引言
新課程倡導(dǎo)從三維的角度確定課堂教學(xué)目標(biāo)，以期學(xué)生在獲得知識(shí)的同時(shí)學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，形成正確的價(jià)值觀，本論文從這一基本觀點(diǎn)出發(fā)，提出了物理“土”實(shí)驗(yàn)的概念，通過其在落實(shí)新課程三維目標(biāo)中的作用，說明開發(fā)物理“土”實(shí)驗(yàn)在新課程改革和物理教學(xué)活動(dòng)中的價(jià)值。這不僅深化了對(duì)新課程教育理念與實(shí)踐的認(rèn)識(shí)，也在一定程度上對(duì)物理教育改革具有良好的啟發(fā)性。
1．物理“土”實(shí)驗(yàn)的概念
“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)，是指有目的地選擇和利用實(shí)驗(yàn)室之外的其他“存在物”及利用其創(chuàng)造新結(jié)構(gòu)開展的一類體現(xiàn)自創(chuàng)性、體驗(yàn)性、趣味性、簡易性、生活化的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)。“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)，首先是一種“物理實(shí)驗(yàn)”，具有科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本特征，是人為控制下有目的地觀察生活，是教學(xué)意義上的感知行為，追求簡單、便捷、有趣，緊密結(jié)合生活與學(xué)生經(jīng)驗(yàn)�！白灾平叹摺卑白灾频慕叹摺保~特性）和“自己動(dòng)手制作教具”（動(dòng)詞特性）兩層含義。自制教具不是物理實(shí)驗(yàn)，它在一定程度上或者說不完全是為開展物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的器材準(zhǔn)備。物理自制教具的初衷是為順利開展物理教學(xué)創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)條件，部分解決實(shí)驗(yàn)器材短缺或不足而采取的權(quán)宜之計(jì)�！暗统杀疚锢韺�(shí)驗(yàn)”是國際物理教育界所倡導(dǎo)的一種物理教學(xué)工作行為。其宗旨是，一方面通過利用生活中的廉價(jià)材料開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)以解決或緩解實(shí)驗(yàn)器材短缺問題，滿足經(jīng)濟(jì)落后國家或地區(qū)中學(xué)開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要；另一方面通過利用生活材料、物品或器具做物理實(shí)驗(yàn)，以提高學(xué)生對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和實(shí)踐能力�！罢n外物理實(shí)驗(yàn)”是我們傳統(tǒng)意義上的物理教學(xué)“第二課堂”的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的空間是“第一課堂”之外，一般包括“觀察性實(shí)驗(yàn)”“課外小制作實(shí)驗(yàn)”“探究性實(shí)驗(yàn)”“趣味性實(shí)驗(yàn)”等等。
物理“土”實(shí)驗(yàn)，是指有目的地選擇和利用生活中，尤其是我們身邊的廉價(jià)材料和廢舊物品，開展的一類體現(xiàn)知識(shí)性、探索性、趣味性的物理教學(xué)活動(dòng)。
“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)可以是低成本的，也可以是高成本的；低成本實(shí)驗(yàn)可以是“非常規(guī)”的，也可以是常規(guī)的；但本文提出的物理“土”實(shí)驗(yàn)不僅是“非常規(guī)”的，而且是“低成本”的。故本論文所提出的物理“土”實(shí)驗(yàn)的概念與“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)和低成本實(shí)驗(yàn)的概念更為接近一點(diǎn)，但也有所區(qū)分。
