自制物理學具，培養中學生動手創作能力

嚴獻娟

摘要：物理實驗既是物理教學的重要形式、內容，更是物理教學方法的重要手段和基礎.我校把課外實驗活動納入到物理實驗的教學范疇，利用兩年的時間，開發了校本課程《自制物理學具》，編制了一套適合初中學生的自制物理學具的完整的校本課程文字材料，包括課程計劃、課程內容、實施過程、學期末考核、以及課程評價方案.“自制物理學具”課程的開發與應用研究，是開展物理問題解決教學的重要組成部分，是提供學生動手操作的平臺，是培養學生創新意識和創新能力的重要途徑，是實驗教學中的一個亮點.

關鍵詞：自制物理學具；動手能力；創新意識；校本課程

早在20世紀30年代，陶行知先生就言簡意賅地說：“手腦雙全是創新教育的目的.”“要創造，非你在用腦的時候，同時用手去實驗；用手的時候，同時用腦去想不可.”物理是一門以實驗為基礎的自然學科，物理實驗既是物理教學的重要形式、內容，更是物理教學方法的重要手段和基礎.學生大都具有強烈的操作興趣，希望親自動手多做實驗，所以每次上實驗課就興奮不已.為了充分保護學生的積極性，讓學生更多地參加實驗活動，培養動手創作能力，我校把課外實驗活動納入到物理實驗的教學范疇，利用兩年的時間，開發了校本課程《自制物理學具》，編制了一套適合初中學生的自制物理學具的完整的校本課程文字材料，包括課程計劃、課程內容、實施過程、學期末考核、以及課程評價方案.

一、開發《自制物理學具》校本課程的初衷

新課程標準下教材中的物理演示實驗和學生實驗是學生學習物理知識和掌握物理技能最基本的素材，雖然編者能盡量從學生生活和最簡單的操作出發，但教學實踐過程中，不難發現還存在一些問題：從個別實驗看：強調結果，忽視過程；偏重驗證性實驗，忽視探究性實驗；從學生角度看，學生動手能力差，不能規范地進行實驗操作，更缺乏創新意識.如果將實驗局限于現行教材實驗，將教材實驗奉為經典、不去反思它，那么在很大程度上限制了問題解決教學的開展，也限制了學生動手能力和創新能力的培養.所以，我校基于初中物理教材，開設《自制物理學具》的校本課程，讓學生對教材實驗進行制作、改進、對教材實驗功能進行深度挖掘處理、以及其他能夠應用于物理教學實驗的開發，這樣有利于學生參與到整個教學活動中，培養手腦結合的創新能力，構建物理知識和培養學生的科學技能、方法、態度.學校給他們創造開放的環境氛圍，給學生提供創造的平臺.教師對學生加以引導，使其創新意識、創新個性得到更好的培養，使學生的創造力得到提高.

二、開設《自制物理學具》校本課程的成效

我校物理教研組的全體成員，利用兩年的邊摸索邊實踐的時間，編制了一套適合初中學生的課外自制物理學具的完整校本課程文字材料：包括課程計劃、課程內容、實施過程、學期末考核、以及課程評價方案，以及相關學生作品的展示.全體師生通過自制物理學具，有以下方面的收獲：

1.自制物理學具，激發了學生學習物理的興趣

愛因斯坦說過，興趣是最好的教師.初中生活潑好動，對各種新鮮事物都非常好奇，有著強烈的求知欲，但學習上的積極性往往與興趣有關.物理實驗是激發學生興趣的一種重要手段.課程中有些趣味實驗就是為此而專門開發的.如各實驗小組利用礦泉水瓶設計了一系列的趣味小實驗，比一比，賽一賽，哪個小組設計的方案多.整個實驗室里，學生興趣盎然，齊心協力，設計出了十幾種方案：浮力產生的原因，大氣壓的存在，浮沉子、液體壓強與深度的關系，慣性大小與質量的關系，斜面上的滾動摩擦和滑動摩擦等.這些實驗方案大多操作簡單，實驗現象明顯，激發了學生學習的興趣.

2.自制物理學具，優化了教材實驗設計

現行新教材中的物理實驗也采用某些簡易裝置，但就其可行性方面仍有不少值得推敲之處，只有完善、優化它們，才能更加適合初中物理教學.如八年級上物理教材中觀察色光混合現象的活動中，實驗室里的器材用的是普通燈泡做光源，混合效果不是很好，自制學具課程就對其進行了改進，學生利用超高亮度發光二極管替代普通燈泡作光源制成了三原色混合演示器，根據發光二極管發出的光單純性好的特點，混合的色彩較為理想.通過開關的不同組合可以演示各種顏色的形成原理，操作簡單，實驗效果好.

