论文部分内容阅读
[摘 要] 低成本物理实验是一种重要的课程资源,不仅能有效弥补课程实验资源的不足,而且对实现三维课程目标具有不可低估的教育价值。唯有引领学生成为低成本物理实验资源开发的主体,其无可替代的课程功能方能得以实现。
[关键词] 低成本物理实验 特点 教育价值 学生 开发主体
低成本物理实验,泛指利用学生身边的低成本物料(学习用具、生活物品、废旧材料、废弃玩物等)开发的实验,具有结构简单、取材方便、操作简易、效果生动、安全可靠、成本低廉等特点,以其描绘物理图象直观形象,“原汁原味”,深受物理学界推祟。李政道曾经说过:“自己动手做的仪器,永远比买来的好。”放眼发达国家,尽管教育和科技水平很高,低成本物理实验的开发利用仍旧“无限风光在险峰”。我国一直以来也很重视简易教具、学具的制作,20多年前,朱正元就留下“坛坛罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验”的至理名言,这种传统在新课标、新教材中也有所体现。经验已经反复证明,这种实验教学有不可替代、不可低估的教育价值。
然而笔者调查了解到,开发低成本物理实验的工作并没有引起足够的重视,仅有少数学校,少数教师,或出于个人兴趣,或由于参赛需要,制作少量简易器材,开发少量简易实验。究其原因,一是广大教师尚未真正认识到低成本物理实验的教育价值,尤其是在实现三维课程目标上的独特功能;二是开发低成本实验从确定项目、制定计划到收集资料、进行制作都要投入一定时间、精力,老师们感觉“不划算”。笔者认为,要扭转这种“不作为”的消极状态,教师不仅要提高认识,而且要引领学生成为实验开发的主体,只有这样,低成本物理实验才能牢牢植根于新课改的土壤,成功“软着陆”,实现“常态化”,成为教师手中贯彻课程基本理念、落实课程三维目标的“利器”。
一、低成本物理实验的特点
1、至简
低成本物理实验,思路简明,结构简单,操作简便。简明的思路,揭示了深刻的物理思想。简单的装置,利于学生集中注意力,观察物理现象和过程。简便的操作,凸显实验的实用性。此“简”并非“头脑简单”之低能,而是“大道至简”之睿智,是朴素外表和丰富内涵的高度统一。例如选用椭圆截面的大墨水瓶,注满红墨水,瓶盖上插入孔径2毫米的细玻璃管,用来演示微小形变的现象,其效果比用复杂的光杠杆系统装置还要好。正如麦克斯韦所言:“学生用自制仪器虽然经常出毛病,但他却会比用仔细调整好的仪器学到更多的东西。”
2、至易
低成本物理实验,材料易得,制作简易。生活中的一切材料,各种物品,都具有物理属性,在人为干预下均可显现物理原理。所以身边的物品、材料都是我们开展物理实验,探究和认识物理本质的重要资源。如一支铅笔,一个注射器、一个废灯泡、一个矿泉水瓶、一个易拉罐……在师生的巧思妙想中就可以成为预想不到的实验仪器。如用铅笔和一些辅助器材可制成密度计、滑动变阻器等,也可以用大拇指和食指顶住削尖的铅笔两端,探究影响压强大小的因素,还可以把它斜插入水中研究光的折射现象,……学生可以用一只铅笔进行十几个实验。而且,这些低成本物料的处理并不复杂,有的基本无需加工,有的仅需稍加制作。例如,普通饮料瓶不经加工,就可演示近1O个实验。
3、至奇
低成本物理实验,设计新奇,效果奇妙。例如,用矿泉水瓶和小药瓶制作的“浮尘子”,听任实验者指挥,浮沉“由心”;用废灯泡、细玻管、橡皮塞、绒布、乙醚等制作的“饮水小鸭”,竟含有力矩与物体转动、重心、液体压强、饱和汽压、热力学定律等多个物理原理……这些新颖、独特、奇妙的实验带给学生的新奇感觉和新鲜刺激是无与伦比的,由此而对三维培养目标产生的“催化”效果和促进作用也是无可比拟的。
