初中物理“隨手取材”實驗的意義與實踐

王建籌

（東山縣教師進修學校，福建東山 363400）

當前，“核心素養(yǎng)”已成為中小學教育教學研討的主題詞。在義務教育課程標準尚未修訂的情況下，作為義務教育階段的教師也應把學科核心素養(yǎng)有機融入自己的學科教學實踐之中。［1］物理實驗教學是培養(yǎng)物理學科“核心素養(yǎng)”的重要途徑，但當前實驗室配備的實驗儀器從數(shù)量和實驗效果上尚無法滿足培養(yǎng)“核心素養(yǎng)”的需求。此外，由于一些教師覺得每天到實驗室借、還實驗儀器是件麻煩事，加上一些實驗效果難以激發(fā)學生興趣，于是一些教師選擇了少做實驗或利用課件模擬實驗呈現(xiàn)給學生，這不僅讓學生喪失對物理學科的興趣，不利于學生對物理學科知識的掌握，更不利于學生實驗能力和學科思維的培養(yǎng)。為此，筆者認為，應重視利用身邊的生活物品進行物理實驗教學，這種“隨手取材”的物理實驗具有簡易性、體驗性、創(chuàng)造性、生活化的特點，［2］突出從生活走向物理，從物理走向社會，容易激發(fā)學生學習興趣，可以有效彌補利用實驗室儀器在培養(yǎng)學生“核心素養(yǎng)”方面存在的諸多不足。

一、“隨手取材”，一物多用，感受身邊的物理

“隨手取材”就是取材于學生身邊的生活用品和材料。生活中的一切物品、材料都是開展物理實驗的素材，這些身邊的生活物品不僅取材方便，而且拉近了物理與生活的距離，對學生的吸引力強，能夠讓學生深切地感受到科學的真實性，進而讓學生感受到生活中處處是物理，物理就在身邊。如簡單機械中杠桿類的各種剪刀、開汽水瓶的起子、鑷子、食品夾；演示物體形變會產(chǎn)生彈力的彈弓、橡皮筋、乒乓球等物品都可用作實驗材料。［3］有的一件物品就能做多個物理實驗，如將鉛筆芯的一端用酒精燈加熱，過一會兒摸一下鉛筆芯的另一端會覺得燙手，說明鉛筆芯是熱的良導體；讓學生用大拇指和食指分別壓住一端削尖的鉛筆的兩端，感受力的作用效果不僅與力的大小有關(guān)，還與受力面積有關(guān)，并說明力的作用是相互的；在有陽光的地面上豎立鉛筆，地面上就會出現(xiàn)筆的影子，說明光在透明、均勻物質(zhì)中沿直線傳播；在連接好的電路中，將導線的一端與鉛筆芯的一端連接，閉合開關(guān)，讓導線的另一端在鉛筆芯上滑動，通過改變鉛筆芯連入電路的長度，發(fā)現(xiàn)燈泡的亮度隨之變化，直觀地演示了滑動變阻器的原理；利用雞蛋、廢棄礦泉水瓶等都可以一物多用，做多個物理實驗。從效果上看，“隨手取材”實驗具有簡單明了、易于突出事物本質(zhì)的優(yōu)點，能夠避免學生注意力分散在實驗儀器本身，從而導致弱化對實驗現(xiàn)象的觀察。如用激光筆和“水果凍”可做光在固體傳播路徑實驗；往一個礦泉水瓶倒熱水搖動之后把熱水倒掉擰上蓋子，過一會兒可以看到瓶子癟了，實驗證明了大氣壓的存在。這些實驗取材、操作都很簡單，實驗現(xiàn)象卻很明顯，也使得深奧的物理知識形象化，增強了學生對物理的親近感，并逐漸形成了觀察分析自然的物理觀念。

