施學(xué)斌　黃文俊

近年來(lái)隨著人們的教育思想與教育觀念的不斷更新，學(xué)生認(rèn)知主體地位逐步得到教學(xué)工作者的重視.高中物理教育也逐步發(fā)生了從生活走進(jìn)物理，從物理走向社會(huì)的變化.現(xiàn)階段物理教學(xué)過(guò)程注重保護(hù)探索興趣，致力于讓學(xué)生“領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧，發(fā)展對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲，樂于探究自然界的奧秘，能體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅.有參與科技活動(dòng)的熱情，有將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)，勇于探究與日常生活有關(guān)的物理學(xué)問題” .

學(xué)生在自主建構(gòu)知識(shí)體系，強(qiáng)調(diào)掌握探究的方法和程序，經(jīng)歷探究的體驗(yàn)和感悟，形成良好的情感和品格，在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，逐步掌握終身學(xué)習(xí)的本領(lǐng) .這就意味著一線教師不能只過(guò)分強(qiáng)調(diào)書本上的理論知識(shí)，忽視學(xué)生動(dòng)手能力方面的培養(yǎng).但目前教學(xué)實(shí)踐中，各種原因?qū)е陆處煵蛔龌蛏僮鰧?shí)驗(yàn)，放棄運(yùn)用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行直觀教學(xué)的做法普遍存在，而這一現(xiàn)象的嚴(yán)重后果是培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才越來(lái)越困難.

1 物理演示實(shí)驗(yàn)面臨的尷尬與挑戰(zhàn)

眾所周知“興趣是最好的老師”.物理是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，各種各樣有趣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，本應(yīng)該讓一群正處于“好奇寶寶”階段的高中生對(duì)此相當(dāng)感興趣的.但是為什么會(huì)有相當(dāng)一部分同學(xué)見到物理題就發(fā)怵？物理課如“緊箍咒”一般讓他們痛不欲生？這些其實(shí)跟教師愿不愿意用實(shí)驗(yàn)來(lái)打動(dòng)他們很有關(guān)系.另外，通信技術(shù)、交互技術(shù)、虛擬技術(shù)等快速發(fā)展能使90后、00后的學(xué)生們用各種各樣的渠道獲得足夠豐富的信息，交互技術(shù)能使得他們的感官“逐步”獲得強(qiáng)烈的刺激反饋，通過(guò)虛擬技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)等學(xué)生可以獲得一樣的信息，但體驗(yàn)更佳，學(xué)生們因此而樂此不疲.漸漸習(xí)慣這些技術(shù)帶來(lái)新鮮感的學(xué)生們，很難滿足枯燥乏味的“一言堂”、“講練式”教學(xué)模式.一些原本可以讓學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，有的老師讓學(xué)生“看黑板”；有的老師用多媒體展示，或運(yùn)用各種軟件“做實(shí)驗(yàn)”，例如“仿真物理實(shí)驗(yàn)室”之類的，并稱之為是“現(xiàn)代技術(shù)的運(yùn)用”；還有相當(dāng)一部分老師更樂于布置實(shí)驗(yàn)試題給學(xué)生做，通過(guò)在學(xué)生的課外《練習(xí)冊(cè)》中的練習(xí)來(lái)考察學(xué)生實(shí)驗(yàn)方法或原理掌握程度情況 .這些類似現(xiàn)象加劇了學(xué)生與物理之間的距離，因此導(dǎo)致上述學(xué)習(xí)現(xiàn)狀.

事實(shí)上這樣做增加了學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)，澆滅了學(xué)生對(duì)物理的積極性，傷害了學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的積極性，更是違背了新課程改革的初衷.長(zhǎng)期下去就使實(shí)驗(yàn)教學(xué)在“應(yīng)試”的泥潭里越陷越深，這一現(xiàn)象在高考總復(fù)習(xí)的時(shí)候表現(xiàn)的更為突出.奇妙有趣，奧秘?zé)o窮的物理課漸漸的變成了依靠公式和定理堆積起來(lái)的大量計(jì)算和推理，過(guò)于抽象的思維使得學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣慢慢降低直到消失.失去了長(zhǎng)久動(dòng)力的學(xué)習(xí)興趣，再優(yōu)秀的同學(xué)也只是教師們培養(yǎng)的一批“高分低能”的學(xué)生，顯然這是不符合國(guó)家新課程改革的初衷的，長(zhǎng)期下去對(duì)國(guó)家的未來(lái)發(fā)展百害無(wú)一利.

