自制物理學(xué)具，培養(yǎng)中學(xué)生動(dòng)手創(chuàng)作能力

嚴(yán)獻(xiàn)娟

摘要：物理實(shí)驗(yàn)既是物理教學(xué)的重要形式、內(nèi)容，更是物理教學(xué)方法的重要手段和基礎(chǔ).我校把課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)納入到物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)范疇，利用兩年的時(shí)間，開發(fā)了校本課程《自制物理學(xué)具》，編制了一套適合初中學(xué)生的自制物理學(xué)具的完整的校本課程文字材料，包括課程計(jì)劃、課程內(nèi)容、實(shí)施過程、學(xué)期末考核、以及課程評(píng)價(jià)方案.“自制物理學(xué)具”課程的開發(fā)與應(yīng)用研究，是開展物理問題解決教學(xué)的重要組成部分，是提供學(xué)生動(dòng)手操作的平臺(tái)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的重要途徑，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一個(gè)亮點(diǎn).

關(guān)鍵詞：自制物理學(xué)具；動(dòng)手能力；創(chuàng)新意識(shí)；校本課程

早在20世紀(jì)30年代，陶行知先生就言簡(jiǎn)意賅地說：“手腦雙全是創(chuàng)新教育的目的.”“要?jiǎng)?chuàng)造，非你在用腦的時(shí)候，同時(shí)用手去實(shí)驗(yàn)；用手的時(shí)候，同時(shí)用腦去想不可.”物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，物理實(shí)驗(yàn)既是物理教學(xué)的重要形式、內(nèi)容，更是物理教學(xué)方法的重要手段和基礎(chǔ).學(xué)生大都具有強(qiáng)烈的操作興趣，希望親自動(dòng)手多做實(shí)驗(yàn)，所以每次上實(shí)驗(yàn)課就興奮不已.為了充分保護(hù)學(xué)生的積極性，讓學(xué)生更多地參加實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，培養(yǎng)動(dòng)手創(chuàng)作能力，我校把課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)納入到物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)范疇，利用兩年的時(shí)間，開發(fā)了校本課程《自制物理學(xué)具》，編制了一套適合初中學(xué)生的自制物理學(xué)具的完整的校本課程文字材料，包括課程計(jì)劃、課程內(nèi)容、實(shí)施過程、學(xué)期末考核、以及課程評(píng)價(jià)方案.

一、開發(fā)《自制物理學(xué)具》校本課程的初衷

新課程標(biāo)準(zhǔn)下教材中的物理演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)是學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)和掌握物理技能最基本的素材，雖然編者能盡量從學(xué)生生活和最簡(jiǎn)單的操作出發(fā)，但教學(xué)實(shí)踐過程中，不難發(fā)現(xiàn)還存在一些問題：從個(gè)別實(shí)驗(yàn)看：強(qiáng)調(diào)結(jié)果，忽視過程；偏重驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，忽視探究性實(shí)驗(yàn)；從學(xué)生角度看，學(xué)生動(dòng)手能力差，不能規(guī)范地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，更缺乏創(chuàng)新意識(shí).如果將實(shí)驗(yàn)局限于現(xiàn)行教材實(shí)驗(yàn)，將教材實(shí)驗(yàn)奉為經(jīng)典、不去反思它，那么在很大程度上限制了問題解決教學(xué)的開展，也限制了學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng).所以，我校基于初中物理教材，開設(shè)《自制物理學(xué)具》的校本課程，讓學(xué)生對(duì)教材實(shí)驗(yàn)進(jìn)行制作、改進(jìn)、對(duì)教材實(shí)驗(yàn)功能進(jìn)行深度挖掘處理、以及其他能夠應(yīng)用于物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)的開發(fā)，這樣有利于學(xué)生參與到整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中，培養(yǎng)手腦結(jié)合的創(chuàng)新能力，構(gòu)建物理知識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)技能、方法、態(tài)度.學(xué)校給他們創(chuàng)造開放的環(huán)境氛圍，給學(xué)生提供創(chuàng)造的平臺(tái).教師對(duì)學(xué)生加以引導(dǎo)，使其創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新個(gè)性得到更好的培養(yǎng)，使學(xué)生的創(chuàng)造力得到提高.

