有以下幾點.

(1)教師實驗資源觀念模糊

許多中學(xué)物理教師和實驗教師認(rèn)為實驗資源是學(xué)校的事，是上級行政部門的事，與教師不相干．至于如何開發(fā)和利用實驗資源，絕大多數(shù)人都沒有想過．尤其是大家只是偶爾抱怨實驗室資源短缺，甚至有些教師對待實驗資源短缺覺得“沒有更好”．

(2)實驗人力資源素質(zhì)亟待提高

這里的實驗人力資源主要是各學(xué)校的物理任課教師和物理實驗教師．從農(nóng)村中學(xué)來看，實驗員主要存在以下3個問題：

1)實驗員人數(shù)不足．根據(jù)人民教育出版社出版的《課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教材》試教情況分析，按照中學(xué)班額數(shù)，每個年級應(yīng)有一名實驗員．而從實驗員統(tǒng)計的數(shù)據(jù)來看，根本達(dá)不到此要求．有的農(nóng)村中學(xué)根本沒有實驗員，教師和學(xué)生若想做實驗，就需要任課教師自己去實驗室準(zhǔn)備．

2)實驗員業(yè)務(wù)水平低下．有的實驗員對連接電路的注意事項這樣的常識都不知道．有的實驗員根本就不是物理專業(yè)出身，基本的實驗操作都很不規(guī)范．

3)實驗員年齡偏大，身體素質(zhì)很差．有的學(xué)校為了照顧老教師，便從教學(xué)一線撤到實驗室工作，還有的安排體弱多病的教師做實驗員．任課教師會經(jīng)常遇到實驗教師有病請假，導(dǎo)致實驗教學(xué)無法進(jìn)行的情況．

(3)現(xiàn)有實驗資源還沒有被有效利用

(4)實驗資源開發(fā)是無組織的、零散的

在中學(xué)物理教學(xué)中，實驗資源的開發(fā)雖然并非像想象的那樣是一片空白，但是開發(fā)出的實驗資源利用率很低．這是因為開發(fā)實驗資源，只是個別教師偶爾的行為，并沒有學(xué)校統(tǒng)一的組織．由于教師對實驗資源的認(rèn)識有限，因此其開發(fā)實驗資源出發(fā)點，只局限于以演示實驗為目的，并沒有系統(tǒng)全面的開發(fā)意識，這樣開發(fā)出的實驗資源零零散散，再加上對這些開發(fā)出的實驗資源疏于收集和整理，就很容易使這些零散的實驗資源閑置起來，甚至遺失．

2 農(nóng)村中學(xué)物理實驗資源開發(fā)的基本策略

教師作為開發(fā)實驗資源的主人應(yīng)清楚的認(rèn)識到：城市中的很多東西，農(nóng)村沒有，這是不爭的事實；農(nóng)村中的很多東西，城市也沒有，這也是不爭的事實．任何可能的實驗資源，因地域、文化、學(xué)校、師生等各自的差異而各具特色，因而實驗資源具有獨特性的特點．在開發(fā)實驗資源的過程中，主要開發(fā)策略有3種.

2.1 從環(huán)境資源中開發(fā)

在農(nóng)村山區(qū)，一山一水、一沙一石、一草一木、一件生產(chǎn)工具、一件生活用品、天上飛的、地上走的、水里游的、樹上爬的，都是可待開發(fā)的實驗資源．在該過程中，筆者將環(huán)境資源分為地理位置、田間地頭、生活實際3個系列．

(1)結(jié)合所處的地理位置開發(fā)

以筆者所處的地區(qū)為例，山頂上的巨石看似搖搖欲墜，卻穩(wěn)如泰山，給人的視覺以極大的沖擊力，讓人感悟平衡之美，也可以讓學(xué)生討論物體的平衡條件．

小船在水中順流而下．通過小船及其運動，可以研究浮力的利用，可以學(xué)習(xí)阿基米德原理，可以研究能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律，可以學(xué)習(xí)能源的開發(fā)與利用，建立環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)發(fā)展觀．

用沙子自制沙漏計時器，既是一件玩具，又是一件物理儀器；一杯泥土、一片樹葉可以用來研究土質(zhì)和植物中的毛細(xì)現(xiàn)象．

(2)結(jié)合所在地區(qū)的田間地頭開發(fā)

