對(duì)學(xué)校開(kāi)展低成本物理實(shí)驗(yàn)的建議

卓德才　盧紅春

【摘 要】 低成本物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生的語(yǔ)言組織能力和解題規(guī)范習(xí)慣、提高設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力和靈活性，進(jìn)而提高發(fā)散思維能力。本文從實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的素質(zhì)教育為出發(fā)點(diǎn)，提出學(xué)校開(kāi)展低成本物理實(shí)驗(yàn)的必要性。

【關(guān)鍵詞】 素質(zhì)教育；語(yǔ)言表達(dá)；規(guī)范；設(shè)計(jì)能力；靈活性

【中圖分類號(hào)】G62.23 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）18-00-01

素質(zhì)教育的重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)構(gòu)建堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這就要求教師在授課時(shí)必須堅(jiān)持以學(xué)生為本，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，做到師生之間的良性互動(dòng)。在學(xué)生的學(xué)習(xí)中，不但讓學(xué)生熟練掌握書(shū)本中的知識(shí)，還要讓學(xué)生做到主動(dòng)發(fā)現(xiàn)知識(shí)，使學(xué)生也成為真理或物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)者，而不是一個(gè)簡(jiǎn)單接受知識(shí)的容器。為了體現(xiàn)素質(zhì)教育的這一特點(diǎn)，在物理教學(xué)中，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和物理教師要注重把低成本物理實(shí)驗(yàn)引入課堂，通過(guò)低成本物理實(shí)驗(yàn)和教材中已經(jīng)設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律、深化理解物理規(guī)律。筆者根據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)低成本物理實(shí)驗(yàn)在促進(jìn)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)、對(duì)學(xué)生全面素質(zhì)的提高方面，對(duì)學(xué)校開(kāi)展低成本物理實(shí)驗(yàn)的必要性，提出以下理由。

一、通過(guò)低成本物理實(shí)驗(yàn)，能提高學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力和規(guī)范解題的能力

物理學(xué)習(xí)是一種復(fù)雜的認(rèn)知活動(dòng)，如果教師仍舊拘泥于應(yīng)試教育的思想框架下，只是簡(jiǎn)單的關(guān)注講、練、考、評(píng)的重復(fù)，這種枯燥的教學(xué)過(guò)程會(huì)使學(xué)生在物理學(xué)習(xí)時(shí)味同嚼蠟，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，學(xué)習(xí)的效果可想而知。如果教師積極的轉(zhuǎn)變教學(xué)的功利性思維，真正體現(xiàn)物理是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科這一特點(diǎn)，創(chuàng)造條件盡可能的多用實(shí)驗(yàn)把物理規(guī)律呈現(xiàn)出來(lái)，在這個(gè)過(guò)程中也讓學(xué)生設(shè)計(jì)、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，就會(huì)極大的激發(fā)學(xué)生的潛質(zhì)，充分調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)物理的積極性。在學(xué)生把它們的奇思妙想和同學(xué)交流探討時(shí)，為了準(zhǔn)確表達(dá)自己的觀點(diǎn)和見(jiàn)解，學(xué)生必定會(huì)要盡量使用準(zhǔn)確的語(yǔ)言表達(dá)實(shí)驗(yàn)器材選取的依據(jù)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)每一步驟的意圖。通過(guò)一次次的交流，逐步做到用語(yǔ)規(guī)范、科學(xué)、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)明，提高語(yǔ)言的嚴(yán)謹(jǐn)性和邏輯上的嚴(yán)密性，潛移默化中提高了學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力。

其次，在筆者看來(lái)，實(shí)驗(yàn)的過(guò)程同樣等同于解題過(guò)程。解計(jì)算題有規(guī)范的步驟和套路，實(shí)驗(yàn)也需要規(guī)范的實(shí)驗(yàn)步驟，所以說(shuō)實(shí)驗(yàn)和解計(jì)算題有著異曲同工之處。只有學(xué)生多做實(shí)驗(yàn)，才能通過(guò)逐漸的積累實(shí)驗(yàn)，明確實(shí)驗(yàn)的目的，會(huì)正確選擇實(shí)驗(yàn)步驟把實(shí)驗(yàn)完成。最終做到實(shí)驗(yàn)步驟的規(guī)范有序，明確表達(dá)實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程，自然而然的帶動(dòng)了規(guī)范計(jì)算題步驟的能力。

二、通過(guò)低成本物理實(shí)驗(yàn)，能開(kāi)闊學(xué)生的思維，深化理解實(shí)驗(yàn)原理，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)的靈活性