二、用活“物品”，創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)認識沖突

學科知識要轉(zhuǎn)化成學科素養(yǎng)，離不開學科情境的介入與參與，知識的情境化是知識活化并轉(zhuǎn)化為素養(yǎng)的必經(jīng)途徑。［1］“思”源于“疑”，“疑”是“思”的動力，是開啟學習大門的鑰匙。課堂上教師要創(chuàng)設(shè)情境、設(shè)置懸念以增強實驗的趣味性，激發(fā)認知沖突，強化學習動力，促進學生主動建構(gòu)學科知識?！半S手取材”利用身邊的生活物品做實驗具有獨特優(yōu)勢，能夠取得很好的效果。如“認識浮力”一節(jié)，可將底部剪掉的礦泉水瓶瓶口朝下，把乒乓球放入瓶中擋住瓶口，往瓶中加水，看到乒乓球沒有浮起，用手擋住瓶口，則會看到乒乓球浮起，這個現(xiàn)象與學生原有的日常經(jīng)驗產(chǎn)生認知沖突，激發(fā)了學生的求知欲望。再如：在“平面鏡成像”一節(jié)中，教師可以事先準備一個空玻璃杯，在中間插入一個雙面鏡子，在杯中一邊不放任何東西，在另一邊放一朵花，課堂上先向?qū)W生出示不放花的一邊，學生看到的就是一個空杯，用絲巾蓋住后轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，掀開絲巾，學生看到杯中有朵花了，這是“空瓶變花”的魔術(shù)。以上兩個利用生活物品的實驗引入教學，能引發(fā)學生的好奇心，制造認知沖突，使學生處于興奮的學習狀態(tài)。此外，由于教師是利用生活中的物品做實驗，巧妙的構(gòu)思和設(shè)計能讓學生受到鼓舞和啟發(fā)，長期堅持，對學生的科學精神和創(chuàng)新意識能起到潛移默化的熏陶作用。

三、自備“物品”，隨堂動手，增加探究體驗

教學過程中要讓學科知識和學生的思維活起來，首先必須讓學生動起來。求知是實踐、體驗、感悟的過程，離開了個人的體悟，知識是無法轉(zhuǎn)化為素養(yǎng)的。［1］雖然現(xiàn)在各校實驗儀器的配備都很到位，但數(shù)量上還是不能滿足初中生喜歡動手參與探究的需求。為此，“隨手取材”的實驗仍值得大力提倡，它能讓學生每堂課都有更多的動手探究機會，增加了學生探究體驗。做好這個領(lǐng)域的開發(fā)和利用，能夠有效改善學生實踐活動的數(shù)量和質(zhì)量，讓學生在“做”中學，不僅讓學生在愉快中學會科學知識，而且還學到了科學研究方法，提升了科學探究能力。如“電流的磁場”一節(jié)讓每個學生準備一段普通導線，自制通電螺線管，因?qū)Ь€成本低且不難找，人人都有獲得動手的機會，同時，由于學生親手參與了螺線管的繞線，因而輕而易舉就突破了通電螺線管右手定則的教學難點；探究物體振動發(fā)聲時，可讓學生取出文具盒里的塑料直尺平放桌面，尺子的一端伸出桌面，用力撥動伸出的一端，能聽到尺子振動發(fā)出的聲音，用不同大小的力，響度不同，伸出長度不同，音調(diào)也不同。由于這些實驗都是利用日常生活物品做的探究活動，從而消除了學生對物理科學探究的神秘感和畏懼感，進而形成樂于探究的科學態(tài)度。

四、任務驅(qū)動，課外拓展，保持探索熱情

課外實驗具有不受時間、空間、地點限制，且取材更方便，更具可選擇性的優(yōu)勢。學生通過課外實驗能夠增強自主探究能力、獨立思考能力，并從中獲得成就感，對于保持持久的探索興趣與熱情有著重要的推動作用。為此，教師應鼓勵、引導學生課外利用身邊常見物品進行自主探究，讓“隨手取材”物理實驗向課外延伸，把課內(nèi)由于時間所限完成不了的探究活動放在課外實踐，還可以布置一些“隨手取材”的小實驗、小制作、小發(fā)明等作為課外作業(yè)。如：利用身邊的生活物品探究制成雨傘的布料有小孔卻不會漏雨的原因；在學完“凸透鏡”一節(jié)后讓學生課外用裝有水的礦泉水瓶對著太陽光照射，在最亮點處放一個易燃物，觀察現(xiàn)象，并讓學生把車上隨便放礦泉水潛在危險性的科學知識告知父母及他人，培養(yǎng)學生將科學服務于人類的責任感。同時，由于在實驗中會遇到很多問題需要想方設(shè)法解決，這就提高了分析問題、解決問題的能力；還由于學生在課外實驗過程中經(jīng)常遇到缺少某些實驗儀器需要尋找替代品，從而可激發(fā)學生潛在的創(chuàng)造能力。筆者在一個跟蹤班級發(fā)現(xiàn)，在“測量平均速度”實驗中，學生竟能想到用小玻璃球和電線槽做簡易實驗的辦法；一些學生還能對舊設(shè)備進行改造，創(chuàng)作出新作品，如：有位學生受“電鈴”工作原理啟發(fā)制造出了“小雞啄米”的兒童玩具，教師及時讓這位學生在班上展示作品并交流創(chuàng)造過程，大大激發(fā)了班級學生的創(chuàng)作熱情，增強了學生的創(chuàng)新意識，學生由此獲得的成就感，將有助于其終生發(fā)展保持持久的探索熱情。