非常规物理实验如何嬗变为创客

中国论文网 发表于2021-11-12 17:30:18 归属于物理论文 本文已影响549 我要投稿 手机版

       
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  [摘要]初中物理学习中,应该提倡“非常规”物理实验,以便帮助学生成为创客。在实际教学中,教师可以通过以下三个途径帮助学生在“创客”的道路上前行:(1)在“非常规”与“自造物”中培养“创客”意识;(2)在“非常规”与“做中学”中培养“创客”精神;(3)在“非常规”与“延伸点”中努力成为“创客”。当“非常规”物理实验和“创客”之间形成一种正向关联时,学生的学习劲头就会空前高涨,也就能有效提升学生的学习实效。

  [关键词]非常规实验;创客理念;自造物;做中学;延伸点

  初中物理实验有两种:一种是“常规”实验,另一种是“非常规”实验。前者常在实验室(或教室)完成,器材正规(国家配置的),一般为演示实验和学生实验;后者,发生在学生有相应灵感之地,实验器材的来源也是五花八门:可以是生活用品,也可以是自制器材,一般需要学生以小组为单位完成实验。前者受到重视,从器材到实验操作再到实验反馈,都有专门记录,在档案中留有深深的“划痕”;而后者不一定有完整的记录,实验过程相对随意,任由学生自己倒腾,处于“散养”状态。然而,在学生的学习和成长过程中,这两种实验都不可或缺。后者是对前者的重要补充,如果后者能够“做精做实”,发挥其“资源支撑、工具支撑和技术支撑”的作用,则对学生的成长具有重要的意义。在初中物理教学中,有效开展“非常规”物理实验,能为初中生成为“创客”发挥积极的作用,能拓宽初中物理实验路径。“创客”,包含创新、创造、造物等多重含意,是一群善于创新和创造的人。不论是指向过程,或是指向学生,做一名“创客”都具有深刻的现实意义和创新意义。尤其是当“非常规”物理实验和“创客”之间形成一种正向关联时,学生的思维非常活跃,学生的创新思维也会随之增强,学生的创新能力就会显著提升,学生的创客意识就会形成。文章从以下三个方面进行分析探讨。

  一、在“非常规”与“自造物”中培养“创客”意识

  “创客”之“创”是开创、独创,不是复制,而是创新。在初中物理实验教学中,教师应注意引导学生在理解掌握相应知识的基础上进行创新,初中“非常规”实验中的“自制实验器材”这一环节,就可以让学生“创”。因为是“非常规”,所以为“自造物”提供了足够多的时间和空间。比如,在教学《摩擦力》时,在打开瓶盖的实验中,教师不提供专门工具,而让学生自找或者自制工具。为了打开瓶盖,有的学生用小刀,有的用抹布,有的用塑料,最终经过多种实践,学生趋向一个共同的目标,就是借助更粗糙的材料打开瓶盖,而这些材料在日常生活中都能找到,就在我们的眼皮子底下。或许,在“自造物”中,学生所找的材料并不合适,所造的物比较粗糙,实验过程也并不严谨,但是,这又有什么关系呢?或许,对学生而言,造出的“物”并不是最重要的,但在此过程中,学生创新创造能力得到了培养,实践经验有了积累,学生动手能力得到了提升,创新意识逐步形成,这不正是物理教学所需要的吗?为此,教师应千方百计鼓励学生“自造物”。在“非常规”与“自造物”的实践中,应注重以下几点。一是在低成本实验中鼓励学生“自造物”。关于实验器材和实验成本,并非愈高端愈好,只要能从实验中洞悉真相,揭示真理,提升素养,哪怕是低成本实验,同样值得推广。二是在环保的前提下鼓励学生“自造物”。千万不能打着创新的大旗、争做“创客”的大旗,就让物理实验破坏环境。的确,既要创新创造,又要环保,要让“守正创新”成为初中物理“非常规”实验中的一个基本底线。三是思路阻塞时鼓励学生“自造物”,对不同方案产生分歧时鼓励学生“自造物”,在实验前后的对比中鼓励学生“自造物”,在学生的思维发散时鼓励学生“自造物”。引领学生勇于自造物,勇于在造物中发现物理真相与神奇,并在此过程中提高实践能力、创新能力和物理核心素养。

