引導自主創(chuàng)新實驗　踐行智慧物理啟蒙教育

湯金波

(南京師范大學附屬中學樹人學校,江蘇　南京　210000)

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·名師論壇·

引導自主創(chuàng)新實驗踐行智慧物理啟蒙教育

湯金波①

(南京師范大學附屬中學樹人學校,江蘇南京210000)

摘要：本文用新穎的學生自主創(chuàng)新實驗案例，說明物理實驗的教育功能.闡述了讓學生自主進行實驗創(chuàng)新，踐行智慧的物理啟蒙教育，打通物理學習能力與分數任督二脈的法則.

關鍵詞：初中物理;啟蒙教育；自主創(chuàng)新實驗

隨著教學改革的發(fā)展,早期存在的諸多問題日益凸顯,學?？此茖⒄n堂還給了學生,卻仍然沒有解決學生學習不投入的問題,諸如復習課變成刷題課的現象更是一種倒退.縱觀世界各個國家教育目標中,最重要的、也是最為一致的一條就是“培養(yǎng)學生獨立人格和批判性思維能力”.在物理啟蒙教育中怎樣充分尊重學生個性,培養(yǎng)學生思維能力？筆者認為可從學生自主實驗入手,讓學生經過模仿、改進、創(chuàng)新三個由低到高的階段,不但可解決能力與分數的矛盾,而且對學生未來可持續(xù)發(fā)展影響重大.

1動手實驗是學好物理的需要

1.1加深概念理解的需要

物理概念是實驗加科學思維的產物,這一特點決定了學生要形成正確的物理概念，需要教師采用靈活的方法引導學生積極思維,充分發(fā)揮學生的自主性和積極性,對大量的感性材料進行“去偽存真,由表及里”的整理加工.一位學生在自制溫度計后提交了實驗報告,筆者讓學生一邊讀，一邊關注報告中被老師加粗字的部分,全文加粗字共有五處.讓學生去發(fā)現其他同學實驗報告的問題，這樣來矯正錯誤認識比平時課堂教學中常見的讓學生死記概念、重復訓練要高明得多.

1.2培養(yǎng)動手能力的需要

不可否認長期以來我們受傳統教育體制的影響,學生的動手能力較差,教師對物理課程的實質內涵認識不足,這是導致物理教學效果不理想的主要因素.物理教育的核心是培養(yǎng)學生的實踐能力和動手能力,物理學在培養(yǎng)學生動手能力方面具有得天獨厚的資源優(yōu)勢,學生通過體驗物理實驗的過程,可達到學習和鞏固物理知識的目的,提高學生觀察現象、分析問題和實際動手能力.加強對學生動手能力的培養(yǎng)是時代發(fā)展的需要,當然培養(yǎng)和提高學生的動手能力不是一蹴而就的,教師、社會應該充分認識這個問題的重要性.

1.3激發(fā)學習興趣的需要

心理學認為,學習興趣是一個人傾向于認識、研究獲得某種知識的心理特征,是可以推動人們求知的一種內在力量.學生對某一學科有興趣,就會持續(xù)地、專心致志地鉆研它,從而提高學習效率.教師可以根據學生對物理實驗好奇的心理,創(chuàng)造愉悅的學習環(huán)境.通過物理實驗，學生感到有趣、產生興趣和志趣三個階段對應著模仿、改進和創(chuàng)新的三個層次.

1.4融洽家庭親情的需要

完成實驗往往需要他人做助手,家長自然是最佳人選.如果能通過實驗，增加家長與孩子的溝通,融洽家庭的親情關系也是教育的追求.值得提醒的是處于青春期的學生很容易與父母產生抵觸心理,與孩子構建和諧關系是家長們必須面對的現實，家長與孩子一起做實驗可解決二代人之間的溝通問題.

2創(chuàng)新物理實驗的實踐

2.1動手實驗降低思維臺階

物理實驗在學生獲取科學知識、掌握科學方法、體驗科學過程、培養(yǎng)科學思維能力和正確解題等方面有著不可替代的作用.難題學生做不出來,就是因為他思維沒達到應有高度.讓他動手實驗相當于給他鋪臺階,降低思維高度.

2.2通過實驗，滲透思想方法

物理學家勞厄說過:“重要的不是獲得知識,而是發(fā)展思維能力.教育給予人們的無非是當一切已學過的東西都遺忘掉的時候所剩下來的東西”.對于物理學習而言,“剩下來的東西”應當是科學素養(yǎng),包括物理的思想方法.從終生學習的角度看,物理思想方法比物理知識更為重要,正所謂“授人以魚不如授人以漁”.筆者認為通過實驗滲透物理方法永遠會比老師在黑板上講很多所謂考查物理方法的題要高明得多，以下為學生創(chuàng)新實驗的案例.

實驗名稱:探究電動車警報器在何種情況下會發(fā)出警報.

實驗器材:米尺、電動車警報器(如圖1)、分貝測試儀(能夠測量聲音強弱的儀器，如圖2)、大鞭炮.

猜想:電動車警報器發(fā)出警報與周圍聲音的響度有關.

實驗步驟:(1) 將多個警報器擺放整齊(如圖3),使每個警報器至聲源的距離相等，即將各個報警器擺放在以聲源為圓心的圓周上.

(2) 確定每個實驗器材完好無損,并將聲源固定.

(3) 站在聲源處(下同),首先以正常說話聲音“啊”一聲,測試儀顯示約50dB,4個報警器均未響.

(4) 再以呼喊的方式叫出“啊”,測試儀顯示約75dB,4個報警器均未響.

