經濟型物理實驗中的教育理念

　　摘 要： 物理實驗教學是中專物理教學的重要組成部分，實驗教學的效果直接關系到物理教學的效果，因此中專物理教學階段對實驗教學都比較重視。作者結合自身的教學實踐，對經濟型物理實驗思想認識和經濟物理實驗的教育價值進行了闡述。
　　關鍵詞： 中專經濟型物理實驗 思想認識 教育價值
　　
　　物理實驗教學是中專物理教學的重要組成部分，實驗教學的效果直接關系到物理教學的效果，因此中專物理教學階段對實驗教學都比較重視。我們不僅要重視對經濟型物理實驗的開發與應用，而且要重視在教育理念方面做深入研究，使經濟型實驗能更好地發揮探究性教學效果，進一步激發學生的學習興趣，促進學生的實驗和創新能力的發展，促使教師觀念轉變。
　　一、經濟型物理實驗思想認識
　　經濟型實驗是指用日常生活中容易得到的，便宜的甚至是廢舊的材料，自己加工成的結構比較簡單的實驗器材設備和科技作品等。使用身邊隨手可得的物品進行探究活動和各種物理實驗，可拉近物理學與生活的距離，讓學生深切地感受到科學的真實性，感受到科學的社會性，科學和日常生活的關系，不能把低成本實驗僅僅看做解決設備不足問題的權宜之計，應當重視在新課程理念下低成本實驗在探究學習過程的作用和價值。由于這些物品本來的用途并不是用來做物理實驗的，所以這種做法本身就是一種創新。設計巧妙的低成本實驗具有很好的實用性、新穎性和創新性。
　　經濟型物理實驗特點：
　　（1）經濟型實驗材料便宜和生活化。經濟型實驗材料來源于生活中的用品，隨手可得的廢舊物品，甚至廢棄物品，價值低廉的器材，這些材料易取得，成本低廉，甚至有些不用花錢。如：木條、紙張、鐵皮、塑料管、可樂瓶、氣球、一次性注射器、海綿、鐵釘、一次性杯子、玻璃杯、硬紙片、廢舊電器或電子元件，等等都可以作為很好的材料。
　　（2）經濟型實驗制作簡單。這些價值低廉的材料通過巧妙設計，能使裝置簡化。可先培養學生學會基本的鉗工，木工、玻璃加工、焊接技術。這樣學生就可以自己動手制作了。如：用木塊加工小車，用玻璃等制作連通器，利用豆漿杯和細長塑料管制作“帕斯卡裂桶”實驗，利用吸管紙杯制作溢水杯，設計控制電路，等等。這些實驗制作簡單、成本低，但技術含量不低。
　　（3）經濟型實驗激發興趣。經濟型實驗取材簡單，生動有趣，使學生樂于從這些常見的生活用品所發生的現象中探索物理本質，增加了對物理的親近感，低成本實驗材料處處可尋，實驗人人會做，現象往往出乎意料，從而引起學生追根求源的探索興趣和激情。例如：用漏斗向下吹乒乓球，球不會下落，反而上升。“砸不爛的雞蛋”，把雞蛋放在細沙上面，再依次壓上鐵塊磚塊，然后用錘子猛力將磚砸碎，這些雞蛋卻毫發不損。這些實驗現象反常，有利于啟發學生思維，激發學習興趣。
　　二、經濟型物理實驗的教育價值
　　經濟型實驗的教育理念體現在成本低而教育理念意義不低。用經濟型實驗可以促進學生自主學習、自主探究，也對教師的創新能力提出較高要求。對事物對低成本實驗的教育價值的研究，我做了如下一些探討。
　　1.有利于喚起學生探究的興趣和好奇心
　　興趣是最好的老師。學生學習的原動力主要來源于對事物的興趣和好奇心，學習過程應該是學生釋放興趣的過程，是好奇心不斷得到滿足的過程。這樣學習就會成為他們生活的主要組成部分，他們才會積極主動地參與學習。要喚起學生對物理學的興趣與好奇心，必須讓他們關注實際生產和生活，關心現代科技的發展，關注身邊事物的變化，因為學生對事物越熟悉，感性認識越豐富，容易產生親切感，而經濟型實驗由于它的材料來源于生活和生產的廢舊物品，經過改造后成為實驗器材和儀器，產生的現象和作用與原來不相同，更容易喚起興趣和好奇，促進自主和學習的欲望。例如：制作能夠滾上斜坡的“雙圓錐體”，用兩根鋼絲拉成一個“斜面”，在斜面底端放上一個“雙圓錐體”。當手松開時，奇怪的事情發生了，雙圓錐體竟從斜面的下方沿斜波向上爬，這是為什么？學生在物理實驗和生活中經常觀察到小球滾下斜、小車滾下斜坡，形成思維定勢，認為任何物體在斜面上都會沿斜面向下滑，然而這個反常實驗現象就會激發學習興趣，引起探究熱情和欲望。
　　2.有利于培養學生解決問題能力和創新能力
