打造“家庭實(shí)驗(yàn)室”拓展物理課外課堂

張峰

生活中有各種各樣的廢棄物諸如塑料飲料瓶、紙杯、吸管、玻璃小球、磁鐵、回形針等，怎樣才能變廢為寶、化腐朽為神奇，作為物理老師如果對(duì)學(xué)生加以引導(dǎo)，指導(dǎo)他們自己動(dòng)手設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單教具，構(gòu)建專屬自己的“家庭實(shí)驗(yàn)室”.這樣不僅能開(kāi)發(fā)課程資源，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)“添磚加瓦”，把實(shí)驗(yàn)教學(xué)延伸到課后，延伸到家庭，使物理教學(xué)體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向科技”的新課程理念.還能在學(xué)生親身體驗(yàn)中，培養(yǎng)觀察、操作等實(shí)驗(yàn)技能，而且更容易激發(fā)其創(chuàng)新潛能，帶來(lái)意想不到的效果.

本文討論利用身邊器材構(gòu)建“家庭實(shí)驗(yàn)室”，拓展物理課外課堂的作用.

1家庭實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)物理教學(xué)與生產(chǎn)生活的聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣

愛(ài)迪生是眾所周知的大發(fā)明家.他小時(shí)候因?yàn)榧依锔F，只上了3個(gè)月的學(xué)，十一二歲就開(kāi)始賣(mài)報(bào).他熱愛(ài)科學(xué)， 常常把錢(qián)節(jié)省下來(lái)，買(mǎi)科學(xué)書(shū)報(bào)和化學(xué)藥品.他做實(shí)驗(yàn)的器具， 是從垃圾堆里揀來(lái)的一些瓶瓶罐罐.許多舉世聞名的發(fā)明都是他在自己打造的“家庭實(shí)驗(yàn)室”中潛心研究出來(lái)的.剛升入初二的學(xué)生對(duì)物理同時(shí)存在兩種心理：好奇和畏懼.這是一對(duì)矛盾，那么老師如何讓孩子們愛(ài)上物理，愛(ài)上科學(xué)，像愛(ài)迪生一樣愛(ài)上實(shí)驗(yàn).鼓勵(lì)和指導(dǎo)孩子們利用身邊的器材動(dòng)手做一做“水煮金魚(yú)”、“覆杯實(shí)驗(yàn)”、“澆不滅的蠟燭”等操作簡(jiǎn)單、可視性強(qiáng)、又懸念迭起的小實(shí)驗(yàn).當(dāng)孩子們看到諸如瓶口水沸騰了，瓶底的金魚(yú)還自由自在地游動(dòng)；一大杯水被小小的紙片托起來(lái)不流下來(lái)；水中燃燒的蠟燭等出乎意料、新奇驚險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)，可以大大激發(fā)他們的求知欲.對(duì)物理的畏學(xué)、厭學(xué)情緒一掃而空.學(xué)生在親自動(dòng)手、親自實(shí)踐中，還會(huì)認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用，不但增強(qiáng)了他們學(xué)好物理的信心.還培養(yǎng)了他們的學(xué)科情感.學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的成功都來(lái)之不易，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都會(huì)給自己帶來(lái)新的收獲，都會(huì)有新的發(fā)現(xiàn)，嘗到了學(xué)習(xí)物理的興趣，學(xué)習(xí)的積極性自然也得到了增強(qiáng).