在不同的季節(jié)，教師應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況，組織學(xué)生去農(nóng)戶家、田頭上進(jìn)行實地參觀、訪問，以便獲得更多的物理知識，加強物理知識與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的聯(lián)系．可以通過田間地頭的農(nóng)具、自然界的生物來開發(fā)實驗資源．

如麥子收割時，通過觀察聯(lián)合收割機和卡車間的運動，可以使學(xué)生認(rèn)識相對運動，通過麥糠和麥粒的分離，學(xué)生可以進(jìn)一步認(rèn)識影響動能大小的因素．

學(xué)生通過觀察犁的構(gòu)造，可以理解“力的分解”，同時可以對“尖劈”的物理原理及其作用有更深刻的了解．

蝸牛在緩慢爬行，通過蝸牛彎彎曲曲的爬行路線，可以使學(xué)生認(rèn)識位移與路程的區(qū)別，通過蝸牛時走時停的爬行方式，可以使學(xué)生進(jìn)一步理解瞬時速度與平均速度．

小昆蟲停留在水面上而不陷入水中．這一神奇的現(xiàn)象可以將我們帶入水的表面世界．學(xué)習(xí)了表面張力后，謎底就可以揭開了．掌握了其中的原理后，類似的實驗也可以由學(xué)生完成，如怎樣使一根鋼針或一枚硬幣浮在水面而不下沉等．

(3)結(jié)合生活實際開發(fā)

家庭、學(xué)校、社會都有大量學(xué)生感興趣的物理問題，物理實驗資源的開發(fā)一定要因地制宜，緊密結(jié)合身邊的生活實際使學(xué)生關(guān)心身邊的物理現(xiàn)象，善于從物理的角度來看待自然界中豐富多彩的現(xiàn)象，讓學(xué)生切實感受到物理廣泛應(yīng)用于生活及社會的各個領(lǐng)域．

教師應(yīng)選擇與學(xué)生生活聯(lián)系密切的素材用于教學(xué)．課堂教學(xué)中，教師可以選擇可樂瓶、易拉罐、飲料瓶、吸管、玩具等生活中常見的物品來做物理實驗．如在文獻(xiàn)[6]中談了利用日常生活用品做實驗的案例，其中用雞蛋做的實驗有“砸不爛的雞蛋”、燒瓶“吞吐”雞蛋、“10 s內(nèi)把雞蛋豎起來”等，其中巧妙的構(gòu)思、細(xì)致的觀察讓人拍案叫絕．

學(xué)生的課后作業(yè)也應(yīng)該因地制宜地引導(dǎo)學(xué)生收集周圍生活中實驗器材，如：小棒用于“壓強”實驗；乒乓球用于浮力實驗；廢氣球用于液體內(nèi)部壓強實驗；斷鋼鋸條用于演示力的大小與形變的關(guān)系、音調(diào)與頻率的關(guān)系等實驗；注射器用于“氣體液化”、“液體沸點從與壓強的關(guān)系”等實驗的探究，它還可以用作小量筒量取液體，替代滴管吸取液體．輸液瓶、礦泉水瓶等都可用于物理實驗．

此外，教師應(yīng)把一些與學(xué)生的生活密切相關(guān)的事物引入物理實驗課，增加學(xué)生對物理課的親切感．

如切菜時用菜刀，劈柴用斧頭，似乎人人皆知．然而，人們?yōu)槭裁床挥酶^切菜、用菜刀劈柴？是鋒利程度的原因？還是重量的原因？或是刀背厚度的原因？還是兼而有之？這是一個很有意義的力學(xué)問題，弄清了原因，也許學(xué)生可以設(shè)計出更省力的劈柴工具．

挑選瓷器時，有經(jīng)驗者在挑的時候有一個絕招，用食指在瓷器邊緣上輕輕敲擊,如發(fā)出清脆的罄一般的聲響,表明瓷器胚胎細(xì)膩、燒制好,如敲擊聲發(fā)啞,則燒制不好，還可能有裂縫．這實際上是根據(jù)聲音的音色不同來挑選的．

