利用廢棄物品創(chuàng)新初中物理力學(xué)實驗的研究

摘 要：實驗是物理學(xué)研究的一個重要方法和手段，而力學(xué)實驗是物理學(xué)的重要組成部分，也是學(xué)生學(xué)好物理的基礎(chǔ)。當(dāng)前，受時間和儀器設(shè)備的影響，部分學(xué)校不能有效地開展人人動手操作的實驗教學(xué)，影響了學(xué)生的發(fā)展。引導(dǎo)學(xué)生利用廢棄物品創(chuàng)新初中物理力學(xué)實驗，不但能讓學(xué)生在實踐中體驗、感悟物理概念和規(guī)律的形成過程，同時還能培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實踐能力，促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：廢棄物品；創(chuàng)新；力學(xué)實驗；核心素養(yǎng)

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

一、 概念界定

廢棄物品：指在人們?nèi)粘Ｉ罨蚱渌鐣顒又挟a(chǎn)生的，在一定時間和空間范圍內(nèi)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(chuàng)新：指運(yùn)用現(xiàn)有知識、利用現(xiàn)有的物質(zhì)材料改進(jìn)或創(chuàng)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(dāng)前物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀及原因分析

我們對八所學(xué)校的學(xué)生就“物理實驗教學(xué)”進(jìn)行了問卷調(diào)查，下發(fā)問卷調(diào)查表480份，回收468份，主要數(shù)據(jù)如下：

序號內(nèi)容選項及百分比

1你喜歡實驗教學(xué)還是課堂教學(xué)A. 實驗教學(xué)86.4%B. 課堂教學(xué)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(xué)嗎A. 會6.2%B. 偶爾93.8%

從以上數(shù)據(jù)可以看出，大部分學(xué)生都很喜歡實驗教學(xué)，都想親自動手實驗操作。但是，在實際的教學(xué)中，我們的老師卻很少創(chuàng)造讓學(xué)生人人動手的實驗機(jī)會。我們在訪談中了解到，有些學(xué)校物理實驗器材配備不足，有些老師為了趕教學(xué)進(jìn)度而用演示實驗代替分組實驗，也有些老師擔(dān)心學(xué)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(dǎo)致了實驗教學(xué)無法真正發(fā)揮其育人的功能。

三、 利用廢棄物品創(chuàng)新初中物理力學(xué)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(dǎo)學(xué)生設(shè)計物理實驗，不但能讓學(xué)生在實踐操作中體驗感悟物理知識的內(nèi)涵，還能培養(yǎng)他們的動手操作能力和實踐創(chuàng)新能力。下面我就以初中力學(xué)實驗為例，談?wù)勅绾我龑?dǎo)學(xué)生利用廢棄物品創(chuàng)新實驗教學(xué)。

（一） 研讀課標(biāo)，把握實驗要求

物理課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了物理學(xué)科的課程性質(zhì)、課程目標(biāo)、內(nèi)容目標(biāo)、實施建議。物理課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出，物理課程應(yīng)注意讓學(xué)生經(jīng)歷實驗探究過程，掌握科學(xué)探究的基本方法，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》明確地提出了力學(xué)實驗的要求。例如，對力的作用效果要求為：通過實驗，認(rèn)識力可以改變物體運(yùn)動的方向和快慢；通過實驗，認(rèn)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(rèn)識牛頓第一定律。課標(biāo)要求是我們引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計與創(chuàng)新實驗的依據(jù)，明確了課標(biāo)要求，我們才能更好地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實驗。

（二） 小組合作，創(chuàng)新力學(xué)實驗

在明確課標(biāo)對實驗的要求后，接下來我們就要引導(dǎo)學(xué)生利用氣球、鉛筆、紙杯、吸管、礦泉水瓶等廢棄物品創(chuàng)新初中物理力學(xué)實驗。

1. 利用氣球創(chuàng)新力學(xué)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(xué)生利用它能設(shè)計創(chuàng)新出許多有趣的力學(xué)實驗。如：用手拍氣球，可以看到氣球的運(yùn)動方向和速度大小都發(fā)生了變化，說明力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)；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(fā)生了形變，說明力的作用是相互的。

2. 利用鉛筆創(chuàng)新力學(xué)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(xué)生利用鉛筆可以設(shè)計創(chuàng)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(yùn)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(yùn)動，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的示數(shù)變小了，說明滾動摩擦小于滑動摩擦。

3. 利用紙杯創(chuàng)新力學(xué)實驗

紙杯是一種用木漿制成的紙質(zhì)容器，外觀呈口杯形。學(xué)生利用它能設(shè)計創(chuàng)新出許多有趣的力學(xué)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(yuǎn)，說明同種液體，壓強(qiáng)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(qiáng)越小。

4. 利用吸管創(chuàng)新力學(xué)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(xué)生利用它能設(shè)計創(chuàng)新出許多有趣的力學(xué)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(qiáng)的存在；將橡皮泥塞進(jìn)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(chuàng)新力學(xué)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(xué)生利用它能設(shè)計創(chuàng)新出許多有趣的力學(xué)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(chǎn)生的原因是因為上下表面的壓力差產(chǎn)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(fā)生了形變，說明液體內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng)。

（三） 課堂展示，完善實驗創(chuàng)新

課堂展示就是將自己或本組成員利用廢棄物品創(chuàng)新的實驗用簡潔生動的方式展示出來，讓全班同學(xué)進(jìn)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(fù)責(zé)準(zhǔn)備即將使用的器材和實驗完成后的整理；解說員負(fù)責(zé)操作多媒體，向全班同學(xué)展示實驗名稱、實驗器材、提出問題、總結(jié)等任務(wù)；實驗操作員負(fù)責(zé)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(chuàng)新方案，還能讓全班同學(xué)享受到合作、交流、互學(xué)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(xiàn)課標(biāo)要求，以教師和學(xué)生為主體，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行研究，共同開發(fā)和制定的教與學(xué)素材，作為校本課程實施的媒介。

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

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

參考文獻(xiàn)：

[1]張文貴.利用生活物品自制教具完成物理小實驗[J].才智，2011，（15）：198.

[2]梁炳華.身邊物品在初中物理實驗教學(xué)中的活用[J].課程教學(xué)研究，2014，（5）：59-60.

[3]武彥斌.淺析初中物理實驗教學(xué)[J].學(xué)周刊，2016，（22）.

作者簡介：

溫超峰，福建省武平市武平縣實驗中學(xué)。endprint