“非常规”实验 “真创客”培养

柴文平

摘    要：“非常规”物理实验能够更好、更快地培养学生的创客思维与精神。比如在实验材料准备中进行大胆、丰富、合理的创新，在实验操作过程中设计有序、有趣、有效的实验步骤，在实验报告撰写中手脑并用，验证设想、验证假设。

关键词：非常规实验;创客理念;实验过程

“非常规”物理实验，是相对于常规物理实验而言的一种物理实验。与常规物理实验相比，“非常规”物理实验的实验材料均来自于多姿多彩的现实生活;“非常规”物理实验的操作步骤也不是约定俗成、按部就班的，而是具有更多的自主性、灵活性，具有更大的创新空间;“非常规”物理实验的实验报告，并不是单一的，而是多元的、丰富的。

正因为如此，“非常规”物理实验在培养学生的动手能力、创新能力以及发散思维能力等方面，都有着举足轻重的作用。而这又与“做中学”“做中创”的创客理念不谋而合。或者说，依托“非常规”物理实验，教师不仅可以引领学生深入浅出地探究物理知识，还可以卓有成效地培养学生的创客精神。无论是在“非常规”物理实验材料准备过程中，还是在“非常规”物理实验操作过程中，或是在“非常规”物理实验报告撰写过程中，教师都可以有的放矢、潜移默化地培养学生的创客精神。

一、在“非常规”实验材料准备中，培养“真创客”

与常规物理实验不同，“非常规”物理实验并没有现成的实验材料，所有的实验材料，都需要学生着眼于异彩纷呈的生活，在生活中自主寻找、自己准备。因为是“非常规”实验，所以教师完全没有必要明确告诉学生需要准备哪些实验材料，而应该完全“放手”，让学生围绕实验目标，结合实际生活，根据实验需求，自主寻找、发现、搜集、准备相关的实验材料。事实上，当学生在自主准备“非常规”物理实验的各种实验材料时，他们也在持续不断地运用物理知识，不知不觉地发展思维能力。尽管是同一主题的“非常规”物理实验，但不同的学生往往会因为思考的角度不同，而选择使用不同的实验材料。如此，创客的精神也就融入到了“非常规”物理实验材料准备过程之中。

以教学“小孔成像”和“照相机的调节”等内容为例，教师可以为学生搭建一个设计、操作“非常规”物理实验的舞台。在该“非常规”物理实验的材料准备环节，教师无需告诉学生应该准备哪些实验材料，而应该“放手”让学生自己去寻找、去发现、去准备。于是，宣传彩页的卡纸、宽窄不同的双面胶、临摹字帖中的半透明纸、形形色色的包装盒、大小不一的凸透镜等，都会成为学生开展“非常规”物理实验的“非常规”实验材料。归因于学生大胆、丰富、合理的创新，所以“非常规”物理实验材料变得越来越丰富。与此同时，这些丰富的、多元的“非常规”物理实验材料，也能够为“非常规”物理实验的顺利开展奠定坚实的基础。

显而易见，在教师的鼓励、启迪与点拨之下，学生聚焦多姿多彩的现实生活，搜集、挑选、准备“非常规”物理实验材料的过程，是孕育他们创新思维能力的一个过程，也是培养“真创客”的一个过程。

二、在“非常规”实验操作过程中，培养“真创客”

与常规的演示实验和常规的自主实验不同，“非常规”物理实验，并没有固定的操作步骤，也没有既定的实验步骤。但这并不是说，“非常规”物理实验是杂乱无序，是“眉毛胡子一把抓”。相反，“非常规”物理实验，必须是井然有序、步骤清晰。正因为“非常规”物理实验没有固定的操作步骤，没有既定的实验步骤，所以教师一定要鼓励、指导学生围绕“非常规”物理实验的实验目的、实验材料、实验环境以及实验方法等，精心设计操作步骤、实验步骤。如此一来，学生就可以依据自己的已有认知，结合“非常规”实验的特点，潜心设计实验的步骤，学生操作“非常规”物理实验的过程也就会变得更加有序、有趣、有效。

