摘 要: 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是中專物理教學(xué)的重要組成部分,實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果直接關(guān)系到物理教學(xué)的效果,因此中專物理教學(xué)階段對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)都比較重視。作者結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐,對(duì)經(jīng)濟(jì)型物理實(shí)驗(yàn)思想認(rèn)識(shí)和經(jīng)濟(jì)物理實(shí)驗(yàn)的教育價(jià)值進(jìn)行了闡述。
關(guān)鍵詞: 中專經(jīng)濟(jì)型物理實(shí)驗(yàn) 思想認(rèn)識(shí) 教育價(jià)值
物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是中專物理教學(xué)的重要組成部分,實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果直接關(guān)系到物理教學(xué)的效果,因此中專物理教學(xué)階段對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)都比較重視。我們不僅要重視對(duì)經(jīng)濟(jì)型物理實(shí)驗(yàn)的開發(fā)與應(yīng)用,而且要重視在教育理念方面做深入研究,使經(jīng)濟(jì)型實(shí)驗(yàn)?zāi)芨玫匕l(fā)揮探究性教學(xué)效果,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新能力的發(fā)展,促使教師觀念轉(zhuǎn)變。
一、經(jīng)濟(jì)型物理實(shí)驗(yàn)思想認(rèn)識(shí)
經(jīng)濟(jì)型實(shí)驗(yàn)是指用日常生活中容易得到的,便宜的甚至是廢舊的材料,自己加工成的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)器材設(shè)備和科技作品等。使用身邊隨手可得的物品進(jìn)行探究活動(dòng)和各種物理實(shí)驗(yàn),可拉近物理學(xué)與生活的距離,讓學(xué)生深切地感受到科學(xué)的真實(shí)性,感受到科學(xué)的社會(huì)性,科學(xué)和日常生活的關(guān)系,不能把低成本實(shí)驗(yàn)僅僅看做解決設(shè)備不足問題的權(quán)宜之計(jì),應(yīng)當(dāng)重視在新課程理念下低成本實(shí)驗(yàn)在探究學(xué)習(xí)過程的作用和價(jià)值。由于這些物品本來(lái)的用途并不是用來(lái)做物理實(shí)驗(yàn)的,所以這種做法本身就是一種創(chuàng)新。設(shè)計(jì)巧妙的低成本實(shí)驗(yàn)具有很好的實(shí)用性、新穎性和創(chuàng)新性。
經(jīng)濟(jì)型物理實(shí)驗(yàn)特點(diǎn):
(1)經(jīng)濟(jì)型實(shí)驗(yàn)材料便宜和生活化。經(jīng)濟(jì)型實(shí)驗(yàn)材料來(lái)源于生活中的用品,隨手可得的廢舊物品,甚至廢棄物品,價(jià)值低廉的器材,這些材料易取得,成本低廉,甚至有些不用花錢。如:木條、紙張、鐵皮、塑料管、可樂瓶、氣球、一次性注射器、海綿、鐵釘、一次性杯子、玻璃杯、硬紙片、廢舊電器或電子元件,等等都可以作為很好的材料。
(2)經(jīng)濟(jì)型實(shí)驗(yàn)制作簡(jiǎn)單。這些價(jià)值低廉的材料通過巧妙設(shè)計(jì),能使裝置簡(jiǎn)化??上扰囵B(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)基本的鉗工,木工、玻璃加工、焊接技術(shù)。這樣學(xué)生就可以自己動(dòng)手制作了。如:用木塊加工小車,用玻璃等制作連通器,利用豆?jié){杯和細(xì)長(zhǎng)塑料管制作“帕斯卡裂桶”實(shí)驗(yàn),利用吸管紙杯制作溢水杯,設(shè)計(jì)控制電路,等等。這些實(shí)驗(yàn)制作簡(jiǎn)單、成本低,但技術(shù)含量不低。
?。?)經(jīng)濟(jì)型實(shí)驗(yàn)激發(fā)興趣。經(jīng)濟(jì)型實(shí)驗(yàn)取材簡(jiǎn)單,生動(dòng)有趣,使學(xué)生樂于從這些常見的生活用品所發(fā)生的現(xiàn)象中探索物理本質(zhì),增加了對(duì)物理的親近感,低成本實(shí)驗(yàn)材料處處可尋,實(shí)驗(yàn)人人會(huì)做,現(xiàn)象往往出乎意料,從而引起學(xué)生追根求源的探索興趣和激情。例如:用漏斗向下吹乒乓球,球不會(huì)下落,反而上升?!霸也粻€的雞蛋”,把雞蛋放在細(xì)沙上面,再依次壓上鐵塊磚塊,然后用錘子猛力將磚砸碎,這些雞蛋卻毫發(fā)不損。這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象反常,有利于啟發(fā)學(xué)生思維,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
二、經(jīng)濟(jì)型物理實(shí)驗(yàn)的教育價(jià)值
經(jīng)濟(jì)型實(shí)驗(yàn)的教育理念體現(xiàn)在成本低而教育理念意義不低。用經(jīng)濟(jì)型實(shí)驗(yàn)可以促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主探究,也對(duì)教師的創(chuàng)新能力提出較高要求。對(duì)事物對(duì)低成本實(shí)驗(yàn)的教育價(jià)值的研究,我做了如下一些探討。