物理“土”實(shí)驗(yàn)倡導(dǎo)的思想是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)不必要分為“課內(nèi)”與“課外”，它主張把課堂內(nèi)外看成一個(gè)整體，將物理課堂放入生活中來，將生活事件放入課堂中去，把物理和生活融為一體，體現(xiàn)新課程的開放性、真實(shí)性，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，樹立正確的情感態(tài)度和價(jià)值觀，推廣新課程的教學(xué)理念。
2.開發(fā)物理“土”實(shí)驗(yàn)的價(jià)值
古人云：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者。”開發(fā)物理“土”實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生加深對(duì)物理知識(shí)的理解，體驗(yàn)知識(shí)探究的過程，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生做任何事情，只要有興趣，就會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生一種神奇的驅(qū)動(dòng)力，從而促進(jìn)學(xué)習(xí)。興趣是不會(huì)說謊的，由成功帶來的內(nèi)在喜悅更不會(huì)說謊。我們的教育應(yīng)該體現(xiàn)科學(xué)性和思想性統(tǒng)一的原則、理論聯(lián)系實(shí)際原則，直觀性原則，啟發(fā)性原則，可接受性原則等等，讓學(xué)生親身感受才是重要的。物理“土”實(shí)驗(yàn)在落實(shí)新課程三維目標(biāo)中具有不可估量的作用，能極大地促進(jìn)新課程教學(xué)活動(dòng)的開展。
2.1物理“土”實(shí)驗(yàn)?zāi)芤I(lǐng)學(xué)生進(jìn)行物理知識(shí)的探究
物理“土”實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃寣W(xué)生真真切切地感覺到物理知識(shí)就在身邊，唾手可得。如，在學(xué)習(xí)圓周運(yùn)動(dòng)中角速度和線速度關(guān)系、機(jī)械能守恒、摩擦力大小與哪些因素有關(guān)時(shí)，我們可以就地取材，“做小刀為什么不會(huì)著地？”的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行物理知識(shí)的探究。首先將細(xì)線（約1m）的兩端分別系一把小刀和一個(gè)曲別針，將小刀和曲別針跨過鉛筆上，用左手拿住鉛筆，先把曲別針用右手拿住，然后松開右手，這時(shí)我們將看到小刀在其重力作用下，帶著曲別針一起落地（如圖2．1．1）。再用左手拿住小刀和鉛筆，右手將曲別針沿水平方向拿住。此時(shí)松開右手，曲別針僅在鉛筆下來回?cái)[動(dòng)數(shù)次就停下來（如圖2．1．2）。然后使細(xì)線跨過左手握住的鉛筆，用右手拿住曲別針。將小刀懸掛在鉛筆上，并使小刀離鉛筆懸掛點(diǎn)的距離約2～3cm，要求鉛筆離地面約1．2m左右。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，將右手松開，使曲別針自由下落（如圖2．1．3）。試問學(xué)生此時(shí)小刀是否會(huì)落地？讓學(xué)生進(jìn)行探索、討論，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋，獲取知識(shí)。
本實(shí)驗(yàn)取材極為獨(dú)特，讓學(xué)生感到原來物理實(shí)驗(yàn)器材就在自己的文具盒里，使得情感異�；钴S，整個(gè)學(xué)習(xí)過程就是一個(gè)知識(shí)探究的過程。
又如，
