設(shè)計(jì)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)，提升物理素養(yǎng)

汪蘭平●

江蘇省海門市四甲中學(xué)(226141)

設(shè)計(jì)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)，提升物理素養(yǎng)

汪蘭平●

江蘇省海門市四甲中學(xué)(226141)

開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)徹底打破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的限制，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)到實(shí)驗(yàn)方法再到實(shí)驗(yàn)過(guò)程都充滿了較大的開(kāi)放性和不確定性.本文主要從以下幾個(gè)方面入手來(lái)培養(yǎng)學(xué)生們的開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)意識(shí)，鍛煉其動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力：立足生活，強(qiáng)化應(yīng)用；就地取材，廢物利用；二次設(shè)計(jì)，另辟蹊徑；改進(jìn)裝置，不斷完善.在這種教學(xué)模式下學(xué)生們的物理素養(yǎng)會(huì)得到全面提升，有助于其成長(zhǎng)為全方面發(fā)展的人才.

開(kāi)放實(shí)驗(yàn);物理素養(yǎng);立足生活;就地取材

開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)是一種極其新穎的實(shí)驗(yàn)類型，它徹底打破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的拘泥于課本拘泥于形式的限制，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)到實(shí)驗(yàn)方法再到實(shí)驗(yàn)過(guò)程都充滿了較大的開(kāi)放性和不確定性.與此同時(shí)它也對(duì)學(xué)生們的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力提出了更高的要求.

一、立足生活、強(qiáng)化應(yīng)用

物理是一門來(lái)源于生活的學(xué)科，許多偉大的物理學(xué)家們都是就生活中的某些物理現(xiàn)象進(jìn)行深入思考，然后進(jìn)行探索和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證進(jìn)而總結(jié)出的物理規(guī)律.

二、就地取材、廢物利用

其實(shí)，很多學(xué)生都會(huì)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)就是在實(shí)驗(yàn)室里按照老師的要求和實(shí)驗(yàn)書的步驟按部就班的一步步的做下去，其實(shí)不然，生活中處處都是實(shí)驗(yàn)，“廢物都是放錯(cuò)了地方的資源”，要讓學(xué)生們學(xué)會(huì)就地取材，將廢物有效利用.

比如在教學(xué)物理《楞次定律》這一章節(jié)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的趣味性和簡(jiǎn)潔性，同時(shí)也是為了能夠有效的進(jìn)行廢舊物品的回收和利用，我們用易拉罐、吸管和廢燈泡等對(duì)該實(shí)驗(yàn)的規(guī)律進(jìn)行了驗(yàn)證.我們首先將易拉罐剪成兩個(gè)鋁圈并將其中一個(gè)鋁圈剪斷，接下來(lái)我們將兩個(gè)鋁圈用膠帶粘在吸管上，再將這根吸管放在廢燈泡上，這樣再加上一塊強(qiáng)磁鐵我們就可以進(jìn)行楞次定律的實(shí)驗(yàn)了，事實(shí)證明相比于實(shí)驗(yàn)室中儀器裝置，這種實(shí)驗(yàn)裝置說(shuō)的通俗一點(diǎn)就是更接地氣、更容易激發(fā)起學(xué)生的興趣，學(xué)生們通過(guò)自己尋找材料、動(dòng)手制作和進(jìn)行驗(yàn)證這整個(gè)過(guò)程，都能夠得出楞次定律“來(lái)拒去留”的規(guī)律，更重要的是，我們?cè)趯W(xué)到知識(shí)的同時(shí)也有效的將廢舊物品二次利用，為建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)做出了自己應(yīng)有的貢獻(xiàn).

三、二次設(shè)計(jì)、另辟蹊徑

在教學(xué)過(guò)程中，有時(shí)可能會(huì)發(fā)現(xiàn)有些實(shí)驗(yàn)雖然是經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，但是由于學(xué)生們對(duì)器材等不是很熟悉所以導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的趣味性降低學(xué)生們的積極性也不高，所以這就需要我們另辟蹊徑，重新設(shè)計(jì)更加新穎的實(shí)驗(yàn)，以此來(lái)讓學(xué)生們積極地參與到實(shí)驗(yàn)中來(lái).