2家庭實(shí)驗(yàn)提供了豐富的感性材料，培養(yǎng)了學(xué)生觀察事物和分析問(wèn)題的能力

物理中不少概念、原理都是比較抽象、枯燥的，而家庭實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展起到了聯(lián)系物理內(nèi)容與生產(chǎn)生活實(shí)際的作用.學(xué)生通過(guò)這些課外實(shí)驗(yàn)，可以大大豐富感性認(rèn)識(shí)，深化與活化已掌握的物理知識(shí).例如大氣壓看不見(jiàn)、摸不著，學(xué)生一點(diǎn)認(rèn)識(shí)都沒(méi)有，筆者就布置了幾個(gè)家庭實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生自己做做：（1）擰開(kāi)塑料飲料瓶的瓶蓋后，用打火機(jī)點(diǎn)燃浸過(guò)酒精的棉花團(tuán)，用筷子放入塑料飲料瓶中，隨即旋緊瓶口，火熄滅片刻后，塑料飲料瓶就發(fā)生明顯的變形，同時(shí)伴隨著喀喀聲音的出現(xiàn)；（2）“瓶口吞蛋”、“抽氣噴泉”實(shí)驗(yàn).當(dāng)學(xué)生看到這些驚奇的現(xiàn)象時(shí)對(duì)大氣壓這個(gè)抽象的概念也有了感性的認(rèn)識(shí).再比如講杠桿知識(shí)、斜面原理時(shí)，讓他們?cè)诎踩那疤嵯买T車走S形，去體驗(yàn)一下斜面的省力作用；找出家中的省力杠桿和費(fèi)力杠桿；借以理解這些概念.在千姿百態(tài)的物理世界中，有許多可供觀察的自然現(xiàn)象，有不少可供探索的物理技術(shù)問(wèn)題，由各種各樣日常生活提供的訓(xùn)練課題和創(chuàng)新活動(dòng).這些都為家庭實(shí)驗(yàn)活動(dòng)提供了大量的素材，而這些家庭實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的一種很有效的補(bǔ)充形式.運(yùn)用物理知識(shí)對(duì)經(jīng)常發(fā)生而又不被人們注意的一些現(xiàn)象或技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行分析，可以擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)域，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于物理和技術(shù)的興趣，密切理論與實(shí)際的聯(lián)系等.比如學(xué)生很難理解對(duì)外做功內(nèi)能減少，筆者一方面讓學(xué)生觀察燒開(kāi)水時(shí)，水沸騰壺蓋的運(yùn)動(dòng)情況，一方面讓學(xué)生做這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)；找個(gè)塑料瓶，打開(kāi)瓶蓋、滴入幾滴酒精，擰緊瓶蓋，再用打氣筒充氣后，看見(jiàn)瓶?jī)?nèi)的酒精蒸發(fā)，然后慢慢松開(kāi)瓶蓋，同學(xué)們會(huì)看見(jiàn)瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)了“白氣”，這表明氣體對(duì)外做功，氣體的內(nèi)能減小，溫度降底而使水蒸氣液化的原因.在講授液體內(nèi)部的壓強(qiáng)時(shí)也利用家庭實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)體驗(yàn)液體壓強(qiáng)與液體深度的關(guān)系.讓學(xué)生將帶有三孔的飲料瓶，用手按入水中充滿水后，不蓋瓶蓋時(shí)，從水中提出水面時(shí)，可觀察到不同深度的水射程不同，從而說(shuō)明液體的壓強(qiáng)，隨著深度的增加而增大.當(dāng)把瓶蓋蓋上后水流不出來(lái)了，進(jìn)一步說(shuō)明大氣壓的存在.

3家庭實(shí)驗(yàn)可以鞏固學(xué)生對(duì)課內(nèi)知識(shí)的掌握，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)造能力

把家庭實(shí)驗(yàn)與課內(nèi)實(shí)驗(yàn)同步起來(lái)，學(xué)生在校學(xué)習(xí)新的物理知識(shí)后要對(duì)新知識(shí)加以消化和鞏固，無(wú)疑動(dòng)手重現(xiàn)實(shí)驗(yàn)情景是最有效的方法，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中必然會(huì)用到新學(xué)的知識(shí)中的一些原理，這就督促學(xué)生在課后去復(fù)習(xí)剛學(xué)的內(nèi)容，比單純的練習(xí)作業(yè)更易被學(xué)生接受，達(dá)到了溫故而知新的效果.比如在學(xué)習(xí)了聲音的特性后，鼓勵(lì)學(xué)生利用家里的吸管，制作出自己的“柳笛”，在學(xué)生的玩樂(lè)之中體會(huì)到了聲音的音調(diào)與哪些因素有關(guān)；在學(xué)習(xí)光的直線傳播后，為了加深對(duì)小孔成像的理解，讓學(xué)生回家用茶葉盒做針孔照相機(jī)，學(xué)生都交出了自己的得意作品，學(xué)生不僅從實(shí)驗(yàn)中知道了小孔成像的原理，而且觀察到了成像的性質(zhì)，更令人驚喜的是，很多同學(xué)還通過(guò)自己的探究得出了像的大小與燭焰到孔的距離以及盒的大小（屏到孔的距離）關(guān)系的結(jié)論，為后面的凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)教學(xué)打下了良好的基礎(chǔ).一個(gè)個(gè)豐富多彩的家庭實(shí)驗(yàn)，都取材于身邊隨處可見(jiàn)的東西，彌補(bǔ)了課堂物理實(shí)驗(yàn)的不足，可以使學(xué)生的動(dòng)手能力得到提高.另外，家庭實(shí)驗(yàn)還能幫助克服某些演示實(shí)驗(yàn)中能見(jiàn)度低的不足之處，不失為輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個(gè)極好的手段.每個(gè)家庭實(shí)驗(yàn)都包含著相關(guān)的物理知識(shí)，動(dòng)手做家庭實(shí)驗(yàn)的過(guò)程就是對(duì)知識(shí)的再現(xiàn)和再學(xué)習(xí)過(guò)程.通過(guò)一些課上課下的小實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠更進(jìn)一步加深理解物理知識(shí)與物理規(guī)律，提高學(xué)習(xí)效率.在講授摩擦力時(shí)，學(xué)生很難理解靜摩擦力的方向，筆者讓學(xué)生回家動(dòng)手做了“筷子提米”實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候不太好把握，有的學(xué)生將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，用紙杯、細(xì)沙、粗糙木棒（一次性筷子）很好地完成了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，更進(jìn)一步地理解了摩擦力與壓力和粗糙程度的關(guān)系.通過(guò)吊著的蘋(píng)果能否打到鼻子的小實(shí)驗(yàn)，理解能量守恒定律；通過(guò)回家制作“竹蜻蜓”比賽來(lái)體驗(yàn)流速和壓強(qiáng)的關(guān)系.利用可樂(lè)瓶和輸液管、保鮮袋復(fù)現(xiàn)“裂桶實(shí)驗(yàn)”讓學(xué)生深刻體會(huì)液體壓強(qiáng)與深度有關(guān)，與水的重力無(wú)關(guān).這些家庭實(shí)驗(yàn)和小制作不僅提高了學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力，而且還可以有效地幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，突破學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)，并消除學(xué)生對(duì)知識(shí)的模糊或錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，加深對(duì)物理規(guī)律的理解.