但如果能換個(gè)角度想一想：如果我們的物理課像游戲一樣花樣百出，教學(xué)中注重學(xué)生學(xué)習(xí)的每一步變化，鼓勵(lì)學(xué)生大膽動(dòng)手實(shí)踐，認(rèn)同并鼓勵(lì)支持他們.那么教師就不用為學(xué)生學(xué)不會(huì)而發(fā)愁，再也不用為學(xué)生上課開小差，成績(jī)上不去，能力得不到提高而苦惱.因此一線教師必須要設(shè)法通過(guò)豐富多彩的教學(xué)活動(dòng)方式，提高學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的積極性，使得學(xué)生主動(dòng)參與物理課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)，從一個(gè)課堂旁觀者變成課堂參與者，從知識(shí)的被動(dòng)接受者變成主動(dòng)探索者，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.

因此物理學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)決定了實(shí)驗(yàn)不僅是物理教學(xué)的基礎(chǔ)，同時(shí)也是引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)，發(fā)展能力，提高科學(xué)素質(zhì)的基本途徑.一線教師在進(jìn)行物理教學(xué)的時(shí)候，應(yīng)該在傳授知識(shí)本身的同時(shí)，更多的是了解學(xué)生的興趣愛好，了解知識(shí)特點(diǎn)，轉(zhuǎn)變教學(xué)方法，想法設(shè)法使課堂內(nèi)容豐富化、多樣化，改變?cè)械膯我换虒W(xué)模式，使學(xué)生學(xué)有所獲，并且有充足的信心，由被動(dòng)接受變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)、快樂的學(xué)習(xí).

2 開發(fā)生活化元素物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐思考

為了更好的提高、提升學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，教師應(yīng)當(dāng)充分利用各種實(shí)驗(yàn)、小制作，尤其是各種生活化元素的課外小制作，使之成為學(xué)生在科學(xué)探究中所不可或缺的基本內(nèi)容或手段.通過(guò)簡(jiǎn)便易行、生動(dòng)有趣的課外小實(shí)驗(yàn)與小制作，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究的熱情，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際創(chuàng)造能力，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)、熱愛生活的良好情感，培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)、創(chuàng)新精神和動(dòng)手能力，都將是很有意義的.

2.1 利用生活化元素改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)注重科學(xué)性

不能用假象代替真實(shí)的物理現(xiàn)象，不能用錯(cuò)誤概念歪曲物理概念.不論是學(xué)生實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)等，實(shí)驗(yàn)原理的科學(xué)性是其前提，都需要注重實(shí)驗(yàn)原理的正確性和表述實(shí)驗(yàn)的確切性.

例如在學(xué)習(xí)過(guò)《動(dòng)能定理》一節(jié)之后，教學(xué)內(nèi)容過(guò)渡到《機(jī)械能守恒定律》的分析上.兩節(jié)內(nèi)容均為必修2甚至整個(gè)高中物理知識(shí)上的難點(diǎn)：動(dòng)能定理適用范圍廣，適用情形多，且往往能夠簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程，對(duì)同學(xué)們的能力提出了很高的要求；機(jī)械能是從能量守恒角度對(duì)物體經(jīng)歷的物理過(guò)程的總體把握，而能量對(duì)高一同學(xué)而言還是屬于比較抽象難理解的概念.在分析機(jī)械能守恒條件時(shí)并課本上僅僅是通過(guò)一副卡通插圖（圖1）來(lái)說(shuō)明彈性勢(shì)能和動(dòng)能可以相互轉(zhuǎn)化.我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)用于幫助同學(xué)們理解動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，并吸引同學(xué)們的關(guān)注.