二、低成本物理实验的教育价值
1、低成本物理实验促进学生主动建构知识,形成实践技能
低成本物理实验虽然成本低、但智慧不低,一个简单的实验,往往包含着丰富的知识和深刻的原理。古人早就归纳了“格物致知”的至理,亦即通过对事物、事实的探索才能获取真理,揭示了置身丰富多彩的实践对于获取知识的重要性。低成本物理实验取材方便,制作简单,为学生自己动手、自主实践提供了最大限度的可能,有利于学生自己操作,充分观察实验的全部现象和过程,从容体察知识发生和发展的来龙去脉,反复品味其中隐含的物理本质和原理,从而获得对知识意义的主动建构。例如让学生自己动于做一个“全焦段照相机”模型,这个制作过程就包括学生对凸透镜成像规律物理意义的主动建构过程。
仔细调整好的仪器学生易于依赖,不敢拆成零件,而用自制低成本器材做实验,学生再不用担心损坏仪器,这样一来,教师包办代替的成分得到最大程度的减少,学生动手实践的机会获得最高限度的增多,在具体操作过程中,学生将会不断发现问题,主动寻求方案,生成直接经验,形成实践技能。
2、低成本物理实验引领学生亲历探究过程,学习科学方法
低成本材料都含有固有的物理属性。从认识其物理本质入手,可以开发一系列学生感兴趣的探究实验。例如探究塑料、玻璃等材料的导热性能,探究鸡蛋、易拉罐等材料的密度,探究戒指、项链等饰物的纯度,探究弹力与橡皮筋伸长量的关系,利用书本、粉笔探究物体的稳度以及“比较滑动摩擦与滚动摩擦的大小”,利用纸张、木块等材料探究“轻重不同、等高下落的物体同时落地”等等。
低成本物品均蕴含一定的物理原理。根据电饭锅、电冰箱、微波炉、电视机、手机等家用电器或自行车、赛车等其它生活物品内隐的物理原理,可设计出难易不同的实验课题,供学生自主探究。
低成本实验极切合课程的探究实际。例如大气压强的实验,用马德堡半球和抽气机往往难以做成功,盖因抽气和密封效果不好。而利用低成本材料,可以有近百种方法查明大气压强的身影。有的学生用两个小皮碗相互挤压来探究;有的用漏斗吹乒乓球来探究等等。无论是课堂探究,还是课内教学的补充性探究,或是课外自主探究,低成本物理实验都为学生经历探究过程,学习科学方法,体验探究乐趣,提供了无限丰富的资源支持。
3、低成本物理实验激励学生焕发科学情感,养成科学态度,树立科学价值感
低成本物理实验所涉及的材料、物品就在学生身边,学生与它们“朝夕相处”,倍感亲切,“好有趣哦,我也来试一把”,探究的兴致油然而生。
同时,低成本实验实质上是将其它用途的生活物品、“派不上用场”的废旧材料人为地赋予了新用途,有时竟要用自己的身体充当实验成份置于教学环境之中,这种运用场合的新异,课堂结构的新颖,以及实验结果的新奇,频频触动、引发学生欲知其究竟的兴趣、好奇心与认知动机。如叫学生给气球充气后,在头发上摩擦,然后将气球靠近水平桌面上平放的一只空易拉罐,易拉罐便会被气球吸引过来。然后进行一场比赛,用两只气球去争夺一只易拉罐,看谁能赢。通过实验,学生对带电体的特性有了直接的了解,同时也增添了学习物理的兴趣。再如在脸盆中盛些水,再斜放一个平面镜,使太阳光照射在平面镜上,并反射到白墙上,学生发现,他们分解了太阳光;不把遥控器对准电视机的控制窗口,对着光滑的墙壁或玻璃,也能控制电视机,他们知道了红外线的反射,这些实验贴近生活,使学生感到物理就在身边;还有的实验如筷子提米,人造雾凇,让学生领略了物理世界的神奇,更激起他们对科学奥妙的向往。等等,这些低成本物理实验,都能够激励学生焕发科学情感,养成科学态度,树立科学价值感。
