“雙減”政策下物理課后服務(wù)路徑探索
——以簡易趣味化實(shí)驗(yàn)為例

溫州大學(xué)數(shù)理學(xué)院(325035) 吳 釩 魏 萌 羅海軍

中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳出臺的《關(guān)于進(jìn)一步減輕義務(wù)教育階段學(xué)生作業(yè)負(fù)擔(dān)和校外培訓(xùn)負(fù)擔(dān)的意見》(簡稱“雙減”政策)明確指出，要減輕學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)、校外培訓(xùn)負(fù)擔(dān)；高質(zhì)量利用學(xué)生在校時(shí)間，大力提升教育教學(xué)質(zhì)量，滿足學(xué)生的多樣化需求等。簡易趣味化實(shí)驗(yàn)是一種學(xué)生在動手基礎(chǔ)上進(jìn)行思維創(chuàng)造，通過靈活運(yùn)用已學(xué)知識開展實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)方式，其實(shí)驗(yàn)過程既具趣味性，也具有一定的科學(xué)性。既可以鞏固課堂學(xué)習(xí)的內(nèi)容又可以培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，從中獲得成就感、滿足自我效能感[1]。因此，在“雙減”政策的指導(dǎo)下，將簡易趣味化實(shí)驗(yàn)引入到課后的學(xué)習(xí)生活中去，一方面可以幫助學(xué)習(xí)困難的學(xué)生鞏固課堂知識，提升學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)自信；另一方面也可以為學(xué)有余力的學(xué)生拓展學(xué)習(xí)空間、充分挖掘創(chuàng)造潛能，滿足不同學(xué)生對于學(xué)習(xí)多樣化的需求。本文基于“雙減”政策這一大背景，介紹幾種簡單、趣味的實(shí)驗(yàn)活動，力求充分利用課后服務(wù)時(shí)間盡可能多地滿足學(xué)生的各種學(xué)習(xí)需求。

1 力學(xué)實(shí)驗(yàn)活動——“飛轉(zhuǎn)的鐵絲”

力學(xué)部分是中學(xué)物理知識的基礎(chǔ)，同時(shí)也是物理教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)。力學(xué)現(xiàn)象在生活中無處不在，初中生已有豐富的生活見聞，想辦法利用好學(xué)生原有經(jīng)驗(yàn)作為物理知識的生長點(diǎn)是我們設(shè)計(jì)教學(xué)的初衷。高速旋轉(zhuǎn)的陀螺往往能激起學(xué)生的興趣，點(diǎn)燃他們的探究激情，而且其中也蘊(yùn)含豐富的力學(xué)知識，因此筆者選擇鐵絲陀螺的制作作為力學(xué)部分的趣味實(shí)驗(yàn)活動。

(1)工具及材料：鐵絲(或銅絲)、鉗子、PVC管等(見圖1)。

圖1 鐵絲陀螺制作工具及材料

(2)實(shí)驗(yàn)過程：截取一段鐵絲，借助PVC管將鐵絲卷成陀螺狀，可以將鐵絲上部分彎成圓形，下部分留作轉(zhuǎn)底，如圖2所示。學(xué)生對教師所做的陀螺進(jìn)行模仿，在模仿過程中，教師可以對學(xué)生提出各種要求。例如，怎樣才能讓陀螺轉(zhuǎn)得更久？除了教師給出的范例，是否可以設(shè)計(jì)其他形狀的鐵絲陀螺？你能從中聯(lián)想到哪些物理知識？在解決這一個(gè)個(gè)問題時(shí)，學(xué)生必然會不斷思考，嘗試不同的方法，設(shè)計(jì)各式各樣的鐵絲陀螺，并且積極地利用理論知識解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

(a) (b)圖2 學(xué)生制作的鐵絲陀螺成品及其旋轉(zhuǎn)時(shí)的圖片

(3)實(shí)驗(yàn)剖析：陀螺是一種用來描述物體動態(tài)平衡的典例，里面包含了許多力學(xué)知識，對初中階段的學(xué)生不可全部強(qiáng)加灌輸。陀螺一開始是在生力的作用下開始旋轉(zhuǎn)，而后又在桌面摩擦力的作用下最終停下，應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生用“力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因”來解釋這一現(xiàn)象。在學(xué)生嘗試如何設(shè)計(jì)鐵絲陀螺的形狀以延長其旋轉(zhuǎn)時(shí)間的過程中可以適當(dāng)引入重心的概念作為理論補(bǔ)充。經(jīng)過這樣實(shí)物制作、理論解釋的過程，對學(xué)生興趣的激發(fā)、理論知識的完善和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)都大有裨益。

