利用生活資源開展物理創(chuàng)新實驗的探索

陶行知教育思想的核心是“生活教育理論”，強調(diào)最好的教育就是“從生活中學習”。物理學又是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，實驗是建立物理概念、探索物理規(guī)律、認識物理世界最基本的手段和重要方法。充分利用生活中的各種資源，開展實驗活動，可以將生活與實驗緊密結(jié)合，有利于激發(fā)學生科學探究的樂趣，發(fā)展探究能力，形成物理觀念，養(yǎng)成勇于創(chuàng)新的科學精神，培養(yǎng)物理學科的核心素養(yǎng)。

一、概念解釋

學生物理創(chuàng)新實驗不同于一般的學生實驗活動。它是一種由學生利用生活中的物品、儀器等資源，自主提出問題、自主創(chuàng)新設(shè)計、自主分析總結(jié)的探究實驗活動。它是學生基于生活實際，從生活中選取實驗資源，利用課堂內(nèi)外的時間，自主開展的實驗活動。學生對課堂實驗進行改進，設(shè)計出現(xiàn)象更明顯、操作更簡潔的實驗方案；聯(lián)系生活實際，開展生活小制作，改良生活中的用具等都是學生創(chuàng)新實驗活動的重要內(nèi)容。

二、實施學生創(chuàng)新實驗活動的主要途徑

1.在課堂實驗中實施。

課堂實驗是物理實驗的重要組成部分，由于實驗器材、實驗設(shè)計等原因，很多實驗存在現(xiàn)象不明顯、可見度不高的情況，因此讓學生利用生活資源對課堂實驗進行改進是實施學生創(chuàng)新實驗的一條有效途徑。例如，關(guān)于探究“二力平衡的條件”的實驗，蘇科版初中物理教材的實驗中兩滑輪間距離較短，當物體受力不平衡做加速運動時由于距離短，速度快，觀察效果較差。在教學時可以引導學生對實驗器材進行了改進，采用長木板固定滑輪組，擴大了物體受力不平衡時加速運動的空間，延長了觀察時間，便于更充分地觀察和分析。

2.在課外實踐活動中實施。

由于課堂教學時間和空間等方面的限制，學生在課堂上進行實驗往往不夠充分，在課外開展實驗活動則沒有時間、空間的限制。課外實踐活動中的創(chuàng)新實驗從內(nèi)容選擇上可分成體驗驗證類、探究規(guī)律類、測量類和自制工具類等不同類型。

常見的體驗驗證類實驗有制造“人工造霧”“人工彩虹”等。此類實驗要求學生在體驗物理現(xiàn)象的基礎(chǔ)上創(chuàng)造性的進行思考和設(shè)計，能有效發(fā)揮出學生的創(chuàng)造力和智慧。

常見的探究規(guī)律實驗有探究水果電池的電壓與水果種類、電極板間的距離、插入的深度之間的關(guān)系；用微風吊扇、發(fā)光二極管等材料研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象等。這類實驗需要學生掌握科學探究的方法，自覺運用控制變量法、轉(zhuǎn)換法等進行科學探究活動，自主搜集證據(jù)歸納出科學的結(jié)論，這在培養(yǎng)學生獨立思考、科學推理等創(chuàng)造能力上大有裨益。

常見的測量類實驗有測量人對地面的壓強、紙錐下落的速度、水的比熱容等。此類實驗測量原理簡單，但為了使測量出的實驗數(shù)據(jù)更為準確，學生需要開動腦筋，改進測量方法，全面細致考慮減少誤差的辦法，對學生思維、計算等方面綜合能力的培養(yǎng)作用巨大。

常見的制作類實驗有制作潛望鏡、密度計、浮沉子、電磁繼電器、水火箭等。此類實驗需要學生具備較高的設(shè)計能力、動手操作能力。在將所學的物理知識運用到實際問題中，學生會遇到很多的挑戰(zhàn)。而正是經(jīng)歷了這樣的過程，學生科學精神等核心素養(yǎng)才能逐漸形成。

3.在課外實驗項目過程中實施。

學生個體的創(chuàng)新實驗活動是單一的、局限的，組建學生創(chuàng)新實驗活動興趣小組，可以發(fā)揮集體的智慧和力量，更全面、綜合地考慮問題，共同解決遇到的困難，培養(yǎng)學生的協(xié)作精神。此類創(chuàng)新實驗活動是學生基于對生活中存在的問題的觀察，提出有價值的課題開展調(diào)查研究，并自行提出優(yōu)化解決的方案，通常以項目研究的形式進行。例如，針對節(jié)能環(huán)保情況的調(diào)查，學生需要首先對項目進行分組（如分成家用、工廠、交通用電節(jié)能等小項目）進行研究，然后制訂研究計劃，進行走訪調(diào)查搜集有關(guān)的數(shù)據(jù)，再運用所學知識進行分析，提出改進辦法和節(jié)能方案建議，最終形成報告。學生在這樣的項目研究的過程中需要走進社會，了解社會，學會與人交往的技巧，需要與組內(nèi)成員分工協(xié)作，同時還需要綜合運用所學的知識，思考解決方案，創(chuàng)造地解決問題。

三、實施學生創(chuàng)新活動的優(yōu)化策略

開展學生創(chuàng)新實驗活動，在促進學生增強學習興趣，培養(yǎng)動手動腦能力，培育物理學科的核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力等方面作用巨大。那么，如何才能有效實施學生創(chuàng)新實驗活動，并取得較好的效果呢？在實施過程中，我們還需要做好以下幾點：

1.激發(fā)學生自主實驗的積極性。

興趣是最好的老師，當學生對實驗活動充滿了興趣，則可以長久的保持實驗的熱情。在實施的過程中，教師可以采用競賽、作品展示、評比等形式和多種手段激發(fā)學生自主實驗的積極性和主動性，以使學生能長時間保持實驗活動的興趣。

2.強化實驗方法的培訓與指導。

學生是創(chuàng)新實驗活動的實踐者，他們只有掌握了一定的科學探究的方法和設(shè)計方案、動手實踐、收集證據(jù)等能力，才能在自主的實驗過程中取得良好的效果。教師需要在日常的教學中加強對學生的培訓、學習與指導。教師可以采取在課堂教學中滲透、舉行專題培訓等方式對學生進行指導，以使學生具備一定的科學探究的素養(yǎng)和能力。

3.構(gòu)建相互協(xié)作的實驗小組。

讓學生根據(jù)個人興趣、性格、居住地等自由組合，組成合作小組，這樣可以利用集體智慧解決問題，又可以培養(yǎng)學生的合作精神，同時也可以達到相互監(jiān)督，相互促進的效果。

4.豐富學生的評價與成果展示方式。

科學合理的評價激勵機制和豐富的成果展示方式，能讓學生獲得成功的體驗，推動學生自覺進行創(chuàng)新實驗活動。可以讓學生以現(xiàn)場操作、作品展示、播放視頻資料和圖片、開展小論文、調(diào)查報告、手抄報評比等形式進行展示交流，對表現(xiàn)優(yōu)異的學生可以頒發(fā)獎狀獎品。評價可以擴大到年級、學校等層面，還可以向家長發(fā)放嘉獎令，通過家校合力更好地激發(fā)學生的積極性。