對學校開展低成本物理實驗的建議

卓德才　盧紅春

【摘 要】 低成本物理實驗能培養學生的語言組織能力和解題規范習慣、提高設計實驗的能力和靈活性，進而提高發散思維能力。本文從實現對學生的素質教育為出發點，提出學校開展低成本物理實驗的必要性。

【關鍵詞】 素質教育；語言表達；規范；設計能力；靈活性

【中圖分類號】G62.23 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）18-00-01

素質教育的重點是培養學生的創新精神和實踐能力，為學生的終身學習構建堅實的基礎。這就要求教師在授課時必須堅持以學生為本，充分體現學生的主體地位，發揮學生的主觀能動性，做到師生之間的良性互動。在學生的學習中，不但讓學生熟練掌握書本中的知識，還要讓學生做到主動發現知識，使學生也成為真理或物理規律的發現者，而不是一個簡單接受知識的容器。為了體現素質教育的這一特點，在物理教學中，學校領導和物理教師要注重把低成本物理實驗引入課堂，通過低成本物理實驗和教材中已經設計好的實驗，讓學生發現物理規律、深化理解物理規律。筆者根據多年的教學實踐，對低成本物理實驗在促進學生的物理學習、對學生全面素質的提高方面，對學校開展低成本物理實驗的必要性，提出以下理由。

一、通過低成本物理實驗，能提高學生的語言表達能力和規范解題的能力

物理學習是一種復雜的認知活動，如果教師仍舊拘泥于應試教育的思想框架下，只是簡單的關注講、練、考、評的重復，這種枯燥的教學過程會使學生在物理學習時味同嚼蠟，難以激發學生的學習熱情，學習的效果可想而知。如果教師積極的轉變教學的功利性思維，真正體現物理是一門實驗學科這一特點，創造條件盡可能的多用實驗把物理規律呈現出來，在這個過程中也讓學生設計、改進實驗，就會極大的激發學生的潛質，充分調動他們學習物理的積極性。在學生把它們的奇思妙想和同學交流探討時，為了準確表達自己的觀點和見解，學生必定會要盡量使用準確的語言表達實驗器材選取的依據、設計實驗每一步驟的意圖。通過一次次的交流，逐步做到用語規范、科學、準確、簡明，提高語言的嚴謹性和邏輯上的嚴密性，潛移默化中提高了學生的語言表達能力。

其次，在筆者看來，實驗的過程同樣等同于解題過程。解計算題有規范的步驟和套路，實驗也需要規范的實驗步驟，所以說實驗和解計算題有著異曲同工之處。只有學生多做實驗，才能通過逐漸的積累實驗，明確實驗的目的，會正確選擇實驗步驟把實驗完成。最終做到實驗步驟的規范有序，明確表達實驗的整個過程，自然而然的帶動了規范計算題步驟的能力。

二、通過低成本物理實驗，能開闊學生的思維，深化理解實驗原理，培養學生對實驗的設計的靈活性

實驗設計能力是較高水平的實驗能力，是學生進行創造活動必須具備的素質，通過學生小組自己設計實驗，統籌安排實驗的每一件器材，不僅能開闊學生的實驗設計思路，也幫助學生深化理解了實驗原理，提高了實驗設計能力。這種能力都可以通過低成本物理實驗來鍛煉。例如：在學生學習機械波時，為了說明“在波傳播時，波上振動的各質點并沒有隨波遷移，只是在各自的平衡位置附近振動”這一特點，有的學生從家里拿來了一根長軟繩，演示時，把繩伸直放于水平地面上，手持長繩的一端沿平行于水平地面的方向有規律的抖動，會發現繩上的各質點也跟著振動起來，很明顯繩子上的各點，并沒有隨著振動在繩上的傳播而遠離波源。這個實驗很明顯的向學生展示了“波上參與振動的質點并不隨波遷移”的物理規律。還有的學生受到電視舞蹈類節目的啟示，十幾個學生經過簡單的協作，手拉手一字排開。當某個學生感覺到其他學生用手向下拉他時就下蹲，當感覺到向上拉他時就起立。這個實驗，不但完成了上一個實驗中“振動的質點不隨波遷移”的規律，同時還觀察到沿波方向的質點振動時，是受到前面質點的帶動作用，并且離波源越遠的質點振動越滯后這一重要規律。像這樣的實驗可以說是隨手拈來，設計簡單明了，不必像教材中的實驗那樣有板有眼，給人一種刻板的印象，又能在學生的參與中獲取物理知識和規律，很好的激發了學生參與實驗的積極性和學習興趣。