在引導(dǎo)學(xué)生探究慣性知識(shí)時(shí)，可采用“巧辨熟蛋和生蛋”實(shí)驗(yàn)，旋轉(zhuǎn)一下雞蛋，根據(jù)它的轉(zhuǎn)速，可以判斷它是生蛋還是熟蛋。怎么讓雞蛋轉(zhuǎn)起來呢？為了防止雞蛋在桌上亂轉(zhuǎn)亂滾，要找一只平底的大淺瓷盤。先把雞蛋放在瓷盤里，用雙手的拇指、食指卡住，猛然旋轉(zhuǎn)，蛋就在盤里溜溜地轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速高的時(shí)候，它就會(huì)轉(zhuǎn)的豎立起來。（如圖2．1．4）現(xiàn)在再以同樣的手法旋轉(zhuǎn)生雞蛋，可就難對(duì)付的多了，轉(zhuǎn)速不快，更不會(huì)轉(zhuǎn)得立起來（如圖2．1．5）�；蛘甙咽祀u蛋放在淺瓷盤里，先讓它快速旋轉(zhuǎn)，然后用手指輕輕碰一下它，它很快就停下不轉(zhuǎn)了。現(xiàn)在再把生雞蛋旋轉(zhuǎn)起來，也用手指輕碰一下，只見它雖然轉(zhuǎn)的不快，可是卻不那么容易停下來，離開手指后仍繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，與熟雞蛋明顯不同。
原來生雞蛋里的蛋白和蛋黃是一種粘稠的流體，它使雞蛋在轉(zhuǎn)動(dòng)中不能成為步調(diào)一致的整體，里面的流體和外面的蛋殼會(huì)互相妨礙，所以轉(zhuǎn)不快�？墒鞘种概龅降皻r(shí)，蛋殼受阻要停下來，里面的流體物質(zhì)卻沒有受到很大的阻力，由于慣性，即使稍作停頓，還會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。再看熟雞蛋，它的蛋黃、蛋白和蛋殼已經(jīng)凝固為一體，要轉(zhuǎn)一起轉(zhuǎn)，要停一起停，所以轉(zhuǎn)速快，受阻后停止得也快。
將學(xué)生天天的早餐（雞蛋）帶進(jìn)教室，不僅創(chuàng)設(shè)了良好的情境，學(xué)生會(huì)感覺眼前一亮，新奇感油然而生，雞蛋能干什么呢，更重要的是學(xué)生探究到慣性知識(shí)。讓學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和觀察，達(dá)到知識(shí)學(xué)習(xí)和技能訓(xùn)練基本目標(biāo)，經(jīng)過學(xué)習(xí)和探究，達(dá)到了科學(xué)性和思想性的統(tǒng)一。
2.2物理“土”實(shí)驗(yàn)?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生研究物理問題的方法
物理“土”實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃寣W(xué)生親手經(jīng)歷科學(xué)探究過程，認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的意義。通過對(duì)物理概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)過程，了解物理學(xué)的研究方法。
如，在探究凸透鏡成像的過程中，尋找生活中的透鏡（如圖2．2．1），儀器就在我們身邊，儀器的選擇也屬于探究過程的一部分，展開對(duì)其成像規(guī)律的探究。
將球形玻璃瓶（燒瓶）裝滿水，把它倒插在一個(gè)大口徑空瓶（作為底座）上，就做成了一個(gè)完好的凸透鏡，按著白屏、“透鏡”、蠟燭的順序排成一列，移動(dòng)蠟燭和白屏，找到等大的實(shí)像，即可確定此透鏡的焦距，引導(dǎo)學(xué)生采用控制變量法探究凸透鏡的成像規(guī)律，觀察物距、像距和像所呈現(xiàn)出的規(guī)律。
本實(shí)驗(yàn)用球形玻璃瓶取代了正規(guī)儀器，讓學(xué)生可以放手探究，而且球形玻璃瓶做成凸透鏡，其曲率比較大，故焦距很小，便于課堂探究實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)物理“土”實(shí)驗(yàn)的自創(chuàng)性、物理原型化和生活化；學(xué)生的學(xué)習(xí)理論聯(lián)系實(shí)際，體驗(yàn)了科學(xué)探究的過程，嘗試了科學(xué)探究的方法，養(yǎng)成實(shí)事求是的價(jià)值觀。
又如，在引導(dǎo)學(xué)生對(duì)水的比熱容進(jìn)行探究時(shí)，可進(jìn)行“燒不破氣球”的實(shí)驗(yàn)。（如圖2．2．2）將兩個(gè)氣球吹成一樣大小，左邊的氣球中用注射器灌入少量水，右邊的氣球中充入空氣。取一支起的橫桿，用細(xì)繩把他們掛起來。