熟悉物理的人都知道，高中物理力學(xué)這一模塊最常見(jiàn)的模型便是斜面模型，我們高中階段的很多經(jīng)典實(shí)驗(yàn)也都需要借助于此模型，所以很多學(xué)生在接觸多了之后就感覺(jué)失去了趣味性，在做實(shí)驗(yàn)時(shí)氣氛十分沉悶，所以我決定另辟蹊徑，徹底打破這一模型設(shè)計(jì)一個(gè)全新的實(shí)驗(yàn).我讓學(xué)生們利用生活中非常常見(jiàn)的砂粒來(lái)代替斜面，再加上卷尺等輔助器材去估測(cè)出沙粒間的動(dòng)摩擦因數(shù).這種全新的實(shí)驗(yàn)充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生們的積極性和創(chuàng)造性，課堂氣氛更是變得異常活躍.學(xué)生們將沙粒堆成一個(gè)圓錐體，并不斷將其增高，直到表面上的沙粒馬上將要開(kāi)始滑動(dòng)為止，這樣隔離出的表面上的任何一個(gè)沙粒都相當(dāng)于一個(gè)滑塊模型，通過(guò)受力分析：mgsinα=μmgcosα便可以得出μ=tanα這個(gè)結(jié)論，之后便將問(wèn)題轉(zhuǎn)化成了求沙堆傾角α的問(wèn)題了，這個(gè)問(wèn)題也在學(xué)生們的認(rèn)真思考下解決了，通過(guò)用卷尺測(cè)量沙堆的高和周長(zhǎng)便可以很容易的就得出α的大小了.

四、改進(jìn)裝置、不斷完善

對(duì)于有些物理實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，由于其成立的條件較為苛刻，比如需要在真空中進(jìn)行，或是需要速度嚴(yán)格一致等，我們?cè)谡?shí)驗(yàn)條件下實(shí)現(xiàn)起來(lái)可能會(huì)有困難，所以在這個(gè)時(shí)候就需要我們對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)進(jìn)行改善，以便達(dá)到更好的實(shí)驗(yàn)效果.

比如在教學(xué)牛頓管這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)條件下我們不能嚴(yán)格保證鐵片和羽毛同時(shí)下落，所以我在教學(xué)這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改善，我將玻璃管的頂端安裝上一個(gè)可以自由取放磁體的裝置，然后底端安裝上了一個(gè)抽氣裝置，然后我們需要在羽毛上粘上微小鐵屑.這樣一個(gè)改進(jìn)后的牛頓管的實(shí)驗(yàn)裝置就誕生了.這種新的實(shí)驗(yàn)裝置不僅可以控制下落時(shí)間，嚴(yán)格保證鐵片和羽毛同時(shí)下落，更可以觀察在真空和空氣這兩種條件下下落情況的對(duì)比.通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置我們可以清楚地得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在真空條件下兩者同時(shí)下落,在空氣中鐵片先下落.除此之外，我們還可以將實(shí)驗(yàn)器材做一些微小的改動(dòng)以使得實(shí)驗(yàn)效果更佳明顯，比如我們可以將羽毛和鐵片都染成不同的醒目的顏色，這樣不僅能夠克服玻璃管反光的效果，還可以使實(shí)驗(yàn)效果更佳明顯.

我們都知道，物理是一門基于實(shí)驗(yàn)的學(xué)科，所以我們?cè)诮虒W(xué)時(shí)必須給予這一部分足夠的重視.然而我們不能只在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下只為學(xué)生們演示課本中的實(shí)驗(yàn)，我們需要有意識(shí)的培養(yǎng)學(xué)生們的開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)思維，激發(fā)他們的創(chuàng)造性，使他們能夠?qū)⑷缁鸬臒崆橥度氲轿锢韺?shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)中，只有這樣學(xué)生們的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力才會(huì)有質(zhì)的飛躍，學(xué)生們的物理素養(yǎng)才會(huì)提升至一個(gè)全新的高度.

[1]陳鵬.高中物理實(shí)驗(yàn)開(kāi)放式教學(xué)研究[J].吉林教育，2010(07).

[2]王吉科. 高中物理實(shí)驗(yàn)課開(kāi)放式教學(xué)模式的探索 [J].湖南中學(xué)物理，2013(08).

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1008-0333(2016)34-0076-01