三、低成本物理實驗有助于培養學生的發散思維能力，培養學生的創新精神，挖掘學生的潛能

對同一個問題用不同的方式解決，這就是發散思維的內涵。在進行物理實驗時，可根據實驗提供的實驗器材和信息，再結合學生實際的認知能力，從不同方面來尋求處理實驗的多種方法。受愛迪生用排水法測量電燈泡體積啟示，筆者向學生向學生提出一個問題：如何來粗測啤酒瓶的容積呢？經過一番思考，有的學生認為也可以用排水法，但馬上有學生提出質疑：因為玻璃瓶有一定厚度，在用排水法測量時，玻璃本身不可避免的會占有體積，故排水法因為誤差太大被排除。這時，有的學生打破常規，另辟蹊徑，于是就有了學生設計的另一個方案：學生找來一把刻度尺和一段軟線，先在瓶中裝入半瓶左右的水，用刻度尺測出水的高度，然后用軟線繞瓶子兩到三周，用刻度尺測出軟線的長度，估算出瓶子的外徑，進而根據瓶子的厚度估算出其內徑r，就可以計算出瓶子中水的體積V=；然后把瓶子倒立，再用刻度尺測出瓶子上面空氣柱的高度，于是瓶子的容積就可計算得出為：。再如：探究滑動摩擦力的大小與接觸面的關系時，有的學生準備了一條被切割過的地板磚廢料，有的準備了一塊用過的砂布。然后用一個木塊和另一個與木塊質量相同的鐵塊分別在桌面、地板磚、砂布上運動，對滑動摩擦力的大小與接觸面的關系有了非常清晰的認識。進一步筆者又引導學生拋出另一個問題讓學生思考：根據已有的經驗，請設計出幾個減小滑動摩擦力的措施，學生很快就可以給出令人滿意的答案。總之，在物理實驗中，通過不斷運用發散思維解決問題，拓寬了學生的思維范圍，從而使創造性思維能力得到發展，較好的體現了素質教育的要求。

除了以上提及的低成本物理實驗對學生發展的好處，另外還能提高學生的理解能力、推理能力、綜合分析能力，并且逼學生自己給自己提出問題、構建模型解決問題，使學生在實驗中熟練掌握多種科學方法，提高了學生應用知識、擴展知識的作用。

鑒于物理實驗、尤其是低成本物理實驗的種種好處，筆者建議各學校及物理教師從學生的長遠發展出發、從提高學生的綜合素質出發，重視物理實驗，讓物理實驗走進課堂，使學生得到主動發展，讓學生獲得直接體驗的過程，改變了物理課堂過于抽象化得現象。這正是素質教育提到的充分尊重學生的個性發展不可或缺的重要條件。如果生沒有堅實的物理實驗能力，那么學生物理能力的提高就成為無源之水、無本之末，就失去了發展的原動力，就可能破壞物理學科內在的邏輯性與整體性，學生就沒有得到物理學科的精髓，如果是這樣，我們所有的每一個教育者所犯的錯誤將是不可原諒的。

參考文獻：

1、《中學物理疑難實驗專題研究》，羅星凱，廣西師范大學

2、《新課程下中學物理實驗能力的培養》，鄭桂容、孟桂菊，高等函授學報

3、《高中物理探索性試驗教學》，徐利軍、胡銀泉，太原師范學院學報