二、開設(shè)《自制物理學(xué)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(shí)踐的時(shí)間，編制了一套適合初中學(xué)生的課外自制物理學(xué)具的完整校本課程文字材料：包括課程計(jì)劃、課程內(nèi)容、實(shí)施過程、學(xué)期末考核、以及課程評(píng)價(jià)方案，以及相關(guān)學(xué)生作品的展示.全體師生通過自制物理學(xué)具，有以下方面的收獲：

1.自制物理學(xué)具，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)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(dòng)，對(duì)各種新鮮事物都非常好奇，有著強(qiáng)烈的求知欲，但學(xué)習(xí)上的積極性往往與興趣有關(guān).物理實(shí)驗(yàn)是激發(fā)學(xué)生興趣的一種重要手段.課程中有些趣味實(shí)驗(yàn)就是為此而專門開發(fā)的.如各實(shí)驗(yàn)小組利用礦泉水瓶設(shè)計(jì)了一系列的趣味小實(shí)驗(yàn)，比一比，賽一賽，哪個(gè)小組設(shè)計(jì)的方案多.整個(gè)實(shí)驗(yàn)室里，學(xué)生興趣盎然，齊心協(xié)力，設(shè)計(jì)出了十幾種方案：浮力產(chǎn)生的原因，大氣壓的存在，浮沉子、液體壓強(qiáng)與深度的關(guān)系，慣性大小與質(zhì)量的關(guān)系，斜面上的滾動(dòng)摩擦和滑動(dòng)摩擦等.這些實(shí)驗(yàn)方案大多操作簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣.

2.自制物理學(xué)具，優(yōu)化了教材實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

現(xiàn)行新教材中的物理實(shí)驗(yàn)也采用某些簡(jiǎn)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(yōu)化它們，才能更加適合初中物理教學(xué).如八年級(jí)上物理教材中觀察色光混合現(xiàn)象的活動(dòng)中，實(shí)驗(yàn)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(xué)具課程就對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，學(xué)生利用超高亮度發(fā)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(jù)發(fā)光二極管發(fā)出的光單純性好的特點(diǎn)，混合的色彩較為理想.通過開關(guān)的不同組合可以演示各種顏色的形成原理，操作簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)效果好.

3.自制物理學(xué)具，促進(jìn)了學(xué)生知識(shí)的遷移

學(xué)生在解決實(shí)驗(yàn)問題時(shí)會(huì)積極主動(dòng)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(xué)生在運(yùn)用已有的知識(shí)和技能解決實(shí)驗(yàn)問題的過程中，觀察現(xiàn)象、分析變化的原因，剖析問題的實(shí)質(zhì)，并將已有的知識(shí)和所得信息進(jìn)行歸納概括，從而發(fā)現(xiàn)規(guī)律，獲取新的知識(shí)，相應(yīng)的知識(shí)有助于遷移.如八年級(jí)下物理教材“物質(zhì)的密度”這一節(jié)內(nèi)容中，簡(jiǎn)單地提到了密度計(jì)，我們就及時(shí)地在校本課程中開設(shè)了利用飲料吸管自制密度計(jì)來測(cè)量鹽水密度的實(shí)驗(yàn)，并拓展性地講到了它的原理：漂浮條件.而教材上學(xué)習(xí)到浮力知識(shí)的時(shí)候，不僅能使用當(dāng)時(shí)自制的密度計(jì)來學(xué)習(xí)新的知識(shí)，學(xué)生還能自然地回憶起當(dāng)時(shí)制作密度計(jì)的情形，前后知識(shí)相互銜接，相互遷移，學(xué)習(xí)過程輕松，教學(xué)效果高效.另外自制物理學(xué)具，還會(huì)涉及到除本學(xué)科外包括化學(xué)、生物、環(huán)境等其他各個(gè)學(xué)科方面的知識(shí)，它們會(huì)以實(shí)驗(yàn)的形式展示給學(xué)生，學(xué)生通過感性的認(rèn)識(shí)，可以擴(kuò)大知識(shí)面.