2.2 從資源中重組

在定性的實驗和精度要求不高的實驗當(dāng)中,利用日常生活用具就可進(jìn)行的物理實驗，應(yīng)該受到充分的重視．一方面是因為經(jīng)濟的原因，另一方面由于它們可以在實驗室之外的環(huán)境里(如家中或戶外)隨時進(jìn)行，從而為充分利用自然條件或社會環(huán)境中的物理教學(xué)資源提供了方便．在該過程中，筆者將資源重組分為“開發(fā)成新項目”、“改裝一些日常生活中的用品使之成為教學(xué)儀器”兩個系列．

(1)開發(fā)成新項目

讓學(xué)生制作模型、繪制掛圖、用簡陋材料制作教具、儀器．如用泥塊捏一些物理模型；用廢磁鐵塊、漆包線繞制的線框制作簡易的小電動機；利用廢舊材料、普通鐵皮和電線做一臺小電動機模型；用廢可樂罐做“針孔照相機”小玩具．通過這些小制作配合相應(yīng)的觀察活動，能使學(xué)生所學(xué)知識得到鞏固和深化，在制作中激發(fā)興趣，培養(yǎng)動手能力．

(2)改裝一些日常生活中的用品使之成為教學(xué)儀器

如“研究壓強與液體深度的關(guān)系”實驗中的平底試管，改用裝藥用的透明平底塑料管，因本身重量減輕，當(dāng)沙子重量改變相同的情況下，浸入液體的深度變化明顯，減小了認(rèn)讀困難和實驗誤差；再如用日光燈啟輝器改裝成“雙金屬片膨脹演示器”；用注射器改裝成“粗測大氣壓值”的儀器，用粗細(xì)不同兩個注射器(差別越大越好)改裝成“連通器”和“液壓機原理演示器”等，這些改裝不僅取材容易、方便經(jīng)濟，而且效果明顯．

2.3 儀器重組

儀器重組，即把兩種或兩種以上的器材組合起來，演示新的實驗．儀器巧妙重組可以創(chuàng)造性地設(shè)計小實驗，使學(xué)生真正理解物理概念，突破教學(xué)難點．

如用輸液時用過的葡萄糖溶液瓶、去掉金屬盒的壓強計、染了色的水組裝成如圖1所示的裝置，可以用來演示“改變物體內(nèi)能”實驗．操作如下：

(1)用布條摩擦葡萄糖瓶，過一會兒，U型管中的水柱出現(xiàn)了高度差．這說明通過做功可以使瓶中氣體的內(nèi)能增大．

(2)用雙手握住葡萄糖瓶(或?qū)⒂脺厮^的布條貼在瓶上)，過一會兒，U型管中的水柱出現(xiàn)了高度差．這說明通過熱傳遞可以使瓶中氣體的內(nèi)能增大．該實驗將內(nèi)能的變化巧妙地用壓強計水面的高度差顯示出來．

圖1 改變物體內(nèi)能的實驗

用該裝置演示實驗，水柱的高度差在短時間變化明顯，效果很好；而且這一裝置可以演示改變內(nèi)能的兩種方式，一舉兩得．

用乒乓球和可樂瓶組合可化解浮力教學(xué)中的難點．具體做法如下：將柔軟細(xì)線的一端用透明膠固定在乒乓球上，線的另一端固定在一個去了底的可樂瓶口(用瓶塞塞好)，開口的瓶底朝上.往可樂瓶中灌水，乒乓球浮在水中，此時系著乒乓球的線是豎直的，說明乒乓球受到水的浮力是豎直向上的．將可樂瓶傾斜，系乒乓球的線仍然是豎直的，說明乒乓球受到的浮力仍是豎直向上的．向不同方向傾斜可樂瓶，會看到線總是豎直，所以浮力方向“總是豎直向上”的．課后還可以布置學(xué)生回家找器材自制并進(jìn)行比賽，看誰材料選取得巧，實驗演示效果良好．

由上可見，在農(nóng)村中學(xué)儀器設(shè)備不足，實驗條件差的情況下，解決該問題主要靠教師自己．廣大農(nóng)村教師若能按照朱正元先生倡導(dǎo)的“壇壇罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實驗”的實驗思想，就地取材，選取日常生活中的一些物品做實驗器材，自制一些簡易的儀器或零件做實驗，就能使學(xué)生感到物理就在身邊，學(xué)習(xí)物理并不神秘．

參考文獻(xiàn)

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