1.有利于喚起學(xué)生探究的興趣和好奇心
興趣是最好的老師。學(xué)生學(xué)習(xí)的原動(dòng)力主要來(lái)源于對(duì)事物的興趣和好奇心,學(xué)習(xí)過程應(yīng)該是學(xué)生釋放興趣的過程,是好奇心不斷得到滿足的過程。這樣學(xué)習(xí)就會(huì)成為他們生活的主要組成部分,他們才會(huì)積極主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)。要喚起學(xué)生對(duì)物理學(xué)的興趣與好奇心,必須讓他們關(guān)注實(shí)際生產(chǎn)和生活,關(guān)心現(xiàn)代科技的發(fā)展,關(guān)注身邊事物的變化,因?yàn)閷W(xué)生對(duì)事物越熟悉,感性認(rèn)識(shí)越豐富,容易產(chǎn)生親切感,而經(jīng)濟(jì)型實(shí)驗(yàn)由于它的材料來(lái)源于生活和生產(chǎn)的廢舊物品,經(jīng)過改造后成為實(shí)驗(yàn)器材和儀器,產(chǎn)生的現(xiàn)象和作用與原來(lái)不相同,更容易喚起興趣和好奇,促進(jìn)自主和學(xué)習(xí)的欲望。例如:制作能夠滾上斜坡的“雙圓錐體”,用兩根鋼絲拉成一個(gè)“斜面”,在斜面底端放上一個(gè)“雙圓錐體”。當(dāng)手松開時(shí),奇怪的事情發(fā)生了,雙圓錐體竟從斜面的下方沿斜波向上爬,這是為什么?學(xué)生在物理實(shí)驗(yàn)和生活中經(jīng)常觀察到小球滾下斜、小車滾下斜坡,形成思維定勢(shì),認(rèn)為任何物體在斜面上都會(huì)沿斜面向下滑,然而這個(gè)反常實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就會(huì)激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,引起探究熱情和欲望。
2.有利于培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力和創(chuàng)新能力
教學(xué)改革的主要目的是培養(yǎng)高素質(zhì)的人才。實(shí)踐證明探究性教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題能力和創(chuàng)新能力有獨(dú)到之處。采用低成本實(shí)驗(yàn)探究更能使學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程中創(chuàng)造性地處理問題,從而不僅培養(yǎng)解決問題和創(chuàng)新能力,而且培養(yǎng)收集信息,交流合作等能力。例如:在進(jìn)行《直流電動(dòng)機(jī)》教學(xué)時(shí),我讓學(xué)生自制一個(gè)簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)模型。提供器材:一根1m的漆包線、一小磁鐵、兩根回形針和一塊泡沫及電源和導(dǎo)線。這個(gè)實(shí)驗(yàn)要解決的關(guān)鍵問題是如何改進(jìn)換向器?按照一般思路很可能設(shè)計(jì)出更復(fù)雜而不是簡(jiǎn)化的電動(dòng)機(jī),啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生將線圈引線當(dāng)轉(zhuǎn)軸使用,這樣省去了軸也省去了換向器,但是電流方向無(wú)法改變,為了解決這個(gè)問題,采用一端絕緣漆刮去,而一端只刮去一半絕緣漆采用斷續(xù)供電,只是在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的半周期內(nèi)輸入電流,另一半周期線圈末通過電流不受磁場(chǎng)力作用,但由于慣性線圈運(yùn)動(dòng)并不會(huì)停止。因此要想到這樣簡(jiǎn)化方法。這個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方法其實(shí)很不簡(jiǎn)單,“實(shí)驗(yàn)的教育價(jià)值與實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜程度成反比”,這只能是創(chuàng)新思維的結(jié)果,經(jīng)濟(jì)型實(shí)驗(yàn)還是由于其簡(jiǎn)化體現(xiàn)了創(chuàng)造性思維的成果,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力和創(chuàng)新能力起著促進(jìn)作用。
3.有利于掌握物理知識(shí)和提高科學(xué)素養(yǎng)
科學(xué)素養(yǎng)包括科學(xué)知識(shí)、科學(xué)思維、科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。以低成本探究實(shí)驗(yàn)為平臺(tái),能很好地掌握知識(shí),提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。采用經(jīng)濟(jì)型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究教學(xué),使學(xué)生人人能參與動(dòng)手實(shí)驗(yàn),其物理知識(shí)不再是教師講學(xué)生聽和記,而是學(xué)生自主建構(gòu)發(fā)現(xiàn)知識(shí)。低成本實(shí)驗(yàn)符合學(xué)生的心理特征,對(duì)探究教學(xué)認(rèn)知有積極影響,對(duì)知識(shí)的來(lái)源及過程都會(huì)有積極的推動(dòng)作用,不僅是記憶知識(shí),學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)也更加全面。例如:“燒瓶吞吐雞蛋”實(shí)驗(yàn),去殼的熟雞蛋被燒瓶吞進(jìn)去后“如何再弄出來(lái)”成為一個(gè)難題。我想既然可以利用大氣壓和密閉氣體的壓強(qiáng)差將雞蛋“吞”進(jìn)燒瓶,同樣也可以利用壓強(qiáng)差將雞蛋“吐”出來(lái)。為了便于操作我用試管代替燒瓶,用鵪鶉蛋代替雞蛋,試管口略小于鵪鶉蛋直徑。將試管口朝下在酒精燈上加熱一會(huì),將鵪鶉蛋放在試管口就會(huì)觀察到蛋被吸入,再用酒精燈給密閉氣體加熱,這時(shí)雞蛋又被“吐”出。這個(gè)實(shí)驗(yàn)不僅制作簡(jiǎn)單,現(xiàn)象生動(dòng),而且有利于提高學(xué)生的想象力和解決實(shí)際問題的能力,使學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程。