例如，在教学“浮力”这部分内容时，为了让学生精准理解潜水艇上浮与下沉的原理， 笔者要求学生依据“浮力知识”，充分发挥自身想象能力，利用一些“非常规”物理实验材料，设计并操作一次“非常规”物理实验，据此验证潜水艇上浮与下沉的基本原理。基于这些要求，某学生用废旧塑料饮料瓶（500-1000 mL，透明有盖）、口服液小瓶和注射器等，设计了一个“会听话的小瓶”，并潜心设计了实验步骤，大致如下：1.装水。首先，在500-1000 mL的废旧塑料饮料瓶中装入一定量的水（装入废旧塑料饮料瓶中的水不宜过满，以占废旧塑料瓶容积的6分之5为宜）。之后，使用注射器往口服液小瓶中注入适量的水（适量的水是指注入口服液小瓶中的水量不多不少，刚好能够让口服液小瓶放入水中时只有小部分露出水面）。2.装瓶。将注入适量水的口服液小瓶放入注入一定量水的废旧塑料饮料瓶中，并拧紧瓶盖，尽量做到不漏气。3.挤瓶。用力挤压废旧塑料瓶，口服液小瓶就会下沉。松开废旧塑料瓶，撤去压力，就会看到口服液小瓶上升。保持一定的挤瓶压力，则会看到口服液小瓶停留在水瓶中的某一位置。

从整个实验步骤的设计来看，该学生不仅运用了一些“浮力知识”，还融入了一些创新思维以及创客理念。可见，在“非常规”物理实验操作过程中，学生可以逐渐成长为一名“真创客”。

三、在“非常规”实验报告撰写中，培养“真创客”

撰写实验报告，是初中物理“非常规”实验的一个关键环节。通过撰写“非常规”物理实验报告，学生不仅能够翔实记录实验数据，详细记载实验现象，还能够将实验数据、实验现象上升到理论的高度，据此更为通透、更为细致、更为深入地理解相关物理知识。在撰写“非常规”物理实验报告的过程中，学生必须要对各项实验数据进行深入浅出地分析，对各种实验现象进行细致入微的对比。在此基础上，学生才能够透过物理现象，梳理、归纳、总结出物理理论。从这个角度来看，“非常规”物理实验报告，也就是引领学生从感性认识上升到理论认识的一座桥梁。透过“非常规”物理实验报告中的实验数据、实验现象、实验方法以及实验结论，可以清晰地看到学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的过程。在这些过程中，处处闪现着创新思维的“火花”。

例如，在教学“空气的热胀冷缩”内容时，教师要求学生自主设计一项可以演示“空气热胀冷缩”现象的物理实验。当然，为了降低学生自主设计这些实验的難度，教师可以允许学生去查阅一些资料。某学生在搜集相关资料的基础上，设计了一项“非常规”物理实验——“会走路的杯子”，在认真操作这项实验的基础上，该学生还撰写了一份实验报告。从该实验报告的实验方法、实验目的、实验步骤以及实验结果中，处处可以发现“创客”的踪迹。如实验方法采取小组合作的方法，实验目的重在验证设想、验证假设，实验步骤需要手脑并用，以及在实验过程中，需要事先将一块玻璃板在水里浸润一下等。

聚焦这份“非常规”物理实验报告，既可以看到学生清晰的实验思路，也可以发现这些学生在该实验中逐渐成长为一名“真创客”的过程，诸如，学生创新思维的培养，学生首创精神的孕育等。

总而言之，创客的成长过程并不是一朝一夕、一蹴而就的，而是一个日积月累、循序渐进的过程。“非常规”物理实验，无论是从实验材料的准备，还是从实验步骤的操作，亦或是从实验报告的撰写，无不蕴含着“创客”思维、“创客”精神。正因为如此，这些主题鲜明、形式多元的“非常规”物理实验，也就成为了培养“真创客”的一片良田沃土。从这个视角来看，“非常规”实验，不正是“真创客”培养吗？

课题项目：甘肃省教育科学“十三五”规划2020年度一般课题“依托初中‘非常规’物理实验助力学生嬗变为‘创客’的实践研究”（GS[2020]GHB1959）研究成果

■ 编辑/陆鹤鸣