利用生活資源開展物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的探索

陶行知教育思想的核心是“生活教育理論”，強(qiáng)調(diào)最好的教育就是“從生活中學(xué)習(xí)”。物理學(xué)又是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是建立物理概念、探索物理規(guī)律、認(rèn)識(shí)物理世界最基本的手段和重要方法。充分利用生活中的各種資源，開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，可以將生活與實(shí)驗(yàn)緊密結(jié)合，有利于激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的樂趣，發(fā)展探究能力，形成物理觀念，養(yǎng)成勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神，培養(yǎng)物理學(xué)科的核心素養(yǎng)。

一、概念解釋

學(xué)生物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)不同于一般的學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。它是一種由學(xué)生利用生活中的物品、儀器等資源，自主提出問題、自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)、自主分析總結(jié)的探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。它是學(xué)生基于生活實(shí)際，從生活中選取實(shí)驗(yàn)資源，利用課堂內(nèi)外的時(shí)間，自主開展的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。學(xué)生對(duì)課堂實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)出現(xiàn)象更明顯、操作更簡(jiǎn)潔的實(shí)驗(yàn)方案；聯(lián)系生活實(shí)際，開展生活小制作，改良生活中的用具等都是學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的重要內(nèi)容。

二、實(shí)施學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的主要途徑

1.在課堂實(shí)驗(yàn)中實(shí)施。

課堂實(shí)驗(yàn)是物理實(shí)驗(yàn)的重要組成部分，由于實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等原因，很多實(shí)驗(yàn)存在現(xiàn)象不明顯、可見度不高的情況，因此讓學(xué)生利用生活資源對(duì)課堂實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)是實(shí)施學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的一條有效途徑。例如，關(guān)于探究“二力平衡的條件”的實(shí)驗(yàn)，蘇科版初中物理教材的實(shí)驗(yàn)中兩滑輪間距離較短，當(dāng)物體受力不平衡做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)由于距離短，速度快，觀察效果較差。在教學(xué)時(shí)可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行了改進(jìn)，采用長(zhǎng)木板固定滑輪組，擴(kuò)大了物體受力不平衡時(shí)加速運(yùn)動(dòng)的空間，延長(zhǎng)了觀察時(shí)間，便于更充分地觀察和分析。

2.在課外實(shí)踐活動(dòng)中實(shí)施。

由于課堂教學(xué)時(shí)間和空間等方面的限制，學(xué)生在課堂上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)往往不夠充分，在課外開展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)則沒有時(shí)間、空間的限制。課外實(shí)踐活動(dòng)中的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)從內(nèi)容選擇上可分成體驗(yàn)驗(yàn)證類、探究規(guī)律類、測(cè)量類和自制工具類等不同類型。

常見的體驗(yàn)驗(yàn)證類實(shí)驗(yàn)有制造“人工造霧”“人工彩虹”等。此類實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生在體驗(yàn)物理現(xiàn)象的基礎(chǔ)上創(chuàng)造性的進(jìn)行思考和設(shè)計(jì)，能有效發(fā)揮出學(xué)生的創(chuàng)造力和智慧。

常見的探究規(guī)律實(shí)驗(yàn)有探究水果電池的電壓與水果種類、電極板間的距離、插入的深度之間的關(guān)系；用微風(fēng)吊扇、發(fā)光二極管等材料研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象等。這類實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生掌握科學(xué)探究的方法，自覺運(yùn)用控制變量法、轉(zhuǎn)換法等進(jìn)行科學(xué)探究活動(dòng)，自主搜集證據(jù)歸納出科學(xué)的結(jié)論，這在培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、科學(xué)推理等創(chuàng)造能力上大有裨益。

常見的測(cè)量類實(shí)驗(yàn)有測(cè)量人對(duì)地面的壓強(qiáng)、紙錐下落的速度、水的比熱容等。此類實(shí)驗(yàn)測(cè)量原理簡(jiǎn)單，但為了使測(cè)量出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確，學(xué)生需要開動(dòng)腦筋，改進(jìn)測(cè)量方法，全面細(xì)致考慮減少誤差的辦法，對(duì)學(xué)生思維、計(jì)算等方面綜合能力的培養(yǎng)作用巨大。

