依托低成本物理實驗提升學生創(chuàng)客素養(yǎng)

孟萬青

初中物理實驗器材的來源是多方面的：一種自上而下源于政府層面，比較正規(guī)，比較統(tǒng)一;另一種自下而上源于個人層面，后者可稱為“低成本”或“非常規(guī)”實驗器材，具有“簡易、方便、靈活”之特點。盡管利用“低成本”自制器材進行實驗操作成為“受不確定因素影響最多的環(huán)節(jié)”，但因為其“材料易獲、操作簡單”等優(yōu)勢，反而成為學生喜聞樂見的一項活動，被廣大師生所青睞。初中階段的物理教學中，正規(guī)實驗要重視，不可或缺，但低成本物理實驗同樣不可或缺——做精做實低成本物理實驗過程及應用，不僅僅是資源支撐上的助力，也是技術(shù)支撐上的助力，能更好地培養(yǎng)學生的動手能力、提高其實踐素養(yǎng)、提升其創(chuàng)客素養(yǎng)。

創(chuàng)客素養(yǎng)，有別于一般素養(yǎng)，它指向創(chuàng)造、創(chuàng)新、造物、分享、開放等，是中學生學習中最需要的素養(yǎng)，是創(chuàng)業(yè)及建設偉大祖國所不可或缺的素養(yǎng)。具備創(chuàng)客素養(yǎng)，能更好地助力學習中重難點的解決，助力學生核心素養(yǎng)的落地生根。創(chuàng)客素養(yǎng)源于豐富的生活、高度的自主以及開放的格局。而這恰恰是低成本物理實驗所需的。初中物理實驗探究既要注重正規(guī)實驗，也要注重低成本實驗。注重生活性，讓實驗與現(xiàn)實深度對接，低成本物理實驗才能開展得更好;注重自主性，讓放權(quán)成為實驗探究中的常態(tài)，才是低成本物理實驗的應有之義;注重開放性，讓實驗場域的開放、難度的開放和技術(shù)的開放，助力高效實驗的開展與推進，低成本物理實驗才能步入更好、更深的境界，以此有效提升學生的創(chuàng)客素養(yǎng)。

一、注重生活性，提升創(chuàng)客素養(yǎng)

教育家陶行知說過：“朝著實際生活走，大致不至于迷路?！钡拇_，“朝著實際生活走”，讓物理原理以及所蘊涵的內(nèi)在機理與生活高度對接與印證，才是開展物理實驗的正確方向?！皩嶋H生活”中不乏鮮活的物理現(xiàn)象，包括物理實驗器材和實驗場域皆與生活息息相關。低成本物理實驗尤其要源于生活而服務于生活，揭示生活現(xiàn)實，提升生活質(zhì)量，要在生活這個大熔爐中演繹物理的真相、奧妙與神奇。在此期間，因為一些巧妙點子的產(chǎn)生，因為解決實際問題的多樣化和創(chuàng)新性態(tài)勢，因為生活現(xiàn)象與物理現(xiàn)象的不斷印證，學生的創(chuàng)客素養(yǎng)一點一滴地提升。

例如，人教版初中物理“聲現(xiàn)象”的教學中，完全可以用一些生活中常見的器材進行低成本實驗活動。比如，喝水的高腳杯完全可以取代教材中指定安排的音叉。如果學生能找到生活中其他常見的器材，如口哨等，能有力地驗證聲音，都應得到提倡，都不妨讓學生深入其中進行有意義的開發(fā)與實踐。通過這些低成本實驗器材的尋找和實踐，學生意識到生活中處處有物理，只要用心，隨時隨地都可以驗證物理理論與物理現(xiàn)象，都可以產(chǎn)生靈感、激活思維、提升素養(yǎng)，而這正是創(chuàng)客素養(yǎng)所不可或缺的。