3.自制物理學具，促進了學生知識的遷移

學生在解決實驗問題時會積極主動地回憶是否碰到過類似的問題，能否用先前的方法來解決新問題.學生在運用已有的知識和技能解決實驗問題的過程中，觀察現象、分析變化的原因，剖析問題的實質，并將已有的知識和所得信息進行歸納概括，從而發現規律，獲取新的知識，相應的知識有助于遷移.如八年級下物理教材“物質的密度”這一節內容中，簡單地提到了密度計，我們就及時地在校本課程中開設了利用飲料吸管自制密度計來測量鹽水密度的實驗，并拓展性地講到了它的原理：漂浮條件.而教材上學習到浮力知識的時候，不僅能使用當時自制的密度計來學習新的知識，學生還能自然地回憶起當時制作密度計的情形，前后知識相互銜接，相互遷移，學習過程輕松，教學效果高效.另外自制物理學具，還會涉及到除本學科外包括化學、生物、環境等其他各個學科方面的知識，它們會以實驗的形式展示給學生，學生通過感性的認識，可以擴大知識面.

4.自制物理學具，創造了科學探究情境

培養學生的探究意識是我們實驗教學改革的一項重要內容，通過實驗的展示引導學生深入探究，不僅符合初中生的心理發展，更有利于教學的有效實施.如八年級上物理教材中關于望遠鏡的知識不作深入研究要求，但通過自制簡易開普勒望遠鏡，學生對望遠鏡的發展史、原理都有了全新的認識和理解，學生的好奇心和通過自制望遠鏡觀察到的現象會促使他們利用課余時間去探究更多關于望遠鏡的知識，這種主動探究物理情境的動力來自學生自身，當然會收到非常好的效果.

5.自制物理學具，提高了學生的動手能力

課程開設的每一個自制學具，除了完善課本實驗設計，激發學生學習興趣，促進知識遷移之外，都必須通過每一個實驗小組的通力合作，動手操作，才能完成，大大提高了他們的動手能力.其中，課程中動手操作能力的培養包括以下三方面：第一，對一些基本工具的使用，如制作知識卡片時用到的剪刀，裁剪鋼絲時用到的老虎鉗，電子零件焊接時的電焊，軟木塞上鉆孔時的打孔器.這些工具在平時的課堂實驗教學中幾乎不會用到.第二、實驗器材的安裝.如，在制作模擬幻燈機時，操作要求就非常高，除了外觀的美觀是一個要求外，更主要通過精確的安裝能使熒幕上呈現清晰的幻燈片的像.第三，實驗現象的展示操作.制作好的學具，還要通過學生熟練地演示，來證明實驗器材的可操作性和準確性.課程所開發的每一堂課都會對學生這三方面動手能力進行有效的培養和鍛煉，兩年實踐下來，效果明顯.

6.自制物理學具，培養了學生的問題意識和創新能力

所謂創造力是指要給學生發表他們想法的機會，從而發揮他們富有創造力的才能.學生自制學具本身就是一種創新精神的體現，“創新源于疑問”.我校自制物理學具課程中開發的每一個物理創新實驗，都能讓學生一起參與實驗的設計和實驗過程，并對實驗的結果作出評價，學生可以直接受到科學方法的熏陶和訓練，這對學生科學素質（包括對科學知識的理解、對科學過程和方法的理解以及科學對社會的作用的理解）的提高和創新精神的培養十分有利.

當然，除了自制學具，我們還把學生感興趣的“小發明”、 “小論文” 引入到課程中來，使其內容更加豐富，多彩，這也是我們自制物理學具課程的一個精彩環節.學生在制作過程中既能進一步理解和鞏固書本的內容，又能將它應用于實際，真正將知識活學活用.學生受到成功的喜悅后能更加激發其學習物理的興趣.

綜上所述，“自制物理學具”課程的開發與應用研究，是開展物理問題解決教學的重要組成部分，是提供學生動手操作的平臺，是培養學生創新意識和創新能力的重要途徑，是實驗教學中的一個亮點.我校物理教研組一定會努力對這一課程不斷完善、改進、升華，堅持實施下去.

[江蘇省張家港市常青藤實驗中學 （215600）]