利用廢棄物品創新初中物理力學實驗的研究

摘 要：實驗是物理學研究的一個重要方法和手段，而力學實驗是物理學的重要組成部分，也是學生學好物理的基礎。當前，受時間和儀器設備的影響，部分學校不能有效地開展人人動手操作的實驗教學，影響了學生的發展。引導學生利用廢棄物品創新初中物理力學實驗，不但能讓學生在實踐中體驗、感悟物理概念和規律的形成過程，同時還能培養他們的創新精神和實踐能力，促進學生物理核心素養的發展。

關鍵詞：廢棄物品；創新；力學實驗；核心素養

新課程提出“從生活走向物理，從物理走向社會”。引導學生利用廢棄物品創新初中物理力學實驗，不僅能培養學生的動手操作能力，還能使學生形成物理學科實驗探究特有的思維方法，讓學生在做中學、在做中成長。

一、 概念界定

廢棄物品：指在人們日常生活或其他社會活動中產生的，在一定時間和空間范圍內失去其使用價值的物品，如：氣球、鉛筆、紙杯、吸管、礦泉水瓶等物品。

創新：指運用現有知識、利用現有的物質材料改進或創造出新的事物和方法的過程，并取得一定效果的想法或行為。

二、 當前物理實驗教學的現狀及原因分析

我們對八所學校的學生就“物理實驗教學”進行了問卷調查，下發問卷調查表480份，回收468份，主要數據如下：

序號內容選項及百分比

1你喜歡實驗教學還是課堂教學A. 實驗教學86.4%B. 課堂教學13.6%

2你喜歡演示實驗還是自己動手實驗A. 演示實驗3.6%B. 動手實驗96.4%

3老師會開展讓人人動手的實驗教學嗎A. 會6.2%B. 偶爾93.8%

從以上數據可以看出，大部分學生都很喜歡實驗教學，都想親自動手實驗操作。但是，在實際的教學中，我們的老師卻很少創造讓學生人人動手的實驗機會。我們在訪談中了解到，有些學校物理實驗器材配備不足，有些老師為了趕教學進度而用演示實驗代替分組實驗，也有些老師擔心學生分組實驗會損壞實驗器材而取消分組實驗，這些因素都導致了實驗教學無法真正發揮其育人的功能。

三、 利用廢棄物品創新初中物理力學實驗的對策

生活中的廢棄物品，如氣球、鉛筆、紙杯、吸管、礦泉水瓶等物品隨手可得，利用這些物品引導學生設計物理實驗，不但能讓學生在實踐操作中體驗感悟物理知識的內涵，還能培養他們的動手操作能力和實踐創新能力。下面我就以初中力學實驗為例，談談如何引導學生利用廢棄物品創新實驗教學。

（一） 研讀課標，把握實驗要求

物理課程標準規定了物理學科的課程性質、課程目標、內容目標、實施建議。物理課程標準明確指出，物理課程應注意讓學生經歷實驗探究過程，掌握科學探究的基本方法，提高學生分析問題和解決問題的能力。

《義務教育物理課程標準》明確地提出了力學實驗的要求。例如，對力的作用效果要求為：通過實驗，認識力可以改變物體運動的方向和快慢；通過實驗，認識力可以改變物體的形狀。對牛頓第一定律的要求為：通過實驗，認識牛頓第一定律。課標要求是我們引導學生設計與創新實驗的依據，明確了課標要求，我們才能更好地引導學生進行創新實驗。

（二） 小組合作，創新力學實驗

在明確課標對實驗的要求后，接下來我們就要引導學生利用氣球、鉛筆、紙杯、吸管、礦泉水瓶等廢棄物品創新初中物理力學實驗。

1. 利用氣球創新力學實驗

氣球主要是由橡膠做成的，它的特點是彈性性能好、輕便。學生利用它能設計創新出許多有趣的力學實驗。如：用手拍氣球，可以看到氣球的運動方向和速度大小都發生了變化，說明力可以改變物體的運動狀態；用手按壓氣球，可以看到氣球凹陷下去了，說明力可以改變物體的形狀；把兩個氣球靠在一起相互擠壓，可以看到兩個氣球都發生了形變，說明力的作用是相互的。

