“非常規”實驗 “真創客”培養

柴文平

摘? ? 要：“非常規”物理實驗能夠更好、更快地培養學生的創客思維與精神。比如在實驗材料準備中進行大膽、豐富、合理的創新，在實驗操作過程中設計有序、有趣、有效的實驗步驟，在實驗報告撰寫中手腦并用，驗證設想、驗證假設。

關鍵詞：非常規實驗;創客理念;實驗過程

“非常規”物理實驗，是相對于常規物理實驗而言的一種物理實驗。與常規物理實驗相比，“非常規”物理實驗的實驗材料均來自于多姿多彩的現實生活;“非常規”物理實驗的操作步驟也不是約定俗成、按部就班的，而是具有更多的自主性、靈活性，具有更大的創新空間;“非常規”物理實驗的實驗報告，并不是單一的，而是多元的、豐富的。

正因為如此，“非常規”物理實驗在培養學生的動手能力、創新能力以及發散思維能力等方面，都有著舉足輕重的作用。而這又與“做中學”“做中創”的創客理念不謀而合。或者說，依托“非常規”物理實驗，教師不僅可以引領學生深入淺出地探究物理知識，還可以卓有成效地培養學生的創客精神。無論是在“非常規”物理實驗材料準備過程中，還是在“非常規”物理實驗操作過程中，或是在“非常規”物理實驗報告撰寫過程中，教師都可以有的放矢、潛移默化地培養學生的創客精神。

一、在“非常規”實驗材料準備中，培養“真創客”

與常規物理實驗不同，“非常規”物理實驗并沒有現成的實驗材料，所有的實驗材料，都需要學生著眼于異彩紛呈的生活，在生活中自主尋找、自己準備。因為是“非常規”實驗，所以教師完全沒有必要明確告訴學生需要準備哪些實驗材料，而應該完全“放手”，讓學生圍繞實驗目標，結合實際生活，根據實驗需求，自主尋找、發現、搜集、準備相關的實驗材料。事實上，當學生在自主準備“非常規”物理實驗的各種實驗材料時，他們也在持續不斷地運用物理知識，不知不覺地發展思維能力。盡管是同一主題的“非常規”物理實驗，但不同的學生往往會因為思考的角度不同，而選擇使用不同的實驗材料。如此，創客的精神也就融入到了“非常規”物理實驗材料準備過程之中。

以教學“小孔成像”和“照相機的調節”等內容為例，教師可以為學生搭建一個設計、操作“非常規”物理實驗的舞臺。在該“非常規”物理實驗的材料準備環節，教師無需告訴學生應該準備哪些實驗材料，而應該“放手”讓學生自己去尋找、去發現、去準備。于是，宣傳彩頁的卡紙、寬窄不同的雙面膠、臨摹字帖中的半透明紙、形形色色的包裝盒、大小不一的凸透鏡等，都會成為學生開展“非常規”物理實驗的“非常規”實驗材料。歸因于學生大膽、豐富、合理的創新，所以“非常規”物理實驗材料變得越來越豐富。與此同時，這些豐富的、多元的“非常規”物理實驗材料，也能夠為“非常規”物理實驗的順利開展奠定堅實的基礎。

顯而易見，在教師的鼓勵、啟迪與點撥之下，學生聚焦多姿多彩的現實生活，搜集、挑選、準備“非常規”物理實驗材料的過程，是孕育他們創新思維能力的一個過程，也是培養“真創客”的一個過程。

二、在“非常規”實驗操作過程中，培養“真創客”

與常規的演示實驗和常規的自主實驗不同，“非常規”物理實驗，并沒有固定的操作步驟，也沒有既定的實驗步驟。但這并不是說，“非常規”物理實驗是雜亂無序，是“眉毛胡子一把抓”。相反，“非常規”物理實驗，必須是井然有序、步驟清晰。正因為“非常規”物理實驗沒有固定的操作步驟，沒有既定的實驗步驟，所以教師一定要鼓勵、指導學生圍繞“非常規”物理實驗的實驗目的、實驗材料、實驗環境以及實驗方法等，精心設計操作步驟、實驗步驟。如此一來，學生就可以依據自己的已有認知，結合“非常規”實驗的特點，潛心設計實驗的步驟，學生操作“非常規”物理實驗的過程也就會變得更加有序、有趣、有效。

