对学校开展低成本物理实验的建议

卓德才　卢红春

【摘 要】 低成本物理实验能培养学生的语言组织能力和解题规范习惯、提高设计实验的能力和灵活性，进而提高发散思维能力。本文从实现对学生的素质教育为出发点，提出学校开展低成本物理实验的必要性。

【关键词】 素质教育；语言表达；规范；设计能力；灵活性

【中图分类号】G62.23 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）18-00-01

素质教育的重点是培养学生的创新精神和实践能力，为学生的终身学习构建坚实的基础。这就要求教师在授课时必须坚持以学生为本，充分体现学生的主体地位，发挥学生的主观能动性，做到师生之间的良性互动。在学生的学习中，不但让学生熟练掌握书本中的知识，还要让学生做到主动发现知识，使学生也成为真理或物理规律的发现者，而不是一个简单接受知识的容器。为了体现素质教育的这一特点，在物理教学中，学校领导和物理教师要注重把低成本物理实验引入课堂，通过低成本物理实验和教材中已经设计好的实验，让学生发现物理规律、深化理解物理规律。笔者根据多年的教学实践，对低成本物理实验在促进学生的物理学习、对学生全面素质的提高方面，对学校开展低成本物理实验的必要性，提出以下理由。

一、通过低成本物理实验，能提高学生的语言表达能力和规范解题的能力

物理学习是一种复杂的认知活动，如果教师仍旧拘泥于应试教育的思想框架下，只是简单的关注讲、练、考、评的重复，这种枯燥的教学过程会使学生在物理学习时味同嚼蜡，难以激发学生的学习热情，学习的效果可想而知。如果教师积极的转变教学的功利性思维，真正体现物理是一门实验学科这一特点，创造条件尽可能的多用实验把物理规律呈现出来，在这个过程中也让学生设计、改进实验，就会极大的激发学生的潜质，充分调动他们学习物理的积极性。在学生把它们的奇思妙想和同学交流探讨时，为了准确表达自己的观点和见解，学生必定会要尽量使用准确的语言表达实验器材选取的依据、设计实验每一步骤的意图。通过一次次的交流，逐步做到用语规范、科学、准确、简明，提高语言的严谨性和逻辑上的严密性，潜移默化中提高了学生的语言表达能力。

其次，在笔者看来，实验的过程同样等同于解题过程。解计算题有规范的步骤和套路，实验也需要规范的实验步骤，所以说实验和解计算题有着异曲同工之处。只有学生多做实验，才能通过逐渐的积累实验，明确实验的目的，会正确选择实验步骤把实验完成。最终做到实验步骤的规范有序，明确表达实验的整个过程，自然而然的带动了规范计算题步骤的能力。

二、通过低成本物理实验，能开阔学生的思维，深化理解实验原理，培养学生对实验的设计的灵活性

实验设计能力是较高水平的实验能力，是学生进行创造活动必须具备的素质，通过学生小组自己设计实验，统筹安排实验的每一件器材，不仅能开阔学生的实验设计思路，也帮助学生深化理解了实验原理，提高了实验设计能力。这种能力都可以通过低成本物理实验来锻炼。例如：在学生学习机械波时，为了说明“在波传播时，波上振动的各质点并没有随波迁移，只是在各自的平衡位置附近振动”这一特点，有的学生从家里拿来了一根长软绳，演示时，把绳伸直放于水平地面上，手持长绳的一端沿平行于水平地面的方向有规律的抖动，会发现绳上的各质点也跟着振动起来，很明显绳子上的各点，并没有随着振动在绳上的传播而远离波源。这个实验很明显的向学生展示了“波上参与振动的质点并不随波迁移”的物理规律。还有的学生受到电视舞蹈类节目的启示，十几个学生经过简单的协作，手拉手一字排开。当某个学生感觉到其他学生用手向下拉他时就下蹲，当感觉到向上拉他时就起立。这个实验，不但完成了上一个实验中“振动的质点不随波迁移”的规律，同时还观察到沿波方向的质点振动时，是受到前面质点的带动作用，并且离波源越远的质点振动越滞后这一重要规律。像这样的实验可以说是随手拈来，设计简单明了，不必像教材中的实验那样有板有眼，给人一种刻板的印象，又能在学生的参与中获取物理知识和规律，很好的激发了学生参与实验的积极性和学习兴趣。

三、低成本物理实验有助于培养学生的发散思维能力，培养学生的创新精神，挖掘学生的潜能

对同一个问题用不同的方式解决，这就是发散思维的内涵。在进行物理实验时，可根据实验提供的实验器材和信息，再结合学生实际的认知能力，从不同方面来寻求处理实验的多种方法。受爱迪生用排水法测量电灯泡体积启示，笔者向学生向学生提出一个问题：如何来粗测啤酒瓶的容积呢？经过一番思考，有的学生认为也可以用排水法，但马上有学生提出质疑：因为玻璃瓶有一定厚度，在用排水法测量时，玻璃本身不可避免的会占有体积，故排水法因为误差太大被排除。这时，有的学生打破常规，另辟蹊径，于是就有了学生设计的另一个方案：学生找来一把刻度尺和一段软线，先在瓶中装入半瓶左右的水，用刻度尺测出水的高度，然后用软线绕瓶子两到三周，用刻度尺测出软线的长度，估算出瓶子的外径，进而根据瓶子的厚度估算出其内径r，就可以计算出瓶子中水的体积V=；然后把瓶子倒立，再用刻度尺测出瓶子上面空气柱的高度，于是瓶子的容积就可计算得出为：。再如：探究滑动摩擦力的大小与接触面的关系时，有的学生准备了一条被切割过的地板砖废料，有的准备了一块用过的砂布。然后用一个木块和另一个与木块质量相同的铁块分别在桌面、地板砖、砂布上运动，对滑动摩擦力的大小与接触面的关系有了非常清晰的认识。进一步笔者又引导学生抛出另一个问题让学生思考：根据已有的经验，请设计出几个减小滑动摩擦力的措施，学生很快就可以给出令人满意的答案。总之，在物理实验中，通过不断运用发散思维解决问题，拓宽了学生的思维范围，从而使创造性思维能力得到发展，较好的体现了素质教育的要求。

除了以上提及的低成本物理实验对学生发展的好处，另外还能提高学生的理解能力、推理能力、综合分析能力，并且逼学生自己给自己提出问题、构建模型解决问题，使学生在实验中熟练掌握多种科学方法，提高了学生应用知识、扩展知识的作用。

鉴于物理实验、尤其是低成本物理实验的种种好处，笔者建议各学校及物理教师从学生的长远发展出发、从提高学生的综合素质出发，重视物理实验，让物理实验走进课堂，使学生得到主动发展，让学生获得直接体验的过程，改变了物理课堂过于抽象化得现象。这正是素质教育提到的充分尊重学生的个性发展不可或缺的重要条件。如果生没有坚实的物理实验能力，那么学生物理能力的提高就成为无源之水、无本之末，就失去了发展的原动力，就可能破坏物理学科内在的逻辑性与整体性，学生就没有得到物理学科的精髓，如果是这样，我们所有的每一个教育者所犯的错误将是不可原谅的。

参考文献：

1、《中学物理疑难实验专题研究》，罗星凯，广西师范大学

2、《新课程下中学物理实验能力的培养》，郑桂容、孟桂菊，高等函授学报

3、《高中物理探索性试验教学》，徐利军、胡银泉，太原师范学院学报