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(吉林師范大學(xué)物理學(xué)院，吉林省輝南縣第一中學(xué))

在實(shí)際物理教學(xué)中，面對(duì)學(xué)校教學(xué)器材的匱乏和實(shí)驗(yàn)材料的短缺，很多教師對(duì)于感到無所適從，覺得無法讓學(xué)生在課內(nèi)課外進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，影響了物理課程的實(shí)施。

物理學(xué)科知識(shí)具有極強(qiáng)的嚴(yán)謹(jǐn)性和邏輯性，許多物理課程內(nèi)容更應(yīng)該體現(xiàn)一定的教育價(jià)值。因而，物理課堂教學(xué)單單是理論教學(xué)的話，那么它并不是完善的，現(xiàn)如今物理理論知識(shí)教學(xué)已經(jīng)不能滿足學(xué)生的需求，需要教師帶入生活中的現(xiàn)象進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，這樣學(xué)生才會(huì)非常高效地理解物理教學(xué)內(nèi)容。

很多經(jīng)驗(yàn)豐富的教師已經(jīng)認(rèn)識(shí)到積極鼓勵(lì)學(xué)生親自生動(dòng)手操作并配合教師精心設(shè)計(jì)常常能使教學(xué)效果事半功倍。然而，由于實(shí)驗(yàn)器材過于貴重，很多教師甚至不敢讓學(xué)生去觸碰，導(dǎo)致物理實(shí)驗(yàn)課堂的理論化。

現(xiàn)實(shí)中，一些優(yōu)秀教師已經(jīng)著手實(shí)踐著“低成本、高效率”的教學(xué)實(shí)踐，通過制作一些低成本的物理實(shí)驗(yàn)，利用一些生活中常見的物品作為實(shí)驗(yàn)材料，大大降低實(shí)驗(yàn)的成本，另一方面還可以提高學(xué)生的參與度，改善教學(xué)效率，養(yǎng)成樂于動(dòng)手、勤于思考的好習(xí)慣。低成本的實(shí)驗(yàn)器材非常容易獲得，大多數(shù)學(xué)生都可以參與。初中物理的低成本實(shí)驗(yàn)可以促進(jìn)物理課堂教學(xué)，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理自主探究的能力。

一、低成本實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的作用

1.訓(xùn)練科學(xué)思維

初中物理實(shí)驗(yàn)側(cè)重于觀察實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理，綜合分析和因果分析，運(yùn)用比較方法和類比方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究；運(yùn)用數(shù)學(xué)比值法定義物理量，總結(jié)物理規(guī)律；物理現(xiàn)象和物理規(guī)律經(jīng)常運(yùn)用圖像方法進(jìn)行描述，理想化方法主要就是理想實(shí)驗(yàn)和理想模型等；另外，還有類比方法、等效方法和非邏輯思維方法等。例如，在浮力實(shí)驗(yàn)中，通過學(xué)生親自動(dòng)手操作，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，以及動(dòng)手操作能力。這些方法在科學(xué)認(rèn)識(shí)過程中起著極其重要的作用，促成物理學(xué)科科學(xué)教育的方法。

2.培養(yǎng)科學(xué)探究能力

通過學(xué)生操作低成本實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力，加強(qiáng)教師和學(xué)生的溝通和交流，構(gòu)建自主探究的平臺(tái)，提高了學(xué)生的自主探究能力。利用低成本實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生日漸形成以能力發(fā)展為目的的學(xué)習(xí)方式，發(fā)展學(xué)生探究知識(shí)的能力、獲取信息的能力和提高自主學(xué)習(xí)的能力。

3.養(yǎng)成良好的品質(zhì)素養(yǎng)

物理實(shí)驗(yàn)是對(duì)中學(xué)生教育的初始階段，因此在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示和物理實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，必須養(yǎng)成一切從實(shí)際出發(fā)，求真務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度，切勿弄虛作假，提倡嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)事求是、一絲不茍的素養(yǎng)。例如，由于實(shí)驗(yàn)儀器過舊，操作過程不正確、觀察方法不得當(dāng)?shù)脑?，學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，數(shù)據(jù)有誤差是在所難免的，個(gè)別學(xué)生為和正確結(jié)論相相符合，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象，教師應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行教育，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)該求實(shí)，找出誤差原因，實(shí)事求是是科學(xué)的前提?？茖W(xué)品質(zhì)素養(yǎng)的養(yǎng)成和培育是一項(xiàng)非常艱巨的工程。在科學(xué)素養(yǎng)教育過程中，教師應(yīng)該注重與教學(xué)內(nèi)容的融合，教育方法上的靈活、形式上的多樣化，這樣將會(huì)迅速提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。

二、低成本實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施策略

1.建立低成本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)合作共同體

小組合作實(shí)驗(yàn)更有助于師生之間溝通，同學(xué)之間相互了解，通過小組合作低成本實(shí)驗(yàn)的方式強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的責(zé)任感，相互幫助，相互鼓勵(lì)，進(jìn)而使他們的人機(jī)關(guān)系建立，培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力?！暗统杀尽辈粫?huì)產(chǎn)生過多的經(jīng)濟(jì)壓力和矛盾，讓學(xué)生在輕松實(shí)驗(yàn)氛圍中學(xué)會(huì)交流。例如，簡(jiǎn)單的一根竹筷，能夠演示杠桿原理，在嘗試力的大小、力矩等過程中，難免會(huì)有損壞，然而，學(xué)生的屢次失敗并不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)器材、成本產(chǎn)生太大的影響。