例如，在教學“浮力”這部分內容時，為了讓學生精準理解潛水艇上浮與下沉的原理， 筆者要求學生依據“浮力知識”，充分發揮自身想象能力，利用一些“非常規”物理實驗材料，設計并操作一次“非常規”物理實驗，據此驗證潛水艇上浮與下沉的基本原理。基于這些要求，某學生用廢舊塑料飲料瓶（500-1000 mL，透明有蓋）、口服液小瓶和注射器等，設計了一個“會聽話的小瓶”，并潛心設計了實驗步驟，大致如下：1.裝水。首先，在500-1000 mL的廢舊塑料飲料瓶中裝入一定量的水（裝入廢舊塑料飲料瓶中的水不宜過滿，以占廢舊塑料瓶容積的6分之5為宜）。之后，使用注射器往口服液小瓶中注入適量的水（適量的水是指注入口服液小瓶中的水量不多不少，剛好能夠讓口服液小瓶放入水中時只有小部分露出水面）。2.裝瓶。將注入適量水的口服液小瓶放入注入一定量水的廢舊塑料飲料瓶中，并擰緊瓶蓋，盡量做到不漏氣。3.擠瓶。用力擠壓廢舊塑料瓶，口服液小瓶就會下沉。松開廢舊塑料瓶，撤去壓力，就會看到口服液小瓶上升。保持一定的擠瓶壓力，則會看到口服液小瓶停留在水瓶中的某一位置。

從整個實驗步驟的設計來看，該學生不僅運用了一些“浮力知識”，還融入了一些創新思維以及創客理念?？梢姡凇胺浅Ｒ帯蔽锢韺嶒灢僮鬟^程中，學生可以逐漸成長為一名“真創客”。

三、在“非常規”實驗報告撰寫中，培養“真創客”

撰寫實驗報告，是初中物理“非常規”實驗的一個關鍵環節。通過撰寫“非常規”物理實驗報告，學生不僅能夠翔實記錄實驗數據，詳細記載實驗現象，還能夠將實驗數據、實驗現象上升到理論的高度，據此更為通透、更為細致、更為深入地理解相關物理知識。在撰寫“非常規”物理實驗報告的過程中，學生必須要對各項實驗數據進行深入淺出地分析，對各種實驗現象進行細致入微的對比。在此基礎上，學生才能夠透過物理現象，梳理、歸納、總結出物理理論。從這個角度來看，“非常規”物理實驗報告，也就是引領學生從感性認識上升到理論認識的一座橋梁。透過“非常規”物理實驗報告中的實驗數據、實驗現象、實驗方法以及實驗結論，可以清晰地看到學生發現問題、提出問題、分析問題、解決問題的過程。在這些過程中，處處閃現著創新思維的“火花”。

例如，在教學“空氣的熱脹冷縮”內容時，教師要求學生自主設計一項可以演示“空氣熱脹冷縮”現象的物理實驗。當然，為了降低學生自主設計這些實驗的難度，教師可以允許學生去查閱一些資料。某學生在搜集相關資料的基礎上，設計了一項“非常規”物理實驗——“會走路的杯子”，在認真操作這項實驗的基礎上，該學生還撰寫了一份實驗報告。從該實驗報告的實驗方法、實驗目的、實驗步驟以及實驗結果中，處處可以發現“創客”的蹤跡。如實驗方法采取小組合作的方法，實驗目的重在驗證設想、驗證假設，實驗步驟需要手腦并用，以及在實驗過程中，需要事先將一塊玻璃板在水里浸潤一下等。

聚焦這份“非常規”物理實驗報告，既可以看到學生清晰的實驗思路，也可以發現這些學生在該實驗中逐漸成長為一名“真創客”的過程，諸如，學生創新思維的培養，學生首創精神的孕育等。

總而言之，創客的成長過程并不是一朝一夕、一蹴而就的，而是一個日積月累、循序漸進的過程?！胺浅Ｒ帯蔽锢韺嶒?，無論是從實驗材料的準備，還是從實驗步驟的操作，亦或是從實驗報告的撰寫，無不蘊含著“創客”思維、“創客”精神。正因為如此，這些主題鮮明、形式多元的“非常規”物理實驗，也就成為了培養“真創客”的一片良田沃土。從這個視角來看，“非常規”實驗，不正是“真創客”培養嗎？

課題項目：甘肅省教育科學“十三五”規劃2020年度一般課題“依托初中‘非常規’物理實驗助力學生嬗變為‘創客’的實踐研究”（GS[2020]GHB1959）研究成果

■ 編輯/陸鶴鳴