實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)如下：每位同學(xué)發(fā)一根橡皮筋，然后用草稿本裁剪出一塊5×3 （cm2）的紙片，經(jīng)過(guò)折疊后對(duì)折，如圖2.松手之后橡皮筋儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為“子彈”的動(dòng)能，因此“子彈”能以較快速度將紙團(tuán)射出，本實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了彈性勢(shì)能與動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化.另外射出之后的“子彈”從高處飛出做平拋運(yùn)動(dòng)，“子彈”的重力勢(shì)能可以轉(zhuǎn)化為動(dòng)能（但這個(gè)過(guò)程很難直觀察覺，可以將上述過(guò)程作為人教版必修2課本78頁(yè)：“問題與練習(xí)”第3題的演示實(shí)驗(yàn)）.

新課時(shí)通過(guò)利用本方案引入，能讓每個(gè)同學(xué)都親身參與到活動(dòng)中來(lái)，可以很好實(shí)現(xiàn)諸如“該過(guò)程有哪些能量，哪些能量相互轉(zhuǎn)化等”問題順利的過(guò)渡.利用生活化元素改進(jìn)的演示實(shí)驗(yàn)?zāi)茏屚瑢W(xué)們親自體驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的自主性.

2.2 利用生活化元素改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)應(yīng)注重簡(jiǎn)易性

實(shí)驗(yàn)取材過(guò)程的易得、制作過(guò)程的簡(jiǎn)單、演示過(guò)程的便利，演示效果震撼是生活化元素開發(fā)的演示實(shí)驗(yàn)教具最顯著的特征之一.制作復(fù)雜、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，不利于教師制作，也容易分散學(xué)生的注意力.不易操作、不易制作、成本過(guò)高的實(shí)驗(yàn)，難以作為教師演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生探究實(shí)驗(yàn)，都不易推廣.

例如為了演示物體的慣性，可以讓學(xué)生表演一下刷牙這個(gè)過(guò)程，在刷完牙之后將動(dòng)作定格在刷牙之后的甩手這個(gè)動(dòng)作上，請(qǐng)同學(xué)分析這個(gè)甩手的動(dòng)作.同學(xué)們通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，就很感興趣“為什么要用牙刷？”“這個(gè)動(dòng)作有什么特別的含義嗎？”……其實(shí)這個(gè)動(dòng)作就是利用慣性，在甩手時(shí)突然停頓，這時(shí)牙刷頭上的水分由于慣性飛離刷頭，從而達(dá)到甩干牙刷頭的目的.如此貼近生活情景且又是如此熟悉的場(chǎng)景，學(xué)生深深體會(huì)到物理來(lái)源于生活，生活處處充滿了驚奇.

又例如在演示液體的表面張力時(shí)，可以用“如何將一口繡花針（硬幣）浮在水面上呢？”這個(gè)實(shí)驗(yàn)引入.學(xué)生們躍躍欲試，可以請(qǐng)同學(xué)們自己動(dòng)手試試看：也許有人會(huì)直接把繡花針（硬幣）放在水上；也許有人會(huì)把繡花針（硬幣）先放在碗底，然后再慢慢注入清水...在嘗試過(guò)程中，或許有同學(xué)試著將繡花針（硬幣）先放在餐巾紙上，然后再把餐巾紙輕輕的平鋪在水上，借助餐巾紙吸水快的特點(diǎn)，等餐巾紙吸水沉入水中，就能發(fā)現(xiàn)繡花針（硬幣）很容易就飄在水上，如圖3.

2.3 利用生活化元素改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象必須直觀性

“千言萬(wàn)語(yǔ)說(shuō)不清，一看實(shí)驗(yàn)就分明”.所謂直觀性，指演示時(shí)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的各種現(xiàn)象易于被學(xué)生的感官感知.物理是一門嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科，其知識(shí)、原理、規(guī)律的表述必須嚴(yán)謹(jǐn)，在理解這些嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼Z(yǔ)言時(shí)，教學(xué)實(shí)驗(yàn)需要做到形象.為了突出教學(xué)效果，避免歧義，一個(gè)實(shí)驗(yàn)最好只展示一個(gè)現(xiàn)象或者說(shuō)明一個(gè)原理，這樣更有利于學(xué)生專注于該專注的問題上，有利于學(xué)生產(chǎn)生思維的火花.