低成本物理实验之所以适合我国的国情,在许多发达国家也长盛不衰,就是因为它不仅弥补了课程实验资源的不足,更为重要,是对于实现新课程提出的“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三维培养目标,具有不可替代、不可低估的独特价值。这也就是低成本实验魅力之所在!但是毋庸置疑,唯有引领学生自主,合作,探究,成为物理课程学习和低成本实验资源开发的主体,低成本实验资源的教育功能才能真正得以落实。
三、让学生成为低成本物理实验资源开发的主体
让学生成为低成本物理实验开发的主体,就是要引导学生主动观察大自然及生活中的物理现象,探究其中的物理原理;就是要引领学生自主生成开发项目,搜集低成本物品、材料,自制简易实验器材,进行物理实验探究。
1、激发兴趣,形成开发意识
兴趣和意识是行为的先导。只有“吊起他们的胃口”,“尝到其中的甜头”,学生才会心甘情愿地“斥巨资”“进驻”低成本物理实验的“资源开发区”。教师有意无意地在课堂上时常以自制教具做精彩演示,能有效激发学生跃跃欲试的操作欲望和欲罢不能的开发动机。不失时机地举办实验制作小讲座,或集中展示历届学生低成本物理实验成功之作,或组织学生体验充满动手乐趣的科技场馆,尽可能提供低成本物理实验的现实场景,这样情景交融的活动能进一步激发起学生兴趣,强化其开发意识。
2、启发思考,生成开发项目
⑴通过认识生活物品或废旧材料的物理本质,生成开发项目。启发学生针对具体生活物品或废旧材料思考:能否代替其它的实验装置或器材(从原理、结构、性能和实验中能起的作用等方面考虑)?能否应用于其它实验中?能否应用它设计新的实验方案?能否一物多用?……例如利用医用注射器透明有刻度、能打气可抽气、能注水可抽水、密封性能也好的特点,可开发演示大气压强、浮沉子、连通器、蒸汽做功等四十多个实验项目。
⑵利用教材涉及的实验内容,生成开发项目。例如八、九年级物理人教版教材,在“想想做做”和“动手动脑学物理”等栏目中安排了很多有趣的低成本小实验,如手影、吹硬币、纸盒烧水、利用塑料挂钩的吸盘和弹簧测力计估测大气压等实验,学生很感兴趣;估测自己百米跑速度、估测自己对地面的压强、估测自己登楼的功率等实验,既贴近学生生活,又使化解了平均速度、压强、功率这些教学难点。象这些实验,在教学中应该充分地加以利用。同时,也可针对具体实验思考:能否用其它方法来演示?例如,探究浮力产生的原因,除了教材介绍的用橡皮膜做物体表面演示外,还可用石蜡块演示,用双乒乓球实验演示,用上浮的木塞演示……
⑶启发学生通过书本、网络收集低成本实验资料,结合自己的兴趣,生成开发项目。学生的开发不一定是创造发明,把从书本、网络等多种渠道收集到的文字资料通过自己的制作变成实物,也是一种开发。这种开发要经历收集材料、动手制作、试用、调试、改进、最后定型的过程,会遇到想象不到的问题,从发现问题、解决问题,到创造性地制作出作品,都要深入思考和反复论证,这样的开发过程,同样凝聚制作者的创造性劳动。在此过程中,学生的个性得到培养,特长得到发挥,思维能力、开拓精神、实践能力、创造才能都得到极大的发展。例如学生可以自制“针孔照相机、万花筒、模拟照相机、望远镜、潜望镜、水果电池、电动机模型”等等。
3、引导行动,收集实验材料
收集低成本实验材料,宜引导学生从就地取材的经济角度和变废为宝的环保角度出发,归结起来就是四个字:找、捡、讨、买。
⑴找。生活中时时留神,处处寻找。例如,找来牙膏皮探究船的浮沉及其稳定性;找来废牙刷柄做电荷间相互作用实验;找来搪瓷盆、硬币和玻璃杯做全反射实验;找来铅笔制作滑动变阻器……
⑵捡。在废弃物中捡破烂,在建设工地捡废料。例如,捡来旧罐头盒做帕斯卡实验;捡来麦乳精盒做滴水发电实验;捡来塑料瓶做液体压强演示实验……
