初中物理“随手取材”实验的意义与实践

王建筹

（东山县教师进修学校，福建东山 363400）

当前，“核心素养”已成为中小学教育教学研讨的主题词。在义务教育课程标准尚未修订的情况下，作为义务教育阶段的教师也应把学科核心素养有机融入自己的学科教学实践之中。［1］物理实验教学是培养物理学科“核心素养”的重要途径，但当前实验室配备的实验仪器从数量和实验效果上尚无法满足培养“核心素养”的需求。此外，由于一些教师觉得每天到实验室借、还实验仪器是件麻烦事，加上一些实验效果难以激发学生兴趣，于是一些教师选择了少做实验或利用课件模拟实验呈现给学生，这不仅让学生丧失对物理学科的兴趣，不利于学生对物理学科知识的掌握，更不利于学生实验能力和学科思维的培养。为此，笔者认为，应重视利用身边的生活物品进行物理实验教学，这种“随手取材”的物理实验具有简易性、体验性、创造性、生活化的特点，［2］突出从生活走向物理，从物理走向社会，容易激发学生学习兴趣，可以有效弥补利用实验室仪器在培养学生“核心素养”方面存在的诸多不足。

一、“随手取材”，一物多用，感受身边的物理

“随手取材”就是取材于学生身边的生活用品和材料。生活中的一切物品、材料都是开展物理实验的素材，这些身边的生活物品不仅取材方便，而且拉近了物理与生活的距离，对学生的吸引力强，能够让学生深切地感受到科学的真实性，进而让学生感受到生活中处处是物理，物理就在身边。如简单机械中杠杆类的各种剪刀、开汽水瓶的起子、镊子、食品夹；演示物体形变会产生弹力的弹弓、橡皮筋、乒乓球等物品都可用作实验材料。［3］有的一件物品就能做多个物理实验，如将铅笔芯的一端用酒精灯加热，过一会儿摸一下铅笔芯的另一端会觉得烫手，说明铅笔芯是热的良导体；让学生用大拇指和食指分别压住一端削尖的铅笔的两端，感受力的作用效果不仅与力的大小有关，还与受力面积有关，并说明力的作用是相互的；在有阳光的地面上竖立铅笔，地面上就会出现笔的影子，说明光在透明、均匀物质中沿直线传播；在连接好的电路中，将导线的一端与铅笔芯的一端连接，闭合开关，让导线的另一端在铅笔芯上滑动，通过改变铅笔芯连入电路的长度，发现灯泡的亮度随之变化，直观地演示了滑动变阻器的原理；利用鸡蛋、废弃矿泉水瓶等都可以一物多用，做多个物理实验。从效果上看，“随手取材”实验具有简单明了、易于突出事物本质的优点，能够避免学生注意力分散在实验仪器本身，从而导致弱化对实验现象的观察。如用激光笔和“水果冻”可做光在固体传播路径实验；往一个矿泉水瓶倒热水摇动之后把热水倒掉拧上盖子，过一会儿可以看到瓶子瘪了，实验证明了大气压的存在。这些实验取材、操作都很简单，实验现象却很明显，也使得深奥的物理知识形象化，增强了学生对物理的亲近感，并逐渐形成了观察分析自然的物理观念。