  二、在“非常规”与“做中学”中培养“创客”精神

  “自造物”不可或缺,“做中学”更不可或缺。杜威的“做中学”也是所谓的“经验学习”,陶行知更是指出:“不在做上用功夫,学也不成为学。”陶老的话振聋发聩,我们深以为然。的确,“做中学”既是理念,也是学习的方式方法。其核心是变“学”为“做”,变“要我学”为“我要做”。唯有在踏踏实实的“做”中,学生的思维才能活跃起来,知识内在的机理才能豁然涌现。“做中学”也是“创客”所追求的境界。创客七大“理念”中“把创意变成现实”,正是强调了“做”,这与“做中学”的提法不谋而合。初中物理“非常规”实验更需要真正意义上的“做中学”。比如,《浮力》的教学中,可以创设以下“做中学”活动:把乒乓球和石块固定在红毛线的两端,然后放在一个烧杯中,给学生布置“做”的任务:不能用手直接取,也不能倒置烧杯,想方设法把乒乓球取出来。当学生用加水的方法取出乒乓球时,教师进一步追问:“下沉的物体是否受到了浮力?”在此基础上提问:“影响浮力大小的因素是什么?”如此在一个更高的层面上厘清浮力的相关概念,培养学生思考、追向、动手的创客精神。“做中学”必须注重一个“趣”字。学生的“做”能否真正吸引学生,关键就在于物理实验是否有趣,是否以“情境”激发学生的兴趣。初中物理中不乏一些以“趣味”见长的实验,包括“空中抓子弹”“荒岛求生”“冲不走的乒乓球”“哥伦布竖鸡蛋”等。实践证明,趣味愈浓,学生“做”的欲望愈强。“做中学”必须注重一个“新”字。因为是“非常规”实验,所以,应该打破常规限制。应该少一些“这个不行那个也不行”,少一些亦步亦趋,少一些墨守成规,相反多一些大胆创新,多一些意外之喜,这就需要实验的切入点要新、实验的路径要新。实践证明,若实验能让学生眼前一亮,则学生的好奇心、好胜心、“好战”心就强烈,学生的“做中学”才有继续深入的可能,学生嬗变为“创客”的可能性才会成倍增加。“做中学”必须注重一个“思”字。所谓“学思结合”“做中有思”是创客必须具备的。光有“做”没有“思”相当于白做,光有“做”没有更深的思考,实验就打了折扣,无法起到增值的作用。唯有从“做”中触发沉甸甸的“思”,让“我做故我思”成为常态,让奇思妙想成为常态,让创新思维和创新举动成为常态,才是创客背景下“做中学”和“非常规”实验应有的“风景”。

  三、在“非常规”与“延伸点”中践行“创客”

  “非常规”实验因为少了诸多限制,所以有更多的延伸点。包括实验场所也可以移到实验室外,比如家中或野外等。的确,仅仅囿于实验室是不够的,仅仅满足于常规实验也是不够的。移步换景,到更为开阔,更为多样,更为自由的天地中去实验、去探究,才能更好地学物理,才能提高实验能力、学习能力和创新能力,才能践行“创客”。比如《内能》的教学中,不妨如此探究。探究1.请自行设计一个实验,证明温度与分子运动的正向关系。探究2.课外做一个自制弹射器,看谁“把纸团射得远”,尝试用自己的语言讲述其中隐藏的科学道理。探究3.在制订好实验方案的基础上,自做实验,证明分子动能和分子势能的异同点。以上设计一环套一环,“探究1”基于课堂,“探究2”延伸到实践,“探究3”意味着更大的应用和更全面的提炼,这样的延伸既有序又科学;既是理论上的举一反三,也是实践中的由里到外;不仅仅是实验操作上的螺旋上升,也是物理素养形成上的由此及彼。作为教师,面对学生的课外探究实验,应该采取权力下放、遥控指挥、现实印证等方法。所谓“权力下放”,是指实验的细微处也要下放,让学生:(1)自己提出要探究的主题——不是对课内实验的重复,而是有所拓展、增加难度、额外补充;(2)自己猜想或假设——基于实验的真实条件推断出最合适的观点;(3)设计实验——考虑每一个细节,可能影响实验的每一个因素,以及可能发生的“不测”应该如何预防或者改进;(4)动手操作——在保证安全的前提下进行联系性的反复实践,力争达到最优化,力求完美和成功;(5)解释讨论——既能陈述成功的结论,也能对一些遗憾点做出清晰的说明。所谓“遥控指挥”,是指学生进行实验操作时,应该把实验过程或图片或结论上传到微信、钉钉等自媒体平台上,便于教师欣赏、查阅、检查,提出改进建议,最终达成共识。在此基础上,形成结论,让实验的正效应充盈在更大的时空内,形成连锁反应,引发更多的“创客”行动。所谓“现实印证”,是指学生的实验过程或者实验结论,要和丰富多彩的现实进行深度印证。正如上文所说的,力争“把创意变成现实”,力争让物理实验服务于现实,指导生活实践。

  [参考文献]

  [1]张伟.“非常规”物理实验教学[M].北京:教育科学出版社,2012:30.

  [2]夏自钊.创客:“自时代”的造物者[J].决策,2013(6):28.

  [3]陶行知.陶行知教育名篇精选:生活教育[M].福州:福建教育出版社,2019:126.

  作者:祝瑾祥 单位:甘肃金昌市永昌县第五中学

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