對學校開展低成本物理實驗的建議

卓德才　盧紅春

【摘 要】 低成本物理實驗能培養(yǎng)學生的語言組織能力和解題規(guī)范習慣、提高設計實驗的能力和靈活性，進而提高發(fā)散思維能力。本文從實現(xiàn)對學生的素質教育為出發(fā)點，提出學校開展低成本物理實驗的必要性。

【關鍵詞】 素質教育；語言表達；規(guī)范；設計能力；靈活性

【中圖分類號】G62.23 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）18-00-01

素質教育的重點是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，為學生的終身學習構建堅實的基礎。這就要求教師在授課時必須堅持以學生為本，充分體現(xiàn)學生的主體地位，發(fā)揮學生的主觀能動性，做到師生之間的良性互動。在學生的學習中，不但讓學生熟練掌握書本中的知識，還要讓學生做到主動發(fā)現(xiàn)知識，使學生也成為真理或物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)者，而不是一個簡單接受知識的容器。為了體現(xiàn)素質教育的這一特點，在物理教學中，學校領導和物理教師要注重把低成本物理實驗引入課堂，通過低成本物理實驗和教材中已經設計好的實驗，讓學生發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律、深化理解物理規(guī)律。筆者根據多年的教學實踐，對低成本物理實驗在促進學生的物理學習、對學生全面素質的提高方面，對學校開展低成本物理實驗的必要性，提出以下理由。

一、通過低成本物理實驗，能提高學生的語言表達能力和規(guī)范解題的能力

物理學習是一種復雜的認知活動，如果教師仍舊拘泥于應試教育的思想框架下，只是簡單的關注講、練、考、評的重復，這種枯燥的教學過程會使學生在物理學習時味同嚼蠟，難以激發(fā)學生的學習熱情，學習的效果可想而知。如果教師積極的轉變教學的功利性思維，真正體現(xiàn)物理是一門實驗學科這一特點，創(chuàng)造條件盡可能的多用實驗把物理規(guī)律呈現(xiàn)出來，在這個過程中也讓學生設計、改進實驗，就會極大的激發(fā)學生的潛質，充分調動他們學習物理的積極性。在學生把它們的奇思妙想和同學交流探討時，為了準確表達自己的觀點和見解，學生必定會要盡量使用準確的語言表達實驗器材選取的依據、設計實驗每一步驟的意圖。通過一次次的交流，逐步做到用語規(guī)范、科學、準確、簡明，提高語言的嚴謹性和邏輯上的嚴密性，潛移默化中提高了學生的語言表達能力。

其次，在筆者看來，實驗的過程同樣等同于解題過程。解計算題有規(guī)范的步驟和套路，實驗也需要規(guī)范的實驗步驟，所以說實驗和解計算題有著異曲同工之處。只有學生多做實驗，才能通過逐漸的積累實驗，明確實驗的目的，會正確選擇實驗步驟把實驗完成。最終做到實驗步驟的規(guī)范有序，明確表達實驗的整個過程，自然而然的帶動了規(guī)范計算題步驟的能力。

二、通過低成本物理實驗，能開闊學生的思維，深化理解實驗原理，培養(yǎng)學生對實驗的設計的靈活性

實驗設計能力是較高水平的實驗能力，是學生進行創(chuàng)造活動必須具備的素質，通過學生小組自己設計實驗，統(tǒng)籌安排實驗的每一件器材，不僅能開闊學生的實驗設計思路，也幫助學生深化理解了實驗原理，提高了實驗設計能力。這種能力都可以通過低成本物理實驗來鍛煉。例如：在學生學習機械波時，為了說明“在波傳播時，波上振動的各質點并沒有隨波遷移，只是在各自的平衡位置附近振動”這一特點，有的學生從家里拿來了一根長軟繩，演示時，把繩伸直放于水平地面上，手持長繩的一端沿平行于水平地面的方向有規(guī)律的抖動，會發(fā)現(xiàn)繩上的各質點也跟著振動起來，很明顯繩子上的各點，并沒有隨著振動在繩上的傳播而遠離波源。這個實驗很明顯的向學生展示了“波上參與振動的質點并不隨波遷移”的物理規(guī)律。還有的學生受到電視舞蹈類節(jié)目的啟示，十幾個學生經過簡單的協(xié)作，手拉手一字排開。當某個學生感覺到其他學生用手向下拉他時就下蹲，當感覺到向上拉他時就起立。這個實驗，不但完成了上一個實驗中“振動的質點不隨波遷移”的規(guī)律，同時還觀察到沿波方向的質點振動時，是受到前面質點的帶動作用，并且離波源越遠的質點振動越滯后這一重要規(guī)律。像這樣的實驗可以說是隨手拈來，設計簡單明了，不必像教材中的實驗那樣有板有眼，給人一種刻板的印象，又能在學生的參與中獲取物理知識和規(guī)律，很好的激發(fā)了學生參與實驗的積極性和學習興趣。