二、用活“物品”，创设情境，激发认识冲突

学科知识要转化成学科素养，离不开学科情境的介入与参与，知识的情境化是知识活化并转化为素养的必经途径。［1］“思”源于“疑”，“疑”是“思”的动力，是开启学习大门的钥匙。课堂上教师要创设情境、设置悬念以增强实验的趣味性，激发认知冲突，强化学习动力，促进学生主动建构学科知识。“随手取材”利用身边的生活物品做实验具有独特优势，能够取得很好的效果。如“认识浮力”一节，可将底部剪掉的矿泉水瓶瓶口朝下，把乒乓球放入瓶中挡住瓶口，往瓶中加水，看到乒乓球没有浮起，用手挡住瓶口，则会看到乒乓球浮起，这个现象与学生原有的日常经验产生认知冲突，激发了学生的求知欲望。再如：在“平面镜成像”一节中，教师可以事先准备一个空玻璃杯，在中间插入一个双面镜子，在杯中一边不放任何东西，在另一边放一朵花，课堂上先向学生出示不放花的一边，学生看到的就是一个空杯，用丝巾盖住后转一转，掀开丝巾，学生看到杯中有朵花了，这是“空瓶变花”的魔术。以上两个利用生活物品的实验引入教学，能引发学生的好奇心，制造认知冲突，使学生处于兴奋的学习状态。此外，由于教师是利用生活中的物品做实验，巧妙的构思和设计能让学生受到鼓舞和启发，长期坚持，对学生的科学精神和创新意识能起到潜移默化的熏陶作用。

三、自备“物品”，随堂动手，增加探究体验

教学过程中要让学科知识和学生的思维活起来，首先必须让学生动起来。求知是实践、体验、感悟的过程，离开了个人的体悟，知识是无法转化为素养的。［1］虽然现在各校实验仪器的配备都很到位，但数量上还是不能满足初中生喜欢动手参与探究的需求。为此，“随手取材”的实验仍值得大力提倡，它能让学生每堂课都有更多的动手探究机会，增加了学生探究体验。做好这个领域的开发和利用，能够有效改善学生实践活动的数量和质量，让学生在“做”中学，不仅让学生在愉快中学会科学知识，而且还学到了科学研究方法，提升了科学探究能力。如“电流的磁场”一节让每个学生准备一段普通导线，自制通电螺线管，因导线成本低且不难找，人人都有获得动手的机会，同时，由于学生亲手参与了螺线管的绕线，因而轻而易举就突破了通电螺线管右手定则的教学难点；探究物体振动发声时，可让学生取出文具盒里的塑料直尺平放桌面，尺子的一端伸出桌面，用力拨动伸出的一端，能听到尺子振动发出的声音，用不同大小的力，响度不同，伸出长度不同，音调也不同。由于这些实验都是利用日常生活物品做的探究活动，从而消除了学生对物理科学探究的神秘感和畏惧感，进而形成乐于探究的科学态度。

四、任务驱动，课外拓展，保持探索热情

课外实验具有不受时间、空间、地点限制，且取材更方便，更具可选择性的优势。学生通过课外实验能够增强自主探究能力、独立思考能力，并从中获得成就感，对于保持持久的探索兴趣与热情有着重要的推动作用。为此，教师应鼓励、引导学生课外利用身边常见物品进行自主探究，让“随手取材”物理实验向课外延伸，把课内由于时间所限完成不了的探究活动放在课外实践，还可以布置一些“随手取材”的小实验、小制作、小发明等作为课外作业。如：利用身边的生活物品探究制成雨伞的布料有小孔却不会漏雨的原因；在学完“凸透镜”一节后让学生课外用装有水的矿泉水瓶对着太阳光照射，在最亮点处放一个易燃物，观察现象，并让学生把车上随便放矿泉水潜在危险性的科学知识告知父母及他人，培养学生将科学服务于人类的责任感。同时，由于在实验中会遇到很多问题需要想方设法解决，这就提高了分析问题、解决问题的能力；还由于学生在课外实验过程中经常遇到缺少某些实验仪器需要寻找替代品，从而可激发学生潜在的创造能力。笔者在一个跟踪班级发现，在“测量平均速度”实验中，学生竟能想到用小玻璃球和电线槽做简易实验的办法；一些学生还能对旧设备进行改造，创作出新作品，如：有位学生受“电铃”工作原理启发制造出了“小鸡啄米”的儿童玩具，教师及时让这位学生在班上展示作品并交流创造过程，大大激发了班级学生的创作热情，增强了学生的创新意识，学生由此获得的成就感，将有助于其终生发展保持持久的探索热情。