⑶讨。向有关部门或有关人员讨要一些废旧物品。例如,向电工讨废旧日光灯管做成牛顿管;向医务室讨废针头,废药瓶;向办公室工作人员讨废椭圆形墨水瓶,腊纸筒……
⑷买。能不买的尽量不买;实在找不到,又不容易制作的物品,才花钱少量购买,例如磁铁、集成块、打气筒等。
4、指导探究,进行简易实验
学生在开发低成本物理实验项目的过程中离不开教师的指导,有时甚至要手把手地“传、帮、带”。这是由于尽管成本低,但有些实验技术含量其实不低,在一些关键的制作技术或操作手法上,教师还是要遵循心理学“最近发展区”原理,适时传授经验,适当予以点拨。
5、组织交流,指导总结反思
及时组织学生,集中展评制作,进行探讨交流。首先让学生自己介绍设计思想、实验原理、制作过程、操作程序,然后现场演示,再让同学互评,接着教师点评,最后遴选出优秀作品。根据师生意见进一步雕琢、加工、完善后,就可在更大范围内汇报展览,以激励学生的积极性。展览后妥善保管起来,留作启发新生开发低成本物理实验兴趣的“星星之火”。
展评中注意正确评价有创造力的学生。众所周知,评价学生的创造性,不能象成年人那样,以对社会有否创新价值而定,而要从学生发展实际出发,看其构思或成果对他个人是否有新意这样一个发展性的角度来衡量:只要他的设计或制作对其本人有新意,就应当给与充分肯定。这样就能激发每一个学生的创造热情,挖掘其全部的创造潜能,最大限度地调动他们成为实验资源开发主体的积极性。
参 考 文 献
[1] 张伟,郭玉英,刘炳升。非常规物理实验:有待深入开发的重要物理课程资源[J]。物理教师,2005,(9)。
[2] 方鸿辉,刘贵兴。《创造性物理实验》[M]。上海:上海科学普及出版社,1999。
[3] 刘炳升,魏日升。初中物理教师实验技能训练[M]。北京:高等教育出版社,2006,12。
[4] 陶洪。物理实验论[M]。广西:广西教育出版社,1999,3。■
[关键词] 低成本物理实验 特点 教育价值 学生 开发主体
低成本物理实验,泛指利用学生身边的低成本物料(学习用具、生活物品、废旧材料、废弃玩物等)开发的实验,具有结构简单、取材方便、操作简易、效果生动、安全可靠、成本低廉等特点,以其描绘物理图象直观形象,“原汁原味”,深受物理学界推祟。李政道曾经说过:“自己动手做的仪器,永远比买来的好。”放眼发达国家,尽管教育和科技水平很高,低成本物理实验的开发利用仍旧“无限风光在险峰”。我国一直以来也很重视简易教具、学具的制作,20多年前,朱正元就留下“坛坛罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验”的至理名言,这种传统在新课标、新教材中也有所体现。经验已经反复证明,这种实验教学有不可替代、不可低估的教育价值。
然而笔者调查了解到,开发低成本物理实验的工作并没有引起足够的重视,仅有少数学校,少数教师,或出于个人兴趣,或由于参赛需要,制作少量简易器材,开发少量简易实验。究其原因,一是广大教师尚未真正认识到低成本物理实验的教育价值,尤其是在实现三维课程目标上的独特功能;二是开发低成本实验从确定项目、制定计划到收集资料、进行制作都要投入一定时间、精力,老师们感觉“不划算”。笔者认为,要扭转这种“不作为”的消极状态,教师不仅要提高认识,而且要引领学生成为实验开发的主体,只有这样,低成本物理实验才能牢牢植根于新课改的土壤,成功“软着陆”,实现“常态化”,成为教师手中贯彻课程基本理念、落实课程三维目标的“利器”。
一、低成本物理实验的特点
1、至简