點(diǎn)燃蠟燭，放到氣球的底部。會(huì)驚奇的現(xiàn)象出現(xiàn)：右邊的氣球“啪”的一聲立即爆破，而左邊的氣球即使加熱很長時(shí)間，也會(huì)安然無恙。事實(shí)是這樣的，當(dāng)蠟燭對(duì)左邊的氣球加熱時(shí)，火焰通過加熱點(diǎn)附近的氣球皮把熱量傳遞給其中的水，由于水的比熱容較大，吸收一定的熱量時(shí)，溫度的升高較小，因此氣球膠皮不易達(dá)到溶化破裂的程度。而右邊的氣球內(nèi)空氣的質(zhì)量比較小，依靠對(duì)流從加熱點(diǎn)附近帶走的熱量較小，加熱點(diǎn)附近的氣球膠皮受火焰直接加熱，溫度上升很快，因此在氣球內(nèi)氣體壓強(qiáng)作用下，很快達(dá)到氣球破裂的程度。該實(shí)驗(yàn)采用對(duì)比法，用兩個(gè)氣球作為比較，可用于“比熱”部分的教學(xué)，用精彩的、出人意料的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引入課題，不但激發(fā)學(xué)生的求知欲，更重要的讓學(xué)生學(xué)會(huì)采用“比較”的方法進(jìn)行對(duì)物理知識(shí)的探究和分析。
2．3物理“土”實(shí)驗(yàn)?zāi)苁箤W(xué)生產(chǎn)生并保持對(duì)自然的好奇心
新課程的三維目標(biāo)，不是孤立的、空洞的說教，三個(gè)維度是融為一體、相互滲透的，“情感態(tài)度和價(jià)值觀”這一維教學(xué)目標(biāo)，是推廣新課程教學(xué)的一個(gè)窗口，物理“土”實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚝芎玫貙?shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
如，在與學(xué)生進(jìn)行靜電學(xué)中摩擦起電的探究過程中，我們可以做“神奇的橡膠棒”的實(shí)驗(yàn)（如圖2．3．1），將長長的竹竿作為實(shí)驗(yàn)的對(duì)象，學(xué)生興奮不已，在學(xué)生的合作與參與下，開始對(duì)摩擦起電的探討。取一鐵架臺(tái)放穩(wěn)當(dāng)，用繩子把竹竿懸掛在鐵架臺(tái)上，使竹竿兩端均不著地可以繞著懸繩自由的旋轉(zhuǎn)，然后使竹竿處于靜止?fàn)顟B(tài)，用絲綢摩擦過的橡膠棒靠近竹竿的一端，這時(shí)發(fā)現(xiàn)竹竿像著了魔似的跟著橡膠棒轉(zhuǎn)動(dòng)起來，說明摩擦使得橡膠棒帶電。
本實(shí)驗(yàn)一改以往的傳統(tǒng)模式（摩擦可以起電吸引輕小物體），摩擦起電能夠改變竹竿的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，直觀生動(dòng)，非常容易被學(xué)生接受，使學(xué)生大開眼界，感覺到神奇，產(chǎn)生濃厚的興趣；同時(shí)我們利用的是橡膠棒與絲綢進(jìn)行摩擦，打破了教科書中僵化思想的概念，帶領(lǐng)學(xué)生用開放性的思維考慮問題，明白自然界任何兩種不同的物質(zhì)相互摩擦都會(huì)起電。
又如，我們引領(lǐng)學(xué)生探究不同介質(zhì)的傳聲本領(lǐng)時(shí)，可以做“聲音的怪事”的實(shí)驗(yàn)。（如圖2．3．2）將細(xì)繩（大約50～56cm）對(duì)折，在對(duì)折處系在一個(gè)鐵衣架的上鉤子上，讓一個(gè)同學(xué)雙手各執(zhí)細(xì)繩一端，并將細(xì)繩末端纏繞在食指上。首先，讓學(xué)生如上述提起衣架，另外一個(gè)同學(xué)用棒子輕敲衣架，我們可以聽到衣架發(fā)出低低的嗡嗡的聲音；然后讓提著衣架的同學(xué)將自己纏繞繩子的食指分別塞進(jìn)自己的耳朵里，再次敲擊衣架，在別人沒有發(fā)現(xiàn)什么異樣的時(shí)候，這位同學(xué)的眼睛里早就發(fā)出了心靈震撼的光芒，他聽到的是一陣陣的鐘鳴聲，不絕于耳，縈繞腦際，同學(xué)們躍躍欲試。
本實(shí)驗(yàn)選材很“土”，學(xué)生在課堂上異�；钴S，營造了寬松、積極的學(xué)習(xí)環(huán)境，能夠很好的點(diǎn)燃其探究知識(shí)的心靈之火，教育效果出奇制勝，大大地激發(fā)了學(xué)習(xí)的興趣，使學(xué)生內(nèi)心開始了萌動(dòng)，很好的引導(dǎo)學(xué)生探究了固體傳聲的知識(shí)。