常見的制作類實(shí)驗(yàn)有制作潛望鏡、密度計(jì)、浮沉子、電磁繼電器、水火箭等。此類實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生具備較高的設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手操作能力。在將所學(xué)的物理知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際問題中，學(xué)生會(huì)遇到很多的挑戰(zhàn)。而正是經(jīng)歷了這樣的過程，學(xué)生科學(xué)精神等核心素養(yǎng)才能逐漸形成。

3.在課外實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目過程中實(shí)施。

學(xué)生個(gè)體的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)活動(dòng)是單一的、局限的，組建學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)活動(dòng)興趣小組，可以發(fā)揮集體的智慧和力量，更全面、綜合地考慮問題，共同解決遇到的困難，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作精神。此類創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)活動(dòng)是學(xué)生基于對(duì)生活中存在的問題的觀察，提出有價(jià)值的課題開展調(diào)查研究，并自行提出優(yōu)化解決的方案，通常以項(xiàng)目研究的形式進(jìn)行。例如，針對(duì)節(jié)能環(huán)保情況的調(diào)查，學(xué)生需要首先對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行分組（如分成家用、工廠、交通用電節(jié)能等小項(xiàng)目）進(jìn)行研究，然后制訂研究計(jì)劃，進(jìn)行走訪調(diào)查搜集有關(guān)的數(shù)據(jù)，再運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析，提出改進(jìn)辦法和節(jié)能方案建議，最終形成報(bào)告。學(xué)生在這樣的項(xiàng)目研究的過程中需要走進(jìn)社會(huì)，了解社會(huì)，學(xué)會(huì)與人交往的技巧，需要與組內(nèi)成員分工協(xié)作，同時(shí)還需要綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，思考解決方案，創(chuàng)造地解決問題。

三、實(shí)施學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)的優(yōu)化策略

開展學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，在促進(jìn)學(xué)生增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)動(dòng)手動(dòng)腦能力，培育物理學(xué)科的核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力等方面作用巨大。那么，如何才能有效實(shí)施學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，并取得較好的效果呢？在實(shí)施過程中，我們還需要做好以下幾點(diǎn)：

1.激發(fā)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的積極性。

興趣是最好的老師，當(dāng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)充滿了興趣，則可以長(zhǎng)久的保持實(shí)驗(yàn)的熱情。在實(shí)施的過程中，教師可以采用競(jìng)賽、作品展示、評(píng)比等形式和多種手段激發(fā)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的積極性和主動(dòng)性，以使學(xué)生能長(zhǎng)時(shí)間保持實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的興趣。

2.強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)方法的培訓(xùn)與指導(dǎo)。

學(xué)生是創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的實(shí)踐者，他們只有掌握了一定的科學(xué)探究的方法和設(shè)計(jì)方案、動(dòng)手實(shí)踐、收集證據(jù)等能力，才能在自主的實(shí)驗(yàn)過程中取得良好的效果。教師需要在日常的教學(xué)中加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的培訓(xùn)、學(xué)習(xí)與指導(dǎo)。教師可以采取在課堂教學(xué)中滲透、舉行專題培訓(xùn)等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，以使學(xué)生具備一定的科學(xué)探究的素養(yǎng)和能力。

3.構(gòu)建相互協(xié)作的實(shí)驗(yàn)小組。

讓學(xué)生根據(jù)個(gè)人興趣、性格、居住地等自由組合，組成合作小組，這樣可以利用集體智慧解決問題，又可以培養(yǎng)學(xué)生的合作精神，同時(shí)也可以達(dá)到相互監(jiān)督，相互促進(jìn)的效果。

4.豐富學(xué)生的評(píng)價(jià)與成果展示方式。

科學(xué)合理的評(píng)價(jià)激勵(lì)機(jī)制和豐富的成果展示方式，能讓學(xué)生獲得成功的體驗(yàn)，推動(dòng)學(xué)生自覺進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)活動(dòng)?？梢宰寣W(xué)生以現(xiàn)場(chǎng)操作、作品展示、播放視頻資料和圖片、開展小論文、調(diào)查報(bào)告、手抄報(bào)評(píng)比等形式進(jìn)行展示交流，對(duì)表現(xiàn)優(yōu)異的學(xué)生可以頒發(fā)獎(jiǎng)狀獎(jiǎng)品。評(píng)價(jià)可以擴(kuò)大到年級(jí)、學(xué)校等層面，還可以向家長(zhǎng)發(fā)放嘉獎(jiǎng)令，通過家校合力更好地激發(fā)學(xué)生的積極性。