例如微小形變是判斷彈力是否存在的關(guān)鍵，但往往微小形變很難觀察.微小形變可以通過(guò)放大的辦法來(lái)證明它的存在.

原方案：書本上列舉了在有機(jī)玻璃上放一個(gè)倒立的三角形有機(jī)玻璃，由于受到重力作用，而使得接觸面發(fā)生微小形變，微小形變導(dǎo)致有機(jī)玻璃內(nèi)部的光路發(fā)生變化，從而根據(jù)光路變化來(lái)證明發(fā)生微小形變.不足：本方案涉及到光在均勻介質(zhì)中傳播方向不變的光學(xué)知識(shí)，在上彈力這一課時(shí)知識(shí)點(diǎn)還未涉及到光學(xué)相關(guān)知識(shí)，另外有機(jī)玻璃似乎離同學(xué)們生活較遠(yuǎn)，很難獲取.

改進(jìn)方案及制作過(guò)程：找一個(gè)普通的黃酒瓶（一定要找瓶身為扁狀的），用水注滿，在水中滴幾滴紅色眼藥水（其他如黑色鋼筆墨水也可），然后用一個(gè)廢舊的家用溫度計(jì)，小心去除測(cè)溫部分（也可用細(xì)小的吸管替代），將剩余部分用泥巴裹住之后做成一個(gè)瓶塞，蓋住瓶子如圖4.用手去捏瓶身，根據(jù)溫度計(jì)（或吸管中）液面的升降就極容易判斷出玻璃瓶發(fā)生了微小形變.

2.4 利用生活化元素改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)要注重安全性

安全性指實(shí)驗(yàn)制作及演示過(guò)程中，確保實(shí)驗(yàn)儀器和師生的人身安全.生活化元素改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)，由于材料易得，材料沒有做過(guò)嚴(yán)格的安全測(cè)試，加上學(xué)生極易模仿，有危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)必須排除.有些實(shí)驗(yàn)演示時(shí)并不危險(xiǎn)，但學(xué)生如果課外模仿制作容易產(chǎn)生不安全的因素，此類實(shí)驗(yàn)也應(yīng)該盡量通過(guò)諸如安全教育等予以排除.所以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)必須學(xué)會(huì)排除多種可能性，以適應(yīng)學(xué)生的年齡特征.

例如人教版選修3-3教材關(guān)于壓縮氣體做功的演示實(shí)驗(yàn)，如圖5所示，在有機(jī)玻璃筒底放置少量易燃物，例如蓬松的棉花，迅速壓下筒中的活塞，觀察筒底物品的變化.但是課本上演示實(shí)驗(yàn)在實(shí)際操作過(guò)程中存在以下問題：由于活塞和圓筒需要左右手分開固定，因此可能會(huì)因下壓動(dòng)作過(guò)猛導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)者手腕受傷；有時(shí)下壓過(guò)猛，內(nèi)部氣壓迅速增加，還未穩(wěn)定時(shí)若恰好松手，活塞甚至?xí)赡芊磸梻?；往往?huì)出現(xiàn)活塞迅速下壓后，棉花球并不燃燒的現(xiàn)象，同時(shí)還可看到筒中彌漫著大量的乙醚“白霧”，且實(shí)驗(yàn)效果并不明顯.

方案改進(jìn)：將用完的簽字筆芯的筆尖用老虎鉗夾住后拔出，然后將里面殘留的墨水清理干凈.用老虎鉗將其中一端輕輕夾出一個(gè)凹槽（注意不要夾斷或者夾破）.用老虎鉗將自行車車輪的輻條有螺紋的末端剪掉，并用銼刀將末端打磨平整.用筆芯一端在桔子皮上按出一個(gè)孔，將桔子皮壓進(jìn)筆芯內(nèi)，用做好的輻條慢慢將桔子皮推到筆芯凹槽處，然后再次用筆芯在桔子皮上按出另外一片桔子皮，這樣氣壓桔子槍就做好了，整個(gè)裝置的示意圖如圖6.