再如，裝滿水的杯子里能放多少回形針？（如圖2．3．3）取一只杯子，往杯中倒水，直到水面與杯口相平。若將一只回形針輕輕地放入水中，請(qǐng)學(xué)生猜測(cè)一下，水會(huì)不會(huì)溢出來？動(dòng)手試一試，結(jié)果怎樣？跟猜想一致嗎？繼續(xù)猜想一下，在水不溢出的情況下最多能放入多少只回形針？動(dòng)手試試，一共可放入多少只回形針？實(shí)際放入的數(shù)量和你猜測(cè)相差多少？
一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果出乎同學(xué)們意料，竟然會(huì)超出他們猜想的結(jié)果很多地放入了回形針，能夠很好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。往杯中倒水或往水中放回形針，水面可以高于杯口平面而不溢出，這是因?yàn)樗谋砻婢哂斜砻鎻埩Φ脑颉Ｔ谒灰绯龅那闆r下最多能放入多少只回形針與杯口的面積有關(guān)，與杯子的材料有關(guān)，與杯子中液體的種類和溫度等有關(guān)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以放在序言階段讓學(xué)生去做，實(shí)驗(yàn)的目的是為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，體驗(yàn)探究的樂趣。做完這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生一定會(huì)感到吃驚──猜想和實(shí)驗(yàn)結(jié)果竟有這么大的差別！
在講解電學(xué)知識(shí)時(shí)，可以問同學(xué)們“電池一定是買來的嗎？”（如圖2．3．4）取土豆、西紅柿等水果、蔬菜作為電池。將銅片和鋁片插入土豆或西紅柿，使其大約相距5cm，分別從銅片和鋁片引出兩根導(dǎo)線，其中一跟接在電流計(jì)的一個(gè)接線柱上，用另一根去觸接另外一個(gè)接線柱，會(huì)看到電流計(jì)指針發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)。將土豆、西紅柿、或者水果等拿到教室來作為教具，會(huì)讓學(xué)生耳目一新，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)居然這些經(jīng)常看到的沒有在意的生活用品竟能產(chǎn)生如此奇特的現(xiàn)象，大大激發(fā)學(xué)生的求知欲。如果細(xì)心的同學(xué)還可能發(fā)現(xiàn)，如果把接線柱的接線相互換，觸接時(shí)發(fā)現(xiàn)電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生了改變，可以讓學(xué)生進(jìn)一步探究其原因，觸及學(xué)生的心智，具備啟發(fā)性的意義，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)，樹立正確的價(jià)值觀，豐富學(xué)生的情感因素，驅(qū)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的個(gè)體行為，激勵(lì)他們對(duì)科學(xué)的探索。
結(jié)束語
物理“土”實(shí)驗(yàn)，把物理知識(shí)融于生活，將生活帶入課堂，將物理課堂開放化、多樣化，使得物理教學(xué)活動(dòng)更加豐富多彩。大量開發(fā)物理“土”實(shí)驗(yàn)，非常有利于物理新課程的順利開展，對(duì)物理教學(xué)活動(dòng)從傳統(tǒng)的講授型向探究學(xué)習(xí)型轉(zhuǎn)變有著深遠(yuǎn)的意義，也使物理展現(xiàn)出了無窮的魅力，歡迎熱愛物理教學(xué)的同行加盟。
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/chuzhong/481765.html
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