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力是較高水平的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，是學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造活動(dòng)必須具備的素質(zhì)，通過(guò)學(xué)生小組自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，統(tǒng)籌安排實(shí)驗(yàn)的每一件器材，不僅能開(kāi)闊學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，也幫助學(xué)生深化理解了實(shí)驗(yàn)原理，提高了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。這種能力都可以通過(guò)低成本物理實(shí)驗(yàn)來(lái)鍛煉。例如：在學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械波時(shí)，為了說(shuō)明“在波傳播時(shí)，波上振動(dòng)的各質(zhì)點(diǎn)并沒(méi)有隨波遷移，只是在各自的平衡位置附近振動(dòng)”這一特點(diǎn)，有的學(xué)生從家里拿來(lái)了一根長(zhǎng)軟繩，演示時(shí)，把繩伸直放于水平地面上，手持長(zhǎng)繩的一端沿平行于水平地面的方向有規(guī)律的抖動(dòng)，會(huì)發(fā)現(xiàn)繩上的各質(zhì)點(diǎn)也跟著振動(dòng)起來(lái)，很明顯繩子上的各點(diǎn)，并沒(méi)有隨著振動(dòng)在繩上的傳播而遠(yuǎn)離波源。這個(gè)實(shí)驗(yàn)很明顯的向?qū)W生展示了“波上參與振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移”的物理規(guī)律。還有的學(xué)生受到電視舞蹈類節(jié)目的啟示，十幾個(gè)學(xué)生經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的協(xié)作，手拉手一字排開(kāi)。當(dāng)某個(gè)學(xué)生感覺(jué)到其他學(xué)生用手向下拉他時(shí)就下蹲，當(dāng)感覺(jué)到向上拉他時(shí)就起立。這個(gè)實(shí)驗(yàn)，不但完成了上一個(gè)實(shí)驗(yàn)中“振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移”的規(guī)律，同時(shí)還觀察到沿波方向的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)，是受到前面質(zhì)點(diǎn)的帶動(dòng)作用，并且離波源越遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)越滯后這一重要規(guī)律。像這樣的實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)是隨手拈來(lái)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單明了，不必像教材中的實(shí)驗(yàn)?zāi)菢佑邪逵醒?，給人一種刻板的印象，又能在學(xué)生的參與中獲取物理知識(shí)和規(guī)律，很好的激發(fā)了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性和學(xué)習(xí)興趣。

三、低成本物理實(shí)驗(yàn)有助于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，挖掘?qū)W生的潛能

對(duì)同一個(gè)問(wèn)題用不同的方式解決，這就是發(fā)散思維的內(nèi)涵。在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)提供的實(shí)驗(yàn)器材和信息，再結(jié)合學(xué)生實(shí)際的認(rèn)知能力，從不同方面來(lái)尋求處理實(shí)驗(yàn)的多種方法。受愛(ài)迪生用排水法測(cè)量電燈泡體積啟示，筆者向?qū)W生向?qū)W生提出一個(gè)問(wèn)題：如何來(lái)粗測(cè)啤酒瓶的容積呢？經(jīng)過(guò)一番思考，有的學(xué)生認(rèn)為也可以用排水法，但馬上有學(xué)生提出質(zhì)疑：因?yàn)椴Ａ坑幸欢ê穸龋谟门潘y(cè)量時(shí)，玻璃本身不可避免的會(huì)占有體積，故排水法因?yàn)檎`差太大被排除。這時(shí)，有的學(xué)生打破常規(guī)，另辟蹊徑，于是就有了學(xué)生設(shè)計(jì)的另一個(gè)方案：學(xué)生找來(lái)一把刻度尺和一段軟線，先在瓶中裝入半瓶左右的水，用刻度尺測(cè)出水的高度，然后用軟線繞瓶子兩到三周，用刻度尺測(cè)出軟線的長(zhǎng)度，估算出瓶子的外徑，進(jìn)而根據(jù)瓶子的厚度估算出其內(nèi)徑r，就可以計(jì)算出瓶子中水的體積V=；然后把瓶子倒立，再用刻度尺測(cè)出瓶子上面空氣柱的高度，于是瓶子的容積就可計(jì)算得出為：。再如：探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的關(guān)系時(shí)，有的學(xué)生準(zhǔn)備了一條被切割過(guò)的地板磚廢料，有的準(zhǔn)備了一塊用過(guò)的砂布。然后用一個(gè)木塊和另一個(gè)與木塊質(zhì)量相同的鐵塊分別在桌面、地板磚、砂布上運(yùn)動(dòng)，對(duì)滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的關(guān)系有了非常清晰的認(rèn)識(shí)。進(jìn)一步筆者又引導(dǎo)學(xué)生拋出另一個(gè)問(wèn)題讓學(xué)生思考：根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出幾個(gè)減小滑動(dòng)摩擦力的措施，學(xué)生很快就可以給出令人滿意的答案?？傊?，在物理實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)不斷運(yùn)用發(fā)散思維解決問(wèn)題，拓寬了學(xué)生的思維范圍，從而使創(chuàng)造性思維能力得到發(fā)展，較好的體現(xiàn)了素質(zhì)教育的要求。

除了以上提及的低成本物理實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生發(fā)展的好處，另外還能提高學(xué)生的理解能力、推理能力、綜合分析能力，并且逼學(xué)生自己給自己提出問(wèn)題、構(gòu)建模型解決問(wèn)題，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中熟練掌握多種科學(xué)方法，提高了學(xué)生應(yīng)用知識(shí)、擴(kuò)展知識(shí)的作用。

鑒于物理實(shí)驗(yàn)、尤其是低成本物理實(shí)驗(yàn)的種種好處，筆者建議各學(xué)校及物理教師從學(xué)生的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展出發(fā)、從提高學(xué)生的綜合素質(zhì)出發(fā)，重視物理實(shí)驗(yàn)，讓物理實(shí)驗(yàn)走進(jìn)課堂，使學(xué)生得到主動(dòng)發(fā)展，讓學(xué)生獲得直接體驗(yàn)的過(guò)程，改變了物理課堂過(guò)于抽象化得現(xiàn)象。這正是素質(zhì)教育提到的充分尊重學(xué)生的個(gè)性發(fā)展不可或缺的重要條件。如果生沒(méi)有堅(jiān)實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，那么學(xué)生物理能力的提高就成為無(wú)源之水、無(wú)本之末，就失去了發(fā)展的原動(dòng)力，就可能破壞物理學(xué)科內(nèi)在的邏輯性與整體性，學(xué)生就沒(méi)有得到物理學(xué)科的精髓，如果是這樣，我們所有的每一個(gè)教育者所犯的錯(cuò)誤將是不可原諒的。

參考文獻(xiàn)：

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