（一）在由此及彼中促思維的轉(zhuǎn)化

物理學習應由易到難，由此及彼，螺旋上升。物理實驗也應由淺層次進入高層次，舉一反三，為學生創(chuàng)客素養(yǎng)的形成奠定基礎。上述“水樂器”實驗如果僅僅停留在聽聲音高低的程度，那么，學生思維的轉(zhuǎn)化就是一句空話，更不用談創(chuàng)客素養(yǎng)的提升。所謂的“由此及彼”應由個別到普遍、由個案到全面、由點到面，從一個更高的層面上分析物理知識的內(nèi)在機理，洞開學生的多重視域。教師不妨追問學生：聲現(xiàn)象在水中如此，那么在空氣中呢？在固體中呢？能否從生活中找到一些簡單的材料驗證聲音的特性呢？在這樣的追問與鼓勵中，梳子、鋼尺、玻璃、衣服架等“低成本”器材出現(xiàn)在實驗中，各種各樣的低成本實驗活動先后展開……在這樣的由此及彼中，諸如“聲音的響度、音調(diào)、音色”，以及“聲音可以在不同介質(zhì)中傳播”等概念，自然而然地進入學生的認知結(jié)構(gòu)中，鮮明地貯存在學生的記憶庫中。更重要的是在此期間，學生的思維進一步被拓寬，其靈活性、批判性和創(chuàng)新性得到提升，思維品質(zhì)在更廣的層面上得以強化，創(chuàng)客素養(yǎng)得以提升。而這同樣離不開“生活化”理念的強力滲透。

（二）在場域轉(zhuǎn)換中促思維的靈活

低成本實驗在于一個“隨”字——隨時、隨地。實驗室里意猶未盡時，不妨轉(zhuǎn)換到生活這個大舞臺中，于無痕間觸摸物理現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)物理更多鮮活的乾坤。因為這樣的“隨”，所以學生能自由靈活地進行嘗試與探究，而這對學生創(chuàng)新思維的激活與創(chuàng)客素養(yǎng)的提升是有好處的?！奥暚F(xiàn)象”的教學中，從水的場域轉(zhuǎn)換到固體的場域或空氣的場域，就是一個明顯的例證。還可以從自然場域轉(zhuǎn)換到人工場域，從課內(nèi)轉(zhuǎn)換到課外，如聽聽風聲、水聲、機器的聲音……如此，因為場域轉(zhuǎn)換，學生的思維變得更靈活，眼界更為開闊，很多認識超越了本教材或本實驗，而這恰恰是創(chuàng)客素養(yǎng)提升了學生更加孜孜以求的理想境界。這樣的場域轉(zhuǎn)換，隱含教師對物理學習一種更加美好的期盼，那就是，相對固定實驗室的物理學習而言，因為隨時隨地的實驗能更加激活學生的創(chuàng)新因子，能更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)客素養(yǎng)。在此期間，學生勤于動手的習慣的養(yǎng)成、實驗經(jīng)驗的不斷積累、科學精神的點滴培養(yǎng)，以及在此過程中閃現(xiàn)出的創(chuàng)造之光，無疑是實驗中更重要的目標。

二、注重自主性，提升創(chuàng)客素養(yǎng)

物理實驗探究中，教師嚴謹?shù)闹笇Р豢苫蛉保伞胺觥钡健胺拧蓖瑯硬豢苫蛉?。尤其是在低成本物理實驗中，更需要教師的充分放?quán)。包括實驗計劃的撰寫、低成本實驗器材的開發(fā)、實驗小組的分工及責任、實驗過程的推進及反饋、實驗結(jié)果的總結(jié)及實驗的改進，都應充分發(fā)揮學生的自主性。大面積的自主才有高質(zhì)量的回報——自主經(jīng)驗的積累、實驗步驟的熟稔、創(chuàng)客思維的激活等，都是自主探究的結(jié)果。一方面，自主源于“由內(nèi)到外”，因而學生具有更大的熱情與行動力;另一方面，自主源于對新事物與新實踐的探究，因而具有原創(chuàng)意義和實踐意義，對學生創(chuàng)客素養(yǎng)的提升意義重大。

例如，在人教版初中物理“透鏡”的學習中，教師可以鼓勵學生用銅絲自制“水膜透鏡”，其圓環(huán)如果進入水中就會形成水膜，具有透鏡的作用，放大或縮小圖像只需在水的“有無”方面進行改變。如果自制的水膜透鏡容易破裂，同時所觀察到的范圍較大或較小，都可以在自主猜想的基礎上進行改進與驗證。這樣的實驗簡單，容易操作，更方便于學生得出實驗結(jié)論，更有利于其創(chuàng)客思維的形成，因而值得師生邁出建設性與創(chuàng)新性的步伐。