制作好的桔子槍是通過(guò)多片桔子皮形成一段密閉的空氣柱，用輻條快速推動(dòng)筆芯一端的桔子皮時(shí)，封閉的氣體體積迅速變小，氣體壓強(qiáng)增大，從而推動(dòng)末端桔子皮做功，桔子皮“啪”的一聲，以較快速度飛出.該實(shí)驗(yàn)器材簡(jiǎn)單易得，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，課堂演示時(shí)獲得學(xué)生們的驚嘆，起到了很好的教學(xué)演示效果.實(shí)驗(yàn)取材方便，制作工藝簡(jiǎn)單，沒有任何危險(xiǎn)性，全體同學(xué)都能動(dòng)手去做，在自己制作過(guò)程中可以鍛煉動(dòng)手能力，并能夠通過(guò)看誰(shuí)的桔子槍射程遠(yuǎn)等小游戲調(diào)動(dòng)學(xué)生熱情，從而讓他們感受到學(xué)習(xí)的快樂，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性.

另外，上述在演示機(jī)械能守恒定律的演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，將子彈彈出還是具有一定危險(xiǎn)，可以將其改進(jìn)一下.方案：利用商品外包裝的硬塑料片，取出其中一塊大小約10×5 （cm2），對(duì)折，然后用剪刀剪成圖7形狀.使用時(shí)先將塑料卡片沿虛線對(duì)折，然后用橡皮筋通過(guò)圖中4個(gè)缺口卡住固定.將對(duì)折后塑料卡片往下壓，則卡片張開，使得橡皮筋發(fā)生形變，松手之后，卡片向上跳起，如圖8.整個(gè)橡皮筋勢(shì)能釋放轉(zhuǎn)變?yōu)樗芰峡ㄆ臋C(jī)械能

的過(guò)程形象直觀，且沒有危險(xiǎn)性.上新課用該小實(shí)驗(yàn)引入，同樣起到活躍課堂氛圍，為下文做了很好的鋪墊的作用.

3 利用生活化元素改進(jìn)演示實(shí)驗(yàn)的效果初探

生活化元素改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝置材料來(lái)源豐富，實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)效果明顯，趣味性強(qiáng)，因而學(xué)生的課堂情緒以及學(xué)習(xí)的主動(dòng)性被調(diào)動(dòng)起來(lái).通過(guò)廢舊物品的回收利用，加強(qiáng)學(xué)生節(jié)約資源、增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感，對(duì)促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生積極參與、樂于探究、勇于實(shí)驗(yàn)、勤于思考有積極的作用，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，使其逐步形成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神能產(chǎn)生正面的影響.改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)教具是低成本而智慧不低，成本低而教學(xué)價(jià)值不低.使用身邊隨手可得的物品，甚至是人們認(rèn)為失去價(jià)值的廢舊物品進(jìn)行探究活動(dòng)和各種物理實(shí)驗(yàn)，即可以拉近物理學(xué)與生活的距離，也可以讓他們深切地感受到所學(xué)的物理知識(shí)就在自己身邊，能切身感受到科學(xué)和社會(huì)、科學(xué)和日常生活的關(guān)系，從而側(cè)面提升學(xué)習(xí)物理的興趣.

另一方面，日常教學(xué)中應(yīng)大力提倡開發(fā)或利用日常生活用品作為教學(xué)用具，這些物品本來(lái)的用途并不是進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，然而能夠發(fā)揮創(chuàng)意將其重新利用，這種做法本身就是一種創(chuàng)新.當(dāng)然利用日常生活用品做實(shí)驗(yàn)，對(duì)教師的業(yè)務(wù)素質(zhì)有所要求，加強(qiáng)教師知識(shí)培訓(xùn)和專業(yè)素質(zhì)培訓(xùn)能夠起到指引方向的作用.但有教師可能會(huì)認(rèn)為這樣不僅自己要?jiǎng)邮謪⑴c設(shè)計(jì)和制作，還需要指導(dǎo)和幫助學(xué)生進(jìn)行小制作、小發(fā)明會(huì)加大自身的負(fù)擔(dān).實(shí)際上這種負(fù)擔(dān)大可不必，要相信學(xué)生的創(chuàng)造力和動(dòng)手能力，放開雙手，學(xué)生們無(wú)限的創(chuàng)意將會(huì)讓你大吃一驚.