4家庭實(shí)驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移

使學(xué)生在延伸遷移環(huán)節(jié)中舉一反三，觸類旁通.激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力和探究能力.

課外實(shí)驗(yàn)與課堂教學(xué)的密切聯(lián)系，可以使課堂教學(xué)得到不斷的補(bǔ)充和延伸.學(xué)生明白了學(xué)習(xí)的內(nèi)容與日常生活有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，從而增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性.例如，學(xué)完靜電知識(shí)后，學(xué)生們懂得了為何吊扇的下面積滿灰塵；明白了衣服為啥老粘在身上，為啥洗過(guò)的頭發(fā)越梳越蓬松等等生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象.

在課外實(shí)驗(yàn)中，沒(méi)有現(xiàn)成的器材，這就需要學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中尋求性能相似的替代品，促使學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦，這必將激發(fā)學(xué)生潛在的創(chuàng)造能力，培養(yǎng)其創(chuàng)新精神，而且實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題一般也只能自己?jiǎn)为?dú)解決，這必然會(huì)增強(qiáng)學(xué)生的自主探究學(xué)習(xí)能力.比如學(xué)生們用老花眼鏡、近視眼鏡的鏡片分別替代凸透鏡（裝水的圓形酒瓶亦可）和凹透鏡；用外面標(biāo)上刻度的玻璃罐頭瓶或玻璃杯替代量筒；用自制小天平甚至是測(cè)體重的電子秤測(cè)質(zhì)量；用自制橡皮筋測(cè)力計(jì)或拉力計(jì)測(cè)重力；用大可樂(lè)瓶和眼藥水瓶做成浮沉子；用喇叭后面的磁鐵和漆包線做簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)……通過(guò)學(xué)生動(dòng)腦動(dòng)手制作并做好一些家庭實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察思考、動(dòng)手創(chuàng)新的能力.

偉大的發(fā)明，可能就來(lái)源于生活中的一個(gè)小小的啟示，熱愛(ài)生活、熱愛(ài)科學(xué)也是我們學(xué)習(xí)物理的最終目的.我們?cè)谄綍r(shí)的教學(xué)中多鼓勵(lì)學(xué)生利用身邊隨手可得的材料進(jìn)行家庭實(shí)驗(yàn)和各種探究活動(dòng)，不僅能培養(yǎng)學(xué)生的興趣，加深對(duì)物理知識(shí)的理解，而且從實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中體驗(yàn)科學(xué)過(guò)程，領(lǐng)悟研究方法，學(xué)會(huì)科學(xué)思維，提高操作技能和創(chuàng)新能力.學(xué)生不但能學(xué)好物理這門(mén)課，各方面的能力也能得到全方位的發(fā)展.