（一）以好奇心促創(chuàng)客素養(yǎng)的提升

教師除了要重視學生的自主性，也要保護學生的好奇心。好奇心是學生的天性，需要教師加倍呵護;好奇心是低成本實驗得以深入開展的動力源，是學生自主力得以提升的根本保證，是學生創(chuàng)客素養(yǎng)得以提升的催化劑。物理學的發(fā)展、物理產(chǎn)品的開發(fā)和人類社會的進步，都離不開好奇心的激發(fā)與作用。同樣的，學生具備了好奇心，樂于進行低沉本實驗器材的開發(fā)，才能較好地解決實驗中的重難點，才能步入物理學的深處，發(fā)現(xiàn)更精彩、更神奇的物理真相。物理教師應小心翼翼地喚醒學生的好奇心，通過情境課件激活學生的好奇心。比如，在“透鏡”的學習中，新課伊始，教師不妨創(chuàng)設一個情境：“荒野中沒有縱火者，沒有人為行動，居然‘無緣無故地發(fā)生了火災，為什么啊？”進一步通過高新技術(shù)給學生呈現(xiàn)大量的塑料瓶。學生在深入思考后明白了，原來是類似于凸鏡功能的塑料瓶聚焦了高溫，引發(fā)了火災。教師進一步引導：“一個塑料瓶居然就能充當透鏡，我們能否自己制作一個透鏡呢？”如此，在濃濃好奇心的推動下，學生自找材料、制作實驗器材的行動開始了。其間，學生創(chuàng)新意識的激發(fā)、科學探究的精神、核心素養(yǎng)的發(fā)展，無疑成為低成本物理實驗中更加重要的目標。

（二）以挑戰(zhàn)心促創(chuàng)客素養(yǎng)的提升

僅有好奇心是不夠的。初中物理低成本實驗要想步入更加精彩的境界，還需學生的挑戰(zhàn)心。學生愈挫愈勇，才能發(fā)現(xiàn)更多，收獲更多;敢于“啃硬骨頭”，才能較好地提升創(chuàng)客素養(yǎng);勇于一追到底，低成本實驗的良性才能一點一滴地顯示。由好奇心到挑戰(zhàn)心，就是由一般思維到創(chuàng)客思維的過渡，值得學生邁出建設性與創(chuàng)新性的步伐。學生具備了挑戰(zhàn)精神，相應地，自主力也就得到了提升。比如，在“水膜透鏡”的改進中，一部分學生用色拉油代替水，得出液體的黏稠度與液膜直徑的關系的結(jié)論。這樣的挑戰(zhàn)中盡管存在一些問題，但仍然值得提倡，至少此實驗已經(jīng)超越了實驗原有的邊界，對學生是一種“溢出”的感覺，因而其創(chuàng)客思維的培養(yǎng)也就在水到渠成中。如此的挑戰(zhàn)彰顯了教師對低成本實驗的信心，也彰顯著一種更美好的遠景，那就是相對淺層探索而言，學生深入自主實驗的深處求證物理現(xiàn)象的多元化，以及在求證探究中凸顯的創(chuàng)造之光，無疑是物理實驗探究中更理想的境界。

三、注重開放性，提升創(chuàng)客素養(yǎng)

創(chuàng)客教育的特點之一是“開放創(chuàng)新、探究體驗”。低成本物理實驗也應在開放的心態(tài)中向前推進?！鞍磮D索驥”的實驗應予以摒棄，原地踏步的理念應予以更新。創(chuàng)客視角下，初中物理低成本實驗應在開放性之路漸行漸深。開放，不是天馬行空，而是基于物理真相而開放實驗器材、場域及呈現(xiàn)方式。由點到面，由內(nèi)到外，由一方小天地到天地大課堂，物理低成本實驗將會有更多新精彩。

比如，在“光的反射”學習中，學生對那些正規(guī)的實驗不感興趣，反而對空杯和水杯下硬幣的出現(xiàn)與消失大有興趣。這是因為這個實驗似游戲又似魔法，具有神奇的效果。由此學生明白了其原理，明白不過是光線進入水中被反射或被折射的緣故。道理很簡單，卻強烈地吸引了學生的眼球，這正是開放理念滲透物理實驗的結(jié)果。