三、低成本物理實驗有助于培養(yǎng)學生的發(fā)散思維能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，挖掘學生的潛能

對同一個問題用不同的方式解決，這就是發(fā)散思維的內涵。在進行物理實驗時，可根據實驗提供的實驗器材和信息，再結合學生實際的認知能力，從不同方面來尋求處理實驗的多種方法。受愛迪生用排水法測量電燈泡體積啟示，筆者向學生向學生提出一個問題：如何來粗測啤酒瓶的容積呢？經過一番思考，有的學生認為也可以用排水法，但馬上有學生提出質疑：因為玻璃瓶有一定厚度，在用排水法測量時，玻璃本身不可避免的會占有體積，故排水法因為誤差太大被排除。這時，有的學生打破常規(guī)，另辟蹊徑，于是就有了學生設計的另一個方案：學生找來一把刻度尺和一段軟線，先在瓶中裝入半瓶左右的水，用刻度尺測出水的高度，然后用軟線繞瓶子兩到三周，用刻度尺測出軟線的長度，估算出瓶子的外徑，進而根據瓶子的厚度估算出其內徑r，就可以計算出瓶子中水的體積V=；然后把瓶子倒立，再用刻度尺測出瓶子上面空氣柱的高度，于是瓶子的容積就可計算得出為：。再如：探究滑動摩擦力的大小與接觸面的關系時，有的學生準備了一條被切割過的地板磚廢料，有的準備了一塊用過的砂布。然后用一個木塊和另一個與木塊質量相同的鐵塊分別在桌面、地板磚、砂布上運動，對滑動摩擦力的大小與接觸面的關系有了非常清晰的認識。進一步筆者又引導學生拋出另一個問題讓學生思考：根據已有的經驗，請設計出幾個減小滑動摩擦力的措施，學生很快就可以給出令人滿意的答案?？傊?，在物理實驗中，通過不斷運用發(fā)散思維解決問題，拓寬了學生的思維范圍，從而使創(chuàng)造性思維能力得到發(fā)展，較好的體現(xiàn)了素質教育的要求。

除了以上提及的低成本物理實驗對學生發(fā)展的好處，另外還能提高學生的理解能力、推理能力、綜合分析能力，并且逼學生自己給自己提出問題、構建模型解決問題，使學生在實驗中熟練掌握多種科學方法，提高了學生應用知識、擴展知識的作用。

鑒于物理實驗、尤其是低成本物理實驗的種種好處，筆者建議各學校及物理教師從學生的長遠發(fā)展出發(fā)、從提高學生的綜合素質出發(fā)，重視物理實驗，讓物理實驗走進課堂，使學生得到主動發(fā)展，讓學生獲得直接體驗的過程，改變了物理課堂過于抽象化得現(xiàn)象。這正是素質教育提到的充分尊重學生的個性發(fā)展不可或缺的重要條件。如果生沒有堅實的物理實驗能力，那么學生物理能力的提高就成為無源之水、無本之末，就失去了發(fā)展的原動力，就可能破壞物理學科內在的邏輯性與整體性，學生就沒有得到物理學科的精髓，如果是這樣，我們所有的每一個教育者所犯的錯誤將是不可原諒的。

參考文獻：

1、《中學物理疑難實驗專題研究》，羅星凱，廣西師范大學

2、《新課程下中學物理實驗能力的培養(yǎng)》，鄭桂容、孟桂菊，高等函授學報

3、《高中物理探索性試驗教學》，徐利軍、胡銀泉，太原師范學院學報