低成本物理实验,思路简明,结构简单,操作简便。简明的思路,揭示了深刻的物理思想。简单的装置,利于学生集中注意力,观察物理现象和过程。简便的操作,凸显实验的实用性。此“简”并非“头脑简单”之低能,而是“大道至简”之睿智,是朴素外表和丰富内涵的高度统一。例如选用椭圆截面的大墨水瓶,注满红墨水,瓶盖上插入孔径2毫米的细玻璃管,用来演示微小形变的现象,其效果比用复杂的光杠杆系统装置还要好。正如麦克斯韦所言:“学生用自制仪器虽然经常出毛病,但他却会比用仔细调整好的仪器学到更多的东西。”
2、至易
低成本物理实验,材料易得,制作简易。生活中的一切材料,各种物品,都具有物理属性,在人为干预下均可显现物理原理。所以身边的物品、材料都是我们开展物理实验,探究和认识物理本质的重要资源。如一支铅笔,一个注射器、一个废灯泡、一个矿泉水瓶、一个易拉罐……在师生的巧思妙想中就可以成为预想不到的实验仪器。如用铅笔和一些辅助器材可制成密度计、滑动变阻器等,也可以用大拇指和食指顶住削尖的铅笔两端,探究影响压强大小的因素,还可以把它斜插入水中研究光的折射现象,……学生可以用一只铅笔进行十几个实验。而且,这些低成本物料的处理并不复杂,有的基本无需加工,有的仅需稍加制作。例如,普通饮料瓶不经加工,就可演示近1O个实验。
3、至奇
低成本物理实验,设计新奇,效果奇妙。例如,用矿泉水瓶和小药瓶制作的“浮尘子”,听任实验者指挥,浮沉“由心”;用废灯泡、细玻管、橡皮塞、绒布、乙醚等制作的“饮水小鸭”,竟含有力矩与物体转动、重心、液体压强、饱和汽压、热力学定律等多个物理原理……这些新颖、独特、奇妙的实验带给学生的新奇感觉和新鲜刺激是无与伦比的,由此而对三维培养目标产生的“催化”效果和促进作用也是无可比拟的。
二、低成本物理实验的教育价值
1、低成本物理实验促进学生主动建构知识,形成实践技能
低成本物理实验虽然成本低、但智慧不低,一个简单的实验,往往包含着丰富的知识和深刻的原理。古人早就归纳了“格物致知”的至理,亦即通过对事物、事实的探索才能获取真理,揭示了置身丰富多彩的实践对于获取知识的重要性。低成本物理实验取材方便,制作简单,为学生自己动手、自主实践提供了最大限度的可能,有利于学生自己操作,充分观察实验的全部现象和过程,从容体察知识发生和发展的来龙去脉,反复品味其中隐含的物理本质和原理,从而获得对知识意义的主动建构。例如让学生自己动于做一个“全焦段照相机”模型,这个制作过程就包括学生对凸透镜成像规律物理意义的主动建构过程。
仔细调整好的仪器学生易于依赖,不敢拆成零件,而用自制低成本器材做实验,学生再不用担心损坏仪器,这样一来,教师包办代替的成分得到最大程度的减少,学生动手实践的机会获得最高限度的增多,在具体操作过程中,学生将会不断发现问题,主动寻求方案,生成直接经验,形成实践技能。
2、低成本物理实验引领学生亲历探究过程,学习科学方法
低成本材料都含有固有的物理属性。从认识其物理本质入手,可以开发一系列学生感兴趣的探究实验。例如探究塑料、玻璃等材料的导热性能,探究鸡蛋、易拉罐等材料的密度,探究戒指、项链等饰物的纯度,探究弹力与橡皮筋伸长量的关系,利用书本、粉笔探究物体的稳度以及“比较滑动摩擦与滚动摩擦的大小”,利用纸张、木块等材料探究“轻重不同、等高下落的物体同时落地”等等。
低成本物品均蕴含一定的物理原理。根据电饭锅、电冰箱、微波炉、电视机、手机等家用电器或自行车、赛车等其它生活物品内隐的物理原理,可设计出难易不同的实验课题,供学生自主探究。