低成本物理實(shí)驗(yàn)不僅能夠讓學(xué)生學(xué)會(huì)在活動(dòng)中合作，還能搭建平臺(tái)，針對(duì)具體問題形成細(xì)化的任務(wù)、目標(biāo)，使每個(gè)學(xué)生都有獨(dú)立的探究素材。

小組合作低成本實(shí)驗(yàn)?zāi)芡怀鰧W(xué)生在課堂教學(xué)的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)參與意識(shí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的求知欲望。有些物理實(shí)驗(yàn)不只是教師一個(gè)人完成的，它還需要學(xué)生的配合，所以在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中需要學(xué)生分組合作，尤其是在一些實(shí)驗(yàn)器材的不充足的情況下，需要教師和學(xué)生做一些低成本的物理實(shí)驗(yàn)。例如，在探究浮力的實(shí)驗(yàn)中，涉及各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，于是便可以分解為物品重力的測(cè)量、溢水杯的重力測(cè)量、彈簧測(cè)力計(jì)的選取、盛水杯的重力測(cè)量，這樣，每個(gè)學(xué)生都帶著任務(wù)進(jìn)行探究，獨(dú)立探究精神、探究意識(shí)得到培養(yǎng)。

2.低成本實(shí)驗(yàn)與學(xué)生實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合

在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，低成本實(shí)驗(yàn)和正規(guī)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)效果、教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)是一致的，低成本實(shí)驗(yàn)作為正規(guī)實(shí)驗(yàn)的輔助實(shí)驗(yàn)，它們都能夠直觀地將演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呈現(xiàn)在學(xué)生面前，使學(xué)生更具體了解知識(shí)內(nèi)容。

在應(yīng)用低成本探索性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，為了保證低成本實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率，要在教學(xué)形式上采用多樣化的處理方法以增加低成本實(shí)驗(yàn)的吸引力。物理教師應(yīng)當(dāng)在符合初中物理教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上進(jìn)行初中低成本物理探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，幫助學(xué)生設(shè)計(jì)具有探索性的實(shí)驗(yàn)題目，讓學(xué)生在解決問題中提升對(duì)初中物理探究性實(shí)驗(yàn)的興趣，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究精神。

在一些物理課堂教學(xué)中，往往都是以教師為主體，學(xué)生為旁觀者，不能直接參與，不能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力，及學(xué)生的科學(xué)探究精神。而低成本實(shí)驗(yàn)的制作大大的填補(bǔ)了這一漏洞，不僅把物理實(shí)驗(yàn)帶進(jìn)課堂，而且把實(shí)驗(yàn)帶到每個(gè)學(xué)生身邊，使得每個(gè)學(xué)生都能參與實(shí)驗(yàn)，并且樂于其中，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究精神。

通過低成本實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，巧妙地把課本上的實(shí)驗(yàn)帶到生活中，把低成本實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為學(xué)生的探索性實(shí)驗(yàn)，使得學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生興趣，更有利于課堂的教學(xué)效率，有助于學(xué)生的成績(jī)提高。通過低成本實(shí)驗(yàn)教學(xué)慢慢的培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，科學(xué)素養(yǎng)，并在生活中積極探索各種小實(shí)驗(yàn)，研究新的小發(fā)明，間接激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究精神。

3.低成本實(shí)驗(yàn)與生活、社會(huì)相結(jié)合

低成本物理實(shí)驗(yàn)素材來源于生活并運(yùn)用于生活，利用生活中隨手可得的材料，制作一些巧妙的實(shí)驗(yàn)，緊密聯(lián)系生活和社會(huì)是其主要特征。立足于生活中的低成本素材、著眼于社會(huì)實(shí)踐、專注于學(xué)生的實(shí)踐能力提升使其具有強(qiáng)大的生命力和深遠(yuǎn)的教育價(jià)值。

在《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)物理教學(xué)提出了明確的要求，即“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”。低成本物理實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驈纳钪刑釤捤夭?、從社?huì)中尋找問題，讓學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)有所指向、有所依托。例如，一個(gè)普通的塑料水瓶能夠演示彈性形變、液體壓強(qiáng)、氣體壓強(qiáng)以及物態(tài)變化等實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。又如生活中常見的注射器可以完美地詮釋流體流速與壓強(qiáng)的關(guān)系、真空中不能傳聲、壓縮體積可以使氣體液化、大氣壓的存在、液體沸點(diǎn)與壓強(qiáng)的關(guān)系等實(shí)驗(yàn)。

日常教學(xué)中的低成本實(shí)驗(yàn)有助于豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)世界，通過動(dòng)手實(shí)踐培養(yǎng)了學(xué)生的自主能力。日積月累的培養(yǎng)、熏陶可以讓物理知識(shí)、物理實(shí)驗(yàn)深入學(xué)生的內(nèi)心，為其日后工作、學(xué)習(xí)奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)，形成良好的科學(xué)習(xí)慣和堅(jiān)定的信念，更提升了其生活適應(yīng)技能。