4.自制物理學(xué)具，創(chuàng)造了科學(xué)探究情境

培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)是我們實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的一項(xiàng)重要內(nèi)容，通過實(shí)驗(yàn)的展示引導(dǎo)學(xué)生深入探究，不僅符合初中生的心理發(fā)展，更有利于教學(xué)的有效實(shí)施.如八年級(jí)上物理教材中關(guān)于望遠(yuǎn)鏡的知識(shí)不作深入研究要求，但通過自制簡(jiǎn)易開普勒望遠(yuǎn)鏡，學(xué)生對(duì)望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展史、原理都有了全新的認(rèn)識(shí)和理解，學(xué)生的好奇心和通過自制望遠(yuǎn)鏡觀察到的現(xiàn)象會(huì)促使他們利用課余時(shí)間去探究更多關(guān)于望遠(yuǎn)鏡的知識(shí)，這種主動(dòng)探究物理情境的動(dòng)力來自學(xué)生自身，當(dāng)然會(huì)收到非常好的效果.

5.自制物理學(xué)具，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力

課程開設(shè)的每一個(gè)自制學(xué)具，除了完善課本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)知識(shí)遷移之外，都必須通過每一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的通力合作，動(dòng)手操作，才能完成，大大提高了他們的動(dòng)手能力.其中，課程中動(dòng)手操作能力的培養(yǎng)包括以下三方面：第一，對(duì)一些基本工具的使用，如制作知識(shí)卡片時(shí)用到的剪刀，裁剪鋼絲時(shí)用到的老虎鉗，電子零件焊接時(shí)的電焊，軟木塞上鉆孔時(shí)的打孔器.這些工具在平時(shí)的課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)中幾乎不會(huì)用到.第二、實(shí)驗(yàn)器材的安裝.如，在制作模擬幻燈機(jī)時(shí)，操作要求就非常高，除了外觀的美觀是一個(gè)要求外，更主要通過精確的安裝能使熒幕上呈現(xiàn)清晰的幻燈片的像.第三，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的展示操作.制作好的學(xué)具，還要通過學(xué)生熟練地演示，來證明實(shí)驗(yàn)器材的可操作性和準(zhǔn)確性.課程所開發(fā)的每一堂課都會(huì)對(duì)學(xué)生這三方面動(dòng)手能力進(jìn)行有效的培養(yǎng)和鍛煉，兩年實(shí)踐下來，效果明顯.

6.自制物理學(xué)具，培養(yǎng)了學(xué)生的問題意識(shí)和創(chuàng)新能力

所謂創(chuàng)造力是指要給學(xué)生發(fā)表他們想法的機(jī)會(huì)，從而發(fā)揮他們富有創(chuàng)造力的才能.學(xué)生自制學(xué)具本身就是一種創(chuàng)新精神的體現(xiàn)，“創(chuàng)新源于疑問”.我校自制物理學(xué)具課程中開發(fā)的每一個(gè)物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，都能讓學(xué)生一起參與實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)過程，并對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果作出評(píng)價(jià)，學(xué)生可以直接受到科學(xué)方法的熏陶和訓(xùn)練，這對(duì)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)（包括對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解、對(duì)科學(xué)過程和方法的理解以及科學(xué)對(duì)社會(huì)的作用的理解）的提高和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)十分有利.

當(dāng)然，除了自制學(xué)具，我們還把學(xué)生感興趣的“小發(fā)明”、 “小論文” 引入到課程中來，使其內(nèi)容更加豐富，多彩，這也是我們自制物理學(xué)具課程的一個(gè)精彩環(huán)節(jié).學(xué)生在制作過程中既能進(jìn)一步理解和鞏固書本的內(nèi)容，又能將它應(yīng)用于實(shí)際，真正將知識(shí)活學(xué)活用.學(xué)生受到成功的喜悅后能更加激發(fā)其學(xué)習(xí)物理的興趣.

綜上所述，“自制物理學(xué)具”課程的開發(fā)與應(yīng)用研究，是開展物理問題解決教學(xué)的重要組成部分，是提供學(xué)生動(dòng)手操作的平臺(tái)，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的重要途徑，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一個(gè)亮點(diǎn).我校物理教研組一定會(huì)努力對(duì)這一課程不斷完善、改進(jìn)、升華，堅(jiān)持實(shí)施下去.

[江蘇省張家港市常青藤實(shí)驗(yàn)中學(xué) （215600）]