物理实验资源的开发和利用
作者 :  陆建平

   2011版《义务教育物理课程标准》明确指出:“物理课程不仅应注重科学知识的传授和技能的训练,而且应注重对学生学习兴趣、探究能力、创新意识以及科学态度、科学精神等方面的培养。”新标准更加强调了物理学科应重视实验操作在教与学过程中的重要性,目的是为了更好地培养学生思维、动手和创新能力。但长期以来,我们的物理实验教学囿于实验资源缺乏以及实验器材低利用率的实际情况,导致实验教学效果不明显。在经济欠发达地区,多数学生来自农村,乡镇中学的物理实验仪器设备相对更加陈旧落后,导致学生实验条件先天不足。因此,开发多途径的实验资源,提高仪器设备的利用率成为当务之急。要做到物理实验资源的充分开发和利用,做好以下几点很关键。
   首先,教师要主动改进原有的实验设计,尽量采用生活中容易找到的实验器材代替复杂的器材,降低实验成本,增加实验的可行性。乡镇中学一般实验仪器设备落后而且不完整,另外某些仪器不便操作、可见度小、效果差,在实际的实验教学中不可能按照原本的设计精确进行。这时需要教师发挥主动性,创造更为简单的实验条件,达到同样的预期的实验效果。如探究运动物体的动能大小的影响因素实验中,课本原设计为小车从斜面释放撞击水平面的木块。但小车成本较高并且不好控制,因此采用实验室配备的盒装金属圆柱体代替。同样的实验原理,更加简单的器材,却取得一样的实验效果,更有利于在欠发达地区进行教学。并且,简单的实验装置重点突出,有利于注意力集中,有利于观察实验现象,更有利于学生掌握实验装置的原理和操作要点。
   其次,教师应引导学生从日常生活中开发并利用好低成本的实验资源。最新的课程改革提出“物理课程应注重与生产、生活实际及时代发展的联系……加强课程内容与学生生活、现代社会和科技发展的联系,关注技术应用带来的社会进步和问题”,说明物理与社会、生产、生活是融为一体的,“用身边的物品进行物理实验”是物理教学的生活回归,也是解决乡镇中学实验资源匮乏的根本办法。由于中学生学习阅历较浅,知识储备不够,没有敏感的实验思维,因此很难独立自主地发现能够利用的实验器材,更没有强大的自主做物理实验的内驱力。教师这时候应该发挥引领者的作用,倡导小实验小制作,鼓励学生从生活中寻找实验材料,亲身参与,增加感性认识,上升理性认识。
   其实,自然资源、人体资源、体育资源,甚至报废物品等,无不含有我们需要的实验资源。如徒手实验,双掌互拍产生痛感、互推同时后退等现象,证明了力的作用的相互性;手按在发声的喉头上感到声带振动,证明了声音由振动产生;双掌用力互搓发热,说明摩擦生热等。又如使用相同的力用小刀的刀刃和刀背分别切削土块、裁纸,可以帮助理解压强与受力面积之间的关系,还有用老花镜、刻度尺可做透镜成像实验。“真正有价值、有生命力的低成本实验,真正的魅力是它可以做到成本低而聪明不低、成本低而技术不低、成本低而价值不低。”使用日常生活资源做物理实验,不仅成本较低,而且拉近了物理学与生活的距离,让学生深切体会到科学的真实性。另一方面,引导学生超出课堂和常识之外去使用生活资源,本身就是一种创新,有利于活跃学生思维和动手能力。
   最后,教师应该多方面扩展实验器材的使用途径,重复利用,才能在有限的条件下提高器材的利用率。有时候,实验器材不在于多,而在于是否能够真正利用好,同一生活资源可根据需要加工成不同的用途。比如玻璃杯的一物多用,利用玻璃杯来研究色光的混合,利用玻璃杯演示光的折射现象,利用玻璃杯证明大气压的存在。又如气球,手压气球可做弹力实验,利用气球来认识作用力与反作用力。还有最普通的纸张,都有广泛用途。利用纸来探究液体沸腾的特点,利用纸来体验静摩擦力的存在及其特点。可一物多用的实验器材,比比皆是。教师要尽量研究,多与同行进行探讨,同时鼓励学生思考,在思想的碰撞中激起集体智慧的火花,集思广益,使有限的实验资源得到最大程度地利用。
   总之,实验资源是物理实验的核心部分,只有保证有这样的“米”,才能保证学生的“巧妇之炊”。教师引导,学生参与,全面多途径开发利用实验资源,才能更好地提高学生的探究能力和动手能力。学生参与撷取实验资源的过程,本身就是一个动手动脑,参与互动,接近生活,启发思维,培养能力的物理教学过程。
  (贺州市中学)

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