物理來源于實際生活,是對生活現(xiàn)象和規(guī)律的客觀總結(jié),實驗是物理探究最主要的手段,有利于學生感知物理魅力,逐步提升綜合素質(zhì)。應用低成本的自制器具完成物理演示實驗,不僅可以利用自制低成本教育環(huán)節(jié)彌補學校實驗器材的不足,而且還可以激發(fā)學生的積極參與性,通過實驗環(huán)節(jié)增加學生動手動腦的機會,并間接滲透物理學科創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
一、更新物理學習理念,自制低成本器具
應試教育模式下物理學習主要是培養(yǎng)學生的解題能力,有的學校實驗設(shè)備不足和重視程度不足也會影響演示實驗的學習。隨著課程改革的逐步深入,對學生學習能力的培養(yǎng)日益受到重視。利用具體材料的自制器具,可以使得學生從理論和實踐的統(tǒng)一中學習物理知識,轉(zhuǎn)變了物理知識獲得的途徑,提升了演示實驗的學習效果。教師需要結(jié)合演示實驗提供足夠多的器具材料和設(shè)計指導,學生在動手操作針對不同的演示實驗的自制器具時,要注意安全,并借助自制器具加深對物理規(guī)律和現(xiàn)象的認知。
例如,做“機械能的相互轉(zhuǎn)化”實驗時,可利用廢水管和木板設(shè)計機械裝置,將廢水管用刀挖掉一半以方便觀察,在木板上鉆出的3組圓孔的孔的大小要有區(qū)別,在實驗演示中讓不同質(zhì)量的重物砸到孔上觀察效果,通過實驗展現(xiàn)重力勢能和質(zhì)量的正比關(guān)系。
二、聯(lián)系學習內(nèi)容,發(fā)揮器具的積極功能
自制器具的實驗價值體現(xiàn)在激發(fā)學生的學習情感,親身體驗和不斷修改完善的過程符合物理學科探究能力的培養(yǎng),發(fā)揮自制器具的積極功能有利于提升物理演示實驗的學習效果。理論知識是自制器具的設(shè)計基礎(chǔ),因此必須利用教材中典型的探究性實驗用自制器具展開實驗,通過明顯的實驗現(xiàn)象觀察提升物理知識直觀性和理論性的學習效率。相對于精密儀器,學生自制器具的功能在于通過簡單的裝置和設(shè)備優(yōu)化設(shè)計和動手過程,引導學生針對出現(xiàn)的問題進行調(diào)整,從而可以最大程度提升自制器具的有效性。
例如,在探究聲音在水中傳播的實驗時,可以以聲音傳播作為核心知識點進行簡單器具的制作,如在一個長方形容器中加入適量的水,用一塊小瓷磚和一根鐵棒在水中敲擊,這樣通過從外面能否聽到聲音來驗證聲音是否可以在水中傳播。
三、重視物理實驗學習,培養(yǎng)動手能力
實驗是物理探究的主要形式,利用身邊隨手可得的物品自制低成本器具,可以拉近物理和生活的距離,使學生深切感受到科學探究的一般過程,有利于培養(yǎng)學生的動手能力和實驗素養(yǎng)。低成本器具使得物理實驗學習更具有說服力,強化了演示功能,依據(jù)實驗內(nèi)容精心自制器具可以幫助學生養(yǎng)成發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的良好行為習慣,物理興趣的全面提升,有利于激發(fā)學生的求知欲望,從而鍛煉學生的動手、動腦能力,所以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和科學素質(zhì)需要充分發(fā)揮物理演示實驗的積極功能。動手能力的優(yōu)化提升使得學生在面對具體的物理現(xiàn)象和物理知識時,可以深入思考和精心設(shè)計,通過思維創(chuàng)新和動手制作,把具體的物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)變成簡單易得的物理實驗過程。
例如,在研究聲現(xiàn)象時,可利用廢舊筆筒、竹筒和其他容易獲得的材料進行實驗,體會不同音調(diào)的發(fā)聲。利用廢舊的一次性注射器制作簡單的音調(diào)可變的哨子,去掉注射器的筒底使它的密封效果比用竹筒和木筒的密封性能更好,推拉和音調(diào)改變更容易。
總之,物理演示實驗中利用自制低成本器具進行探究,有利于培養(yǎng)同學們的動手能力和實驗技能,為后續(xù)物理的學習打下基礎(chǔ)。
作者單位:新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第十二師西山農(nóng)場學校