物理本身就是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理實(shí)驗(yàn)更是開啟物理世界的金鑰匙。為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，教師要嘗試將學(xué)生的天然好奇心轉(zhuǎn)化為物理學(xué)習(xí)的進(jìn)取心。在“雙減”政策的要求下，課后的簡易趣味實(shí)驗(yàn)正是為教師引導(dǎo)學(xué)生的好奇心轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)興趣的重要實(shí)踐方法。在課后簡易趣味化實(shí)驗(yàn)中，我們引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的物理知識進(jìn)行小實(shí)驗(yàn)、小發(fā)明。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生勤動手、多動腦，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)和觀察能力，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)好物理的信心。

2 電學(xué)實(shí)驗(yàn)活動——“懸浮的章魚”

兩種電荷的介紹是初中物理電與磁部分的開端，電荷知識的成功引入是后續(xù)電磁部分有效教學(xué)的前提?！读x務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》中對電荷部分的具體要求是“觀察摩擦起電現(xiàn)象，探究并了解同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引”，并且還要求學(xué)生舉例說明生活中的靜電現(xiàn)象[2]。不少教師對于本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)都是設(shè)法使玻璃棒或橡膠棒帶電去吸引紙屑等輕小物體，雖然實(shí)驗(yàn)易完成，演示成功率高，但演示現(xiàn)象不夠明顯，實(shí)驗(yàn)儀器的尺寸較小，難以照顧到全部學(xué)生。若以“靜電章魚”的演示引入電荷部分教學(xué)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，實(shí)驗(yàn)趣味性更濃、操作性更強(qiáng)，更能激發(fā)學(xué)生的求知熱情和探究欲望。

(1)工具及材料：玻璃繩、PVC管、毛皮、剪刀、塑料板(見圖3)。

(2)實(shí)驗(yàn)過程：取長為30 cm左右的玻璃繩5段，將玻璃繩的一端打結(jié)，從另一端把它多次撕開，一直撕到打結(jié)的地方。將玻璃繩放在塑料板上，然后用毛皮從玻璃繩打結(jié)的地方向另一端摩擦，重復(fù)此方法使玻璃繩帶上靜電。此時(shí)，我們用手拿起打結(jié)的一端，用另一只手去觸碰，玻璃繩將吸附在手上。用毛皮摩擦PVC管一端，將帶靜電的“章魚”扔向空中，將PVC管帶有靜電的一端放在“章魚”下方，此時(shí)會發(fā)現(xiàn)，“章魚”懸浮在空中，如圖4(a)所示。

(3)實(shí)驗(yàn)剖析：靜電章魚的懸浮現(xiàn)象中蘊(yùn)含著摩擦起電、同種電荷相互排斥以及二力平衡等相關(guān)知識。由于毛皮的摩擦使得PVC管和“章魚”都帶負(fù)電荷，將PVC管放置在“章魚”正下方，由于同種電荷的斥力和“章魚”自身的重力大小相等、方向相反，且在同一條直線上，滿足二力平衡條件才使得“章魚”懸浮在空中。

在課后進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，一方面可以鞏固學(xué)生在課堂中學(xué)習(xí)的理論知識；另一方面，通過實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)教具的制作到最后實(shí)驗(yàn)結(jié)果的演示，學(xué)生可以真切地感受到靜電的存在，讓知識不再停留在教材上。學(xué)生除了按照教師展示的成品進(jìn)行制作外，也可以發(fā)揮想象，制作不同的作品，如靜電燈籠，如圖4(b)所示。此外，該實(shí)驗(yàn)的演示也是對學(xué)生動手能力的一種培養(yǎng)和鍛煉，雖然制作過程非常簡單，但實(shí)驗(yàn)演示過程需要一定的技巧，對學(xué)生肢體協(xié)調(diào)能力和手腦并用能力都是一種考驗(yàn)。響應(yīng)“雙減”政策，將該實(shí)驗(yàn)引入到課后的活動中去，既豐富了學(xué)生們的課外生活，又加固了對知識的理解、培養(yǎng)了動手能力，可謂一舉多得。

圖3 靜電章魚制作工具及材料

(a) (b)圖4 學(xué)生制作的靜電章魚和靜電燈籠

3 光學(xué)實(shí)驗(yàn)活動——“神奇的鏡片”

平面鏡成像規(guī)律和透鏡的成像規(guī)律是初中光學(xué)部分最重要的兩個(gè)知識點(diǎn)，而透鏡成像特點(diǎn)的復(fù)雜性、抽象性決定了它注定是學(xué)生光學(xué)知識學(xué)習(xí)的最大“絆腳石”。簡易望遠(yuǎn)鏡由物鏡、目鏡和鏡筒構(gòu)成，物鏡、目鏡都是透鏡，因而我們可以用望遠(yuǎn)鏡的制作、演示來討論透鏡的成像規(guī)律，借此克服學(xué)生的“心魔”。