低成本实验极切合课程的探究实际。例如大气压强的实验,用马德堡半球和抽气机往往难以做成功,盖因抽气和密封效果不好。而利用低成本材料,可以有近百种方法查明大气压强的身影。有的学生用两个小皮碗相互挤压来探究;有的用漏斗吹乒乓球来探究等等。无论是课堂探究,还是课内教学的补充性探究,或是课外自主探究,低成本物理实验都为学生经历探究过程,学习科学方法,体验探究乐趣,提供了无限丰富的资源支持。
3、低成本物理实验激励学生焕发科学情感,养成科学态度,树立科学价值感
低成本物理实验所涉及的材料、物品就在学生身边,学生与它们“朝夕相处”,倍感亲切,“好有趣哦,我也来试一把”,探究的兴致油然而生。
同时,低成本实验实质上是将其它用途的生活物品、“派不上用场”的废旧材料人为地赋予了新用途,有时竟要用自己的身体充当实验成份置于教学环境之中,这种运用场合的新异,课堂结构的新颖,以及实验结果的新奇,频频触动、引发学生欲知其究竟的兴趣、好奇心与认知动机。如叫学生给气球充气后,在头发上摩擦,然后将气球靠近水平桌面上平放的一只空易拉罐,易拉罐便会被气球吸引过来。然后进行一场比赛,用两只气球去争夺一只易拉罐,看谁能赢。通过实验,学生对带电体的特性有了直接的了解,同时也增添了学习物理的兴趣。再如在脸盆中盛些水,再斜放一个平面镜,使太阳光照射在平面镜上,并反射到白墙上,学生发现,他们分解了太阳光;不把遥控器对准电视机的控制窗口,对着光滑的墙壁或玻璃,也能控制电视机,他们知道了红外线的反射,这些实验贴近生活,使学生感到物理就在身边;还有的实验如筷子提米,人造雾凇,让学生领略了物理世界的神奇,更激起他们对科学奥妙的向往。等等,这些低成本物理实验,都能够激励学生焕发科学情感,养成科学态度,树立科学价值感。
低成本物理实验之所以适合我国的国情,在许多发达国家也长盛不衰,就是因为它不仅弥补了课程实验资源的不足,更为重要,是对于实现新课程提出的“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三维培养目标,具有不可替代、不可低估的独特价值。这也就是低成本实验魅力之所在!但是毋庸置疑,唯有引领学生自主,合作,探究,成为物理课程学习和低成本实验资源开发的主体,低成本实验资源的教育功能才能真正得以落实。
三、让学生成为低成本物理实验资源开发的主体
让学生成为低成本物理实验开发的主体,就是要引导学生主动观察大自然及生活中的物理现象,探究其中的物理原理;就是要引领学生自主生成开发项目,搜集低成本物品、材料,自制简易实验器材,进行物理实验探究。
1、激发兴趣,形成开发意识
兴趣和意识是行为的先导。只有“吊起他们的胃口”,“尝到其中的甜头”,学生才会心甘情愿地“斥巨资”“进驻”低成本物理实验的“资源开发区”。教师有意无意地在课堂上时常以自制教具做精彩演示,能有效激发学生跃跃欲试的操作欲望和欲罢不能的开发动机。不失时机地举办实验制作小讲座,或集中展示历届学生低成本物理实验成功之作,或组织学生体验充满动手乐趣的科技场馆,尽可能提供低成本物理实验的现实场景,这样情景交融的活动能进一步激发起学生兴趣,强化其开发意识。
2、启发思考,生成开发项目
⑴通过认识生活物品或废旧材料的物理本质,生成开发项目。启发学生针对具体生活物品或废旧材料思考:能否代替其它的实验装置或器材(从原理、结构、性能和实验中能起的作用等方面考虑)?能否应用于其它实验中?能否应用它设计新的实验方案?能否一物多用?……例如利用医用注射器透明有刻度、能打气可抽气、能注水可抽水、密封性能也好的特点,可开发演示大气压强、浮沉子、连通器、蒸汽做功等四十多个实验项目。