　　教學改革的主要目的是培養高素質的人才。實踐證明探究性教學對培養學生解決實際問題能力和創新能力有獨到之處。采用低成本實驗探究更能使學生在設計實驗過程中創造性地處理問題，從而不僅培養解決問題和創新能力，而且培養收集信息，交流合作等能力。例如：在進行《直流電動機》教學時，我讓學生自制一個簡易電動機模型。提供器材：一根1m的漆包線、一小磁鐵、兩根回形針和一塊泡沫及電源和導線。這個實驗要解決的關鍵問題是如何改進換向器？按照一般思路很可能設計出更復雜而不是簡化的電動機，啟發引導學生將線圈引線當轉軸使用，這樣省去了軸也省去了換向器，但是電流方向無法改變，為了解決這個問題，采用一端絕緣漆刮去，而一端只刮去一半絕緣漆采用斷續供電，只是在線圈轉動的半周期內輸入電流，另一半周期線圈末通過電流不受磁場力作用，但由于慣性線圈運動并不會停止。因此要想到這樣簡化方法。這個簡單的實驗方法其實很不簡單，“實驗的教育價值與實驗的復雜程度成反比”，這只能是創新思維的結果，經濟型實驗還是由于其簡化體現了創造性思維的成果，對培養學生解決問題能力和創新能力起著促進作用。
　　3.有利于掌握物理知識和提高科學素養
　　科學素養包括科學知識、科學思維、科學方法、科學態度和科學精神。以低成本探究實驗為平臺，能很好地掌握知識，提高學生的科學素養。采用經濟型實驗進行探究教學，使學生人人能參與動手實驗，其物理知識不再是教師講學生聽和記，而是學生自主建構發現知識。低成本實驗符合學生的心理特征，對探究教學認知有積極影響，對知識的來源及過程都會有積極的推動作用，不僅是記憶知識，學生對物理知識的理解和認識也更加全面。例如：“燒瓶吞吐雞蛋”實驗，去殼的熟雞蛋被燒瓶吞進去后“如何再弄出來”成為一個難題。我想既然可以利用大氣壓和密閉氣體的壓強差將雞蛋“吞”進燒瓶，同樣也可以利用壓強差將雞蛋“吐”出來。為了便于操作我用試管代替燒瓶，用鵪鶉蛋代替雞蛋，試管口略小于鵪鶉蛋直徑。將試管口朝下在酒精燈上加熱一會，將鵪鶉蛋放在試管口就會觀察到蛋被吸入，再用酒精燈給密閉氣體加熱，這時雞蛋又被“吐”出。這個實驗不僅制作簡單，現象生動，而且有利于提高學生的想象力和解決實際問題的能力，使學生經歷科學探究過程。
　　4.經濟型物理實驗有利于培養實踐意識
　　實踐的觀點和意識是科學素質的重要部分。因為經濟型實驗是一種有目的的理論聯系實際的學習活動，低成本實驗科學探究活動，可使學生認識到科學理論必須經過科學實驗檢驗，增強學生的科學實踐意識。活動中，學生要自己動手制作實驗器材，又要自主進行實驗探究活動。例如，水火箭制作：用一個廢汽水瓶下方側面粘貼塑料片制成尾翼，用一個合適的橡皮塞鉆孔后安裝上自行車的氣門芯，就制成了水火箭。將水火箭靠在支架豎放，里面裝入約1/4瓶的水，用自行車的打氣筒通過氣門芯向汽水瓶中壓入空氣，當氣打到一定程度時，水火箭一下子便騰空而起十幾米高。水火箭的原理與現代真的火箭都是利用反沖原理。這使學生能夠有效地體驗理論和實踐的關系，所以它是培養學生實踐意識的不可缺少的重要途徑。
　　5.經濟型物理實驗有助于開展STS教育
　　STS是一門研究科學、技術和社會相互關系的學科。將STS的思想內容融入到基礎科學教育之中，即科學教育中增加了人文色彩。這就是STS教育。選擇與學生生活聯系密切的物理素材有助于教學。例如使用可樂瓶、易拉罐、飲料吸管、泡沫墊等生活中的廢棄物品來做物理低成本實驗，既化廢為寶，體現環保，又拉近物理學與生活的距離，讓學生深切地感受到科學的真實性，感受到科學和生活、科學和社會的關系。對于與現實生活、社會發展聯系很緊密的物理科學來說，用身邊的事物來做低成本物理實驗，去解釋和總結物理規律，學生聽起來熟悉，接受起來也很容易。例如：用天平和量筒測量長江水中的含沙量，根據連通器、壓強、浮力知識制作船閘模型等STS教育實例。不斷發掘有利于物理教學和STS教育的低成本實驗，將會豐富我們的課堂教學。
　　6.經濟型物理實驗有利于提高教師素質
　　經濟實驗開展對參與教學的教師在教學理念上更加開放，其教學方法不再單一，而是多元化的課堂。在這樣的教學理念下，教師只有不斷改進教學方法才能適應課堂教學。利用經濟實驗進行教學對教師的業務素質要求較高，不僅自己要動手參與設計和制作，而且要指導和幫助學生進行設計和制作。不僅要有專業知識，而且要有一定的動手能力。這樣教師自然會自覺加強對專業知識的學習和專業素質的提高。
　　總之經濟型實驗是現代物理教育改革的一個方向，物理教學只有通過不斷開發新的教學資源，才會使教學技術和理論不斷向前發展，才能培養出更多創新人才，經濟型實驗的確是一個可開發的教學資源領域。
　　
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