(1)工具及材料：如圖5所示，1段直徑為5 cm的硬紙筒、1段直徑為4 cm的硬紙筒、雙面泡沫膠、電工膠、1個(gè)直徑為5 cm的凸透鏡、1個(gè)直徑為4 cm的凸透鏡、熱熔膠槍。

圖5 簡易望遠(yuǎn)鏡制作工具及材料

(2)實(shí)驗(yàn)過程：將直徑為5 cm的凸透鏡用熱熔膠粘在5 cm的硬紙筒的一端并加以固定，將此作為單筒望遠(yuǎn)鏡的物鏡。將直徑為4 cm的硬紙筒插入直徑為5 cm的紙筒中，確定合適的長度并在直徑為4 cm的紙筒上用雙面泡沫膠包裹幾層，使其可以完全卡在直徑為5 cm的直筒內(nèi)。將直徑為4 cm的凸透鏡用熱熔膠粘在直徑為4 cm的硬紙筒的外側(cè)，作為單筒望遠(yuǎn)鏡的目鏡。以上就完成了一個(gè)單筒望遠(yuǎn)鏡的制作，如圖6所示。自單筒望遠(yuǎn)鏡的目鏡一端觀看遠(yuǎn)處的景物，根據(jù)實(shí)際觀察效果，可向前或者向后移動目鏡或物鏡調(diào)焦，直至物像清楚為止。

(3)實(shí)驗(yàn)剖析：在《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》中對于本節(jié)內(nèi)容的具體要求是：探究并知道凸透鏡成像的規(guī)律，了解凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用。簡易望遠(yuǎn)鏡的制作正是凸透鏡知識應(yīng)用的實(shí)例，其工作原理如圖7所示，所觀測到的景象是倒立的。該望遠(yuǎn)鏡的物鏡和目鏡都是由凸透鏡構(gòu)成，物鏡直徑稍大，其功能相當(dāng)于一個(gè)照相機(jī)，將遠(yuǎn)

圖6 學(xué)生制作的簡易望遠(yuǎn)鏡成品

圖7 簡易望遠(yuǎn)鏡原理圖

處的景象移近；目鏡直徑較小，相當(dāng)于一個(gè)放大鏡，將移近的景象放大，2個(gè)凸透鏡的合理組合就實(shí)現(xiàn)了“望遠(yuǎn)”的目的。歷經(jīng)望遠(yuǎn)鏡的制作、觀察以及原理的探析后，學(xué)生對于凸透鏡的成像原理已有很好的掌握，后續(xù)還可以自主設(shè)計(jì)出其他類型的望遠(yuǎn)鏡，如以1個(gè)凸透鏡和1個(gè)凹透鏡為鏡片的伽利略式望遠(yuǎn)鏡，以克服景象倒立的缺點(diǎn)。

從上述3個(gè)實(shí)驗(yàn)活動中不難看出，課后趣味化實(shí)驗(yàn)活動對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)、學(xué)習(xí)自信心的建立、理論聯(lián)系實(shí)際能力以及動手能力的培養(yǎng)，有著傳統(tǒng)課堂教學(xué)無可企及的優(yōu)勢。這種形式的實(shí)驗(yàn)活動較傳統(tǒng)的課堂教學(xué)來說，切實(shí)保證了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)主體性，提高了實(shí)驗(yàn)參與度，盡可能多地給出學(xué)生自主創(chuàng)作的空間。通過這一系列的簡易趣味化實(shí)驗(yàn)活動，有效地利用了課后的時(shí)間，激發(fā)了學(xué)生對物理學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣與好奇心，培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散思維能力，活化了物理學(xué)科的知識及其應(yīng)用[3]。

4 總結(jié)

中學(xué)物理教材中的很多實(shí)驗(yàn)都與日常生活實(shí)際密切相關(guān)，教師在課后將物理知識點(diǎn)通過一系列簡易趣味化實(shí)驗(yàn)一一“展現(xiàn)”出來，將學(xué)生認(rèn)為“枯燥”“無用”的物理知識的學(xué)習(xí)變?yōu)樗麄兿猜剺芬?、人人參與的一種課后活動形式。一方面，從根本上轉(zhuǎn)變學(xué)生“物理知識學(xué)習(xí)無用論”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，深刻感受物理知識的實(shí)用性、生產(chǎn)性，并激發(fā)物理學(xué)習(xí)積極性，提高成就動機(jī)，達(dá)到理論的內(nèi)化和情感的升華；另一方面，積極響應(yīng)了“雙減”政策的號召，提高了課后服務(wù)的質(zhì)量，保證了課后服務(wù)時(shí)間，在校內(nèi)滿足了學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)需求?？傊瑢⒑喴兹の痘瘜?shí)驗(yàn)引入到課后的學(xué)習(xí)生活中是有百利而無一害的，而這也對我們中學(xué)物理教師提出了更高的能力要求[4]。