⑵利用教材涉及的实验内容,生成开发项目。例如八、九年级物理人教版教材,在“想想做做”和“动手动脑学物理”等栏目中安排了很多有趣的低成本小实验,如手影、吹硬币、纸盒烧水、利用塑料挂钩的吸盘和弹簧测力计估测大气压等实验,学生很感兴趣;估测自己百米跑速度、估测自己对地面的压强、估测自己登楼的功率等实验,既贴近学生生活,又使化解了平均速度、压强、功率这些教学难点。象这些实验,在教学中应该充分地加以利用。同时,也可针对具体实验思考:能否用其它方法来演示?例如,探究浮力产生的原因,除了教材介绍的用橡皮膜做物体表面演示外,还可用石蜡块演示,用双乒乓球实验演示,用上浮的木塞演示……
⑶启发学生通过书本、网络收集低成本实验资料,结合自己的兴趣,生成开发项目。学生的开发不一定是创造发明,把从书本、网络等多种渠道收集到的文字资料通过自己的制作变成实物,也是一种开发。这种开发要经历收集材料、动手制作、试用、调试、改进、最后定型的过程,会遇到想象不到的问题,从发现问题、解决问题,到创造性地制作出作品,都要深入思考和反复论证,这样的开发过程,同样凝聚制作者的创造性劳动。在此过程中,学生的个性得到培养,特长得到发挥,思维能力、开拓精神、实践能力、创造才能都得到极大的发展。例如学生可以自制“针孔照相机、万花筒、模拟照相机、望远镜、潜望镜、水果电池、电动机模型”等等。
3、引导行动,收集实验材料
收集低成本实验材料,宜引导学生从就地取材的经济角度和变废为宝的环保角度出发,归结起来就是四个字:找、捡、讨、买。
⑴找。生活中时时留神,处处寻找。例如,找来牙膏皮探究船的浮沉及其稳定性;找来废牙刷柄做电荷间相互作用实验;找来搪瓷盆、硬币和玻璃杯做全反射实验;找来铅笔制作滑动变阻器……
⑵捡。在废弃物中捡破烂,在建设工地捡废料。例如,捡来旧罐头盒做帕斯卡实验;捡来麦乳精盒做滴水发电实验;捡来塑料瓶做液体压强演示实验……
⑶讨。向有关部门或有关人员讨要一些废旧物品。例如,向电工讨废旧日光灯管做成牛顿管;向医务室讨废针头,废药瓶;向办公室工作人员讨废椭圆形墨水瓶,腊纸筒……
⑷买。能不买的尽量不买;实在找不到,又不容易制作的物品,才花钱少量购买,例如磁铁、集成块、打气筒等。
4、指导探究,进行简易实验
学生在开发低成本物理实验项目的过程中离不开教师的指导,有时甚至要手把手地“传、帮、带”。这是由于尽管成本低,但有些实验技术含量其实不低,在一些关键的制作技术或操作手法上,教师还是要遵循心理学“最近发展区”原理,适时传授经验,适当予以点拨。
5、组织交流,指导总结反思
及时组织学生,集中展评制作,进行探讨交流。首先让学生自己介绍设计思想、实验原理、制作过程、操作程序,然后现场演示,再让同学互评,接着教师点评,最后遴选出优秀作品。根据师生意见进一步雕琢、加工、完善后,就可在更大范围内汇报展览,以激励学生的积极性。展览后妥善保管起来,留作启发新生开发低成本物理实验兴趣的“星星之火”。
展评中注意正确评价有创造力的学生。众所周知,评价学生的创造性,不能象成年人那样,以对社会有否创新价值而定,而要从学生发展实际出发,看其构思或成果对他个人是否有新意这样一个发展性的角度来衡量:只要他的设计或制作对其本人有新意,就应当给与充分肯定。这样就能激发每一个学生的创造热情,挖掘其全部的创造潜能,最大限度地调动他们成为实验资源开发主体的积极性。
参 考 文 献
[1] 张伟,郭玉英,刘炳升。非常规物理实验:有待深入开发的重要物理课程资源[J]。物理教师,2005,(9)。
[2] 方鸿辉,刘贵兴。《创造性物理实验》[M]。上海:上海科学普及出版社,1999。
[3] 刘炳升,魏日升。初中物理教师实验技能训练[M]。北京:高等教育出版社,2006,12。
[4] 陶洪。物理实验论[M]。广西:广西教育出版社,1999,3。■