2. 利用鉛筆創新力學實驗

鉛筆是一種用來書寫以及繪畫素描專用的筆類，主要由石墨、木制筆桿等材料組成。學生利用鉛筆可以設計創新出許多有趣的物理實驗。如：把一端削尖的鉛筆夾在兩個手指之間，會看到與鉛筆較尖的那頭接觸的手指形變程度大，說明壓力一定時，受力面積越小壓力的作用效果越明顯；用彈簧測力計拉著一金屬塊在水平桌面上勻速直線運動，然后將金屬塊放在多支鉛筆上，再用彈簧測力計拉著金屬塊做勻速直線運動，發現彈簧測力計的示數變小了，說明滾動摩擦小于滑動摩擦。

3. 利用紙杯創新力學實驗

紙杯是一種用木漿制成的紙質容器，外觀呈口杯形。學生利用它能設計創新出許多有趣的力學實驗。如：用牙簽在紙杯的同一豎直方向刺三個小孔，用手堵住，然后向紙杯中裝滿水，并將堵住小孔的手放開，可以看到最下方的小孔噴出的水最遠，說明同種液體，壓強隨深度的增加而增大；將兩個紙杯疊在一起，用手握住下面的低杯，往上面紙杯的杯口吹氣，可以看到上面的紙杯跳起來，說明流速越大的地方壓強越小。

4. 利用吸管創新力學實驗

吸管是一種中空的圓柱狀的塑膠制品，生活中常用來飲用杯子中的飲料。學生利用它能設計創新出許多有趣的力學實驗。如：在一個紙杯中裝半杯水，將吸管移至紙杯的水中，然后用食指堵住吸管口，將吸管移至另一紙杯上方，移開堵管口的手指，可將水從一個杯中移到另一個杯中，說明了大氣壓強的存在；將橡皮泥塞進吸管一端，使其能漂浮在液體中，將其分別放入水和鹽水中，看到它們都漂浮且在鹽水中排開的體積較小，說明浮力相等時，液體密度越大，物體排開的體積越小。

5. 利用礦泉水瓶創新力學實驗

礦泉水瓶是用透明塑料做成的，用于裝礦泉水的一種瓶子。學生利用它能設計創新出許多有趣的力學實驗。如：用小刀將瓶底去掉，把乒乓球壓在瓶底并加水，放手后乒乓球不會浮起，用手堵住瓶口時，乒乓球浮起來了，說明浮力產生的原因是因為上下表面的壓力差產生的；把礦泉水瓶底割掉，將瓶口蓋子擰緊并在瓶底扎上氣球膜，將這礦泉水瓶放在盛水的玻璃容器中，改變瓶底的朝向可以看到氣球膜均發生了形變，說明液體內部向各個方向都有壓強。

（三） 課堂展示，完善實驗創新

課堂展示就是將自己或本組成員利用廢棄物品創新的實驗用簡潔生動的方式展示出來，讓全班同學進行評價，從而檢驗實驗的可行性和成效性，通過師生的評價不斷地完善實驗方案。

在課堂展示中，小組成員可分為器材整理員、解說員、實驗操作員等。器材整理員負責準備即將使用的器材和實驗完成后的整理；解說員負責操作多媒體，向全班同學展示實驗名稱、實驗器材、提出問題、總結等任務；實驗操作員負責實施實驗的操作過程。通過小組實驗操作的課堂展示，提高了小組成員的合作精神。通過師生的評價，不但能完善小組實驗的創新方案，還能讓全班同學享受到合作、交流、互學的樂趣。

（四） 歸納整理，編輯校本教材

校本教材是指為了能有效地實現課標要求，以教師和學生為主體，對教學內容進行研究，共同開發和制定的教與學素材，作為校本課程實施的媒介。

在學生完成利用廢棄物品創新初中物理力學實驗設計方案并在課堂展示后，根據師生的評價應將實驗方案繼續完善，然后組織學生編輯《利用廢棄物品創新初中物理力學實驗校本教材》，將學生的研究成果作為全校學生的學習素材，不但能讓學生體驗成功感，還能讓學生相互學習，相互促進，為實驗的再次創新奠定堅實的基礎。

總之，引導學生利用廢棄物品創新初中物理力學實驗的研究，可有效解決當前某些學校實驗器材不足的問題。同時這些實驗人人都可以設計和操作，這個過程可讓學生掌握物理學科實驗探究特有的思維方法，培養他們的物理核心素養，形成具有適應個人終身發展和社會發展所需的必備品格和關鍵能力。

參考文獻：

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[3]武彥斌.淺析初中物理實驗教學[J].學周刊，2016，（22）.

作者簡介：

溫超峰，福建省武平市武平縣實驗中學。endprint