教本或教參做如是規(guī)定，實驗材料的獲取做如是計劃，并不意味著師生一定要照章辦事。教師應引領學生以開放的心態(tài)經(jīng)常進行反思：還可以用什么器材？還可以通過什么樣的思路創(chuàng)新實驗？有沒有更有趣、更有意義的實驗？在這樣的反思中，學生的創(chuàng)客素養(yǎng)必將一步步落地生根。

教師應在以下三方面推進低成本實驗。

（一）以場所的開放促視域的洞開

物理實驗的場域如果能做到“移步換景”，意味著開放性場域?qū)W生創(chuàng)客思維的促進。引領學生隨時、隨地、隨意地進行低成本實驗，很容易及時捕捉靈感，及時反饋總結(jié)，及時進行思維的進階和行動的深入。實驗室、教室、野外、家中等，凡是能助力學生理解物理真相的地方，都可以成為學生的探究室或“實驗”場域。仍以“光的反射”的學習為例，街道兩旁建筑物中的玻璃、低洼里的一塊冰、晚上螢火蟲的綠光、多面或凹下去的石頭等均可以作為低成本實驗的器材。無形間、無痕間、無意間的實驗，于不經(jīng)意間喚醒了學生，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)客思維，提升了學生的學習能力。

（二）以適度的開放促全體的兼顧

低成本物理實驗既然具有“方便、就近、靈活”的特點，那么就應“覆蓋所有的學生”?！案采w所有”并非一定要整齊劃一，而是分層兼顧，力爭讓學困生“吃飽”，讓優(yōu)秀生“吃好”——學困生學會基本操作，中等生學會靈活應用，優(yōu)秀生進一步拓展和提高。低成本實驗中同樣需要以適度的開放促全體的兼顧，無論是實驗器材的開發(fā)，還是實驗過程的推進及深入，都應視不同個體而有所區(qū)別與針對。在“光的反射”的實驗中，學困生進行硬幣消失又出現(xiàn)的實驗，優(yōu)秀生進行自行車尾燈為什么發(fā)光的探究，因人而異，力爭使每一個學生都有所收獲，力爭每一個普通的學生都能嬗變?yōu)榫哂袆?chuàng)新能力的創(chuàng)客。而這正是低成本實驗中提升學生創(chuàng)客素養(yǎng)的應有之義。

（三）以技術(shù)的開放促實驗的清晰

盡管低成本實驗之手工痕跡強、徒手過程多、作品質(zhì)量“差”，但這并不妨礙其材料或過程呈現(xiàn)在網(wǎng)絡平臺上。反過來說，正因為低成本實驗環(huán)境中的實驗過程有粗糙的嫌疑，所以更應通過高新技術(shù)的介入而讓其變得清晰可見，以便改進或反饋。教師應活用、善用、深用高新技術(shù)（包括教育云平臺、希沃7、“互聯(lián)網(wǎng)+”等），讓低成本實驗的每一個細微處清晰地顯示，方便學生觀察，讓更多人關注、參與、評價、改進，讓其正效應充盈在更大更廣的時空內(nèi)，而這也正是創(chuàng)客理念中“玩轉(zhuǎn)信息技術(shù)”的有力體現(xiàn)。在“光的反射”實驗中，水膜透鏡演繹的魔幻效果，利用多次反射照亮陰暗處的小球等富有情趣的過程或畫面，都可以以美圖或微視頻的方式發(fā)布到微信群或釘釘群。

四、結(jié)語

總之，好的物理實驗應是“對實驗器材的‘造和對實驗各要素的‘創(chuàng)”。做精做實這樣的“造”和這樣的“創(chuàng)”，學生的思維必將得到多重滋養(yǎng)與鍛造，學生的創(chuàng)客素養(yǎng)必將一步步提升。初中物理教師應該做好多種角色：是低成本實驗的鼓勵者、引領者和更新者，引領學生在輕松、有趣的實驗中得到多重淬煉與滋養(yǎng);應該是創(chuàng)客活動的組織者和拓展者，組織學習在搖曳生姿的創(chuàng)客活動中發(fā)現(xiàn)更多創(chuàng)意，并努力把創(chuàng)意變成現(xiàn)實;應該是學生科學探究的引路人，進一步拓展探究之路，使之愈來愈寬，引領學生在物理和實驗的密林中發(fā)現(xiàn)更多、創(chuàng)造更多、收獲更多。

（左毓紅）