圖3

(5) 這時再用力拍手發(fā)出“啪”的聲音,測試儀顯示約90dB,其中一臺報警器已有反應.

(6) 接著再用大鞭炮使其產生聲響,測試儀顯示約125dB,所有報警器均有反應.

但報警器報警的方式是不是與聲音的響度有關呢？我們又做了以下實驗.

用棍子捅其中一個報警器,測試儀顯示40dB,報警器卻報警.

僅這一個實驗便否定了之前的實驗,又得出了一個新的猜想:警報器發(fā)出警報與內部結構有關.

于是我拆開警報器,我和爸爸幾乎同時發(fā)現了兩片奇怪的裝置(圖4),圖中右邊是接受振動的簧片,而左邊是旋轉產生振動的蜂鳴器.我用木棍輕輕碰了一下右邊的簧片,蜂鳴器發(fā)出了聲音.

圖4

怎樣解釋放鞭炮能夠讓蜂鳴器發(fā)聲呢？原來放鞭炮時,當響度達到一定強度時,空氣振動帶動警報器內部的簧片振動.為什么要把報警器放在圓周上呢？這是為了保證每一個報警器到聲源的距離相等，應用了控制變量的方法.

2.3利用小論文展示創(chuàng)新實驗成果

幾年來筆者堅持讓學生在實驗后試寫小論文,常常有人問：為什么一定要寫小論文呢？首先這是完成實驗的必要環(huán)節(jié),其次還能夠培養(yǎng)學生的綜合能力.無論在哪個國家,無論從事什么職業(yè),你要想成為優(yōu)秀的人才,必須有較強的文字表達能力.學生通過小論文，可以培養(yǎng)認真細致的習慣,老師從中還可以了解學生對物理概念掌握的情況.

下面是學生寫的小論文《有趣的車輪》的片斷：當一個塑料袋隨風飄落在自行車車輪上,并隨車輪旋轉時,你會發(fā)現,塑料袋轉到車輪上半段時一閃而過,模糊不清;而轉到接近地面時,可以較清楚辨別塑料袋的形態(tài).這是為什么？為了得出結論我設計了實驗方案.

可以將車輪上的塑料袋替代為一個在圓環(huán)側面上的點來研究.為了方便實驗,我將車輪用家中的圓形磁鐵來代替(實在無法找到更好的器材),并在磁鐵上做好記號代表那個點.當我用一個鉤子鉤住“輪子”，并勻速拉動它做直線運動時,從側面看到了這樣的情形:標記點在輪子的上半部分時轉得較快,而在即將接觸地面的瞬間又好像減速了.

我提出兩種猜想，猜想一:車輪上的點在處于輪子上半部分與下半部分的運動速度相同,只是視覺上誤認為其移動有快慢之分；猜想二:車輪上的點在處于輪子上半部分與下半部分的運動速度確實不同.

接下來我的實驗只要得出輪上的點在處于輪上不同位置時運動速度不同(或相同),問題就解決了.所以,我將輪上的兩點的初始位置在地板上做好標記.其后拉動輪子(磁鐵),比較它們的運動距離.

這一下可以清清楚楚地分析出原因了,車輪上的點在處于輪子上半部分與下半部分的運動速度是不同的,且當這個點越接近于輪子與地面接觸的那一個點時,它運動越慢，反之則越快.我還好奇地探索了一下車輪上每一點的運動軌跡(如圖5),只要把圖中點用曲線連起來,就可以觀察到其在輪子上的奇特的運動軌跡了.這樣也證明在輪子轉動過程中，輪子邊緣點的速度是變化的.

圖5

學生通過生活觀察，發(fā)現、提出問題，運用身邊器材深入探究、解決心中疑惑，并撰寫小論文，與老師、同學分享成功的喜悅.

3小結

培養(yǎng)創(chuàng)新能力靠的是創(chuàng)造教育.陶行知先生曾經講過:不是說教育可以創(chuàng)造兒童,兒童的創(chuàng)造力是千千萬萬祖先至少經過五十萬年與環(huán)境適應斗爭所獲得而傳下來之才能之精華,發(fā)揮或阻礙、加強或削弱、培養(yǎng)或摧殘這創(chuàng)造力的是環(huán)境.智慧的物理教育不能創(chuàng)造什么,但它能啟發(fā)、解放學生創(chuàng)造力.趕考和趕路一樣,趕路的人沒有精力關注兩旁風景,把一路的美景趕掉了.考分固然重要,筆者四年來的實踐證明做好實驗的學生考分絕不會低.片面追求分數會泯滅學生的創(chuàng)造力，我們的物理教育需要智慧引領！

智慧的物理教育強調動手與分數不是矛盾體.智慧的物理不是將物理實驗簡單化,而是指向物理學科的本質屬性，遵循物理教學的基本規(guī)律，在智慧的物理教學中達到學生物理素質的提升，豐富學生的知識,陶冶學生的性情,鍛造其意志,提高其人格修養(yǎng).

智慧的物理教育是一種聚焦、選擇、引領，智慧的物理教育是一種匠心獨運,需要教師精湛的設計.智慧的物理教育是一種傳授甚至升華智慧,需要教師的靈動調控.智慧的物理教育是一種博取厚積,需要高效的契合.智慧的物理教育讓物理課上得扎實、樸實、真實,讓物理課高效、富有創(chuàng)新性.

參考文獻：

湯金波.初中物理“混合學習”的實踐與思考[J].物理之友,2015,31(2).

①名師簡介：湯金波，江蘇如皋人，江蘇省物理特級教師，如皋市十佳名師，南京初中物理中心組成員，《物理之友》、《中學物理》雜志編委，主要研究中學物理教學.