4.經(jīng)濟(jì)型物理實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)實(shí)踐意識(shí)
實(shí)踐的觀點(diǎn)和意識(shí)是科學(xué)素質(zhì)的重要部分。因?yàn)榻?jīng)濟(jì)型實(shí)驗(yàn)是一種有目的的理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)習(xí)活動(dòng),低成本實(shí)驗(yàn)科學(xué)探究活動(dòng),可使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)理論必須經(jīng)過科學(xué)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn),增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)踐意識(shí)?;顒?dòng)中,學(xué)生要自己動(dòng)手制作實(shí)驗(yàn)器材,又要自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)。例如,水火箭制作:用一個(gè)廢汽水瓶下方側(cè)面粘貼塑料片制成尾翼,用一個(gè)合適的橡皮塞鉆孔后安裝上自行車的氣門芯,就制成了水火箭。將水火箭靠在支架豎放,里面裝入約1/4瓶的水,用自行車的打氣筒通過氣門芯向汽水瓶中壓入空氣,當(dāng)氣打到一定程度時(shí),水火箭一下子便騰空而起十幾米高。水火箭的原理與現(xiàn)代真的火箭都是利用反沖原理。這使學(xué)生能夠有效地體驗(yàn)理論和實(shí)踐的關(guān)系,所以它是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐意識(shí)的不可缺少的重要途徑。
5.經(jīng)濟(jì)型物理實(shí)驗(yàn)有助于開展STS教育
STS是一門研究科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)相互關(guān)系的學(xué)科。將STS的思想內(nèi)容融入到基礎(chǔ)科學(xué)教育之中,即科學(xué)教育中增加了人文色彩。這就是STS教育。選擇與學(xué)生生活聯(lián)系密切的物理素材有助于教學(xué)。例如使用可樂瓶、易拉罐、飲料吸管、泡沫墊等生活中的廢棄物品來(lái)做物理低成本實(shí)驗(yàn),既化廢為寶,體現(xiàn)環(huán)保,又拉近物理學(xué)與生活的距離,讓學(xué)生深切地感受到科學(xué)的真實(shí)性,感受到科學(xué)和生活、科學(xué)和社會(huì)的關(guān)系。對(duì)于與現(xiàn)實(shí)生活、社會(huì)發(fā)展聯(lián)系很緊密的物理科學(xué)來(lái)說(shuō),用身邊的事物來(lái)做低成本物理實(shí)驗(yàn),去解釋和總結(jié)物理規(guī)律,學(xué)生聽起來(lái)熟悉,接受起來(lái)也很容易。例如:用天平和量筒測(cè)量長(zhǎng)江水中的含沙量,根據(jù)連通器、壓強(qiáng)、浮力知識(shí)制作船閘模型等STS教育實(shí)例。不斷發(fā)掘有利于物理教學(xué)和STS教育的低成本實(shí)驗(yàn),將會(huì)豐富我們的課堂教學(xué)。
6.經(jīng)濟(jì)型物理實(shí)驗(yàn)有利于提高教師素質(zhì)
經(jīng)濟(jì)實(shí)驗(yàn)開展對(duì)參與教學(xué)的教師在教學(xué)理念上更加開放,其教學(xué)方法不再單一,而是多元化的課堂。在這樣的教學(xué)理念下,教師只有不斷改進(jìn)教學(xué)方法才能適應(yīng)課堂教學(xué)。利用經(jīng)濟(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)對(duì)教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)要求較高,不僅自己要?jiǎng)邮謪⑴c設(shè)計(jì)和制作,而且要指導(dǎo)和幫助學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作。不僅要有專業(yè)知識(shí),而且要有一定的動(dòng)手能力。這樣教師自然會(huì)自覺加強(qiáng)對(duì)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)和專業(yè)素質(zhì)的提高。
總之經(jīng)濟(jì)型實(shí)驗(yàn)是現(xiàn)代物理教育改革的一個(gè)方向,物理教學(xué)只有通過不斷開發(fā)新的教學(xué)資源,才會(huì)使教學(xué)技術(shù)和理論不斷向前發(fā)展,才能培養(yǎng)出更多創(chuàng)新人才,經(jīng)濟(jì)型實(shí)驗(yàn)的確是一個(gè)可開發(fā)的教學(xué)資源領(lǐng)域。
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