自制物理学具，培养中学生动手创作能力

严献娟

摘要：物理实验既是物理教学的重要形式、内容，更是物理教学方法的重要手段和基础.我校把课外实验活动纳入到物理实验的教学范畴，利用两年的时间，开发了校本课程《自制物理学具》，编制了一套适合初中学生的自制物理学具的完整的校本课程文字材料，包括课程计划、课程内容、实施过程、学期末考核、以及课程评价方案.“自制物理学具”课程的开发与应用研究，是开展物理问题解决教学的重要组成部分，是提供学生动手操作的平台，是培养学生创新意识和创新能力的重要途径，是实验教学中的一个亮点.

关键词：自制物理学具；动手能力；创新意识；校本课程

早在20世纪30年代，陶行知先生就言简意赅地说：“手脑双全是创新教育的目的.”“要创造，非你在用脑的时候，同时用手去实验；用手的时候，同时用脑去想不可.”物理是一门以实验为基础的自然学科，物理实验既是物理教学的重要形式、内容，更是物理教学方法的重要手段和基础.学生大都具有强烈的操作兴趣，希望亲自动手多做实验，所以每次上实验课就兴奋不已.为了充分保护学生的积极性，让学生更多地参加实验活动，培养动手创作能力，我校把课外实验活动纳入到物理实验的教学范畴，利用两年的时间，开发了校本课程《自制物理学具》，编制了一套适合初中学生的自制物理学具的完整的校本课程文字材料，包括课程计划、课程内容、实施过程、学期末考核、以及课程评价方案.

一、开发《自制物理学具》校本课程的初衷

新课程标准下教材中的物理演示实验和学生实验是学生学习物理知识和掌握物理技能最基本的素材，虽然编者能尽量从学生生活和最简单的操作出发，但教学实践过程中，不难发现还存在一些问题：从个别实验看：强调结果，忽视过程；偏重验证性实验，忽视探究性实验；从学生角度看，学生动手能力差，不能规范地进行实验操作，更缺乏创新意识.如果将实验局限于现行教材实验，将教材实验奉为经典、不去反思它，那么在很大程度上限制了问题解决教学的开展，也限制了学生动手能力和创新能力的培养.所以，我校基于初中物理教材，开设《自制物理学具》的校本课程，让学生对教材实验进行制作、改进、对教材实验功能进行深度挖掘处理、以及其他能够应用于物理教学实验的开发，这样有利于学生参与到整个教学活动中，培养手脑结合的创新能力，构建物理知识和培养学生的科学技能、方法、态度.学校给他们创造开放的环境氛围，给学生提供创造的平台.教师对学生加以引导，使其创新意识、创新个性得到更好的培养，使学生的创造力得到提高.

二、开设《自制物理学具》校本课程的成效

我校物理教研组的全体成员，利用两年的边摸索边实践的时间，编制了一套适合初中学生的课外自制物理学具的完整校本课程文字材料：包括课程计划、课程内容、实施过程、学期末考核、以及课程评价方案，以及相关学生作品的展示.全体师生通过自制物理学具，有以下方面的收获：

1.自制物理学具，激发了学生学习物理的兴趣

爱因斯坦说过，兴趣是最好的教师.初中生活泼好动，对各种新鲜事物都非常好奇，有着强烈的求知欲，但学习上的积极性往往与兴趣有关.物理实验是激发学生兴趣的一种重要手段.课程中有些趣味实验就是为此而专门开发的.如各实验小组利用矿泉水瓶设计了一系列的趣味小实验，比一比，赛一赛，哪个小组设计的方案多.整个实验室里，学生兴趣盎然，齐心协力，设计出了十几种方案：浮力产生的原因，大气压的存在，浮沉子、液体压强与深度的关系，惯性大小与质量的关系，斜面上的滚动摩擦和滑动摩擦等.这些实验方案大多操作简单，实验现象明显，激发了学生学习的兴趣.

2.自制物理学具，优化了教材实验设计

现行新教材中的物理实验也采用某些简易装置，但就其可行性方面仍有不少值得推敲之处，只有完善、优化它们，才能更加适合初中物理教学.如八年级上物理教材中观察色光混合现象的活动中，实验室里的器材用的是普通灯泡做光源，混合效果不是很好，自制学具课程就对其进行了改进，学生利用超高亮度发光二极管替代普通灯泡作光源制成了三原色混合演示器，根据发光二极管发出的光单纯性好的特点，混合的色彩较为理想.通过开关的不同组合可以演示各种颜色的形成原理，操作简单，实验效果好.

3.自制物理学具，促进了学生知识的迁移

学生在解决实验问题时会积极主动地回忆是否碰到过类似的问题，能否用先前的方法来解决新问题.学生在运用已有的知识和技能解决实验问题的过程中，观察现象、分析变化的原因，剖析问题的实质，并将已有的知识和所得信息进行归纳概括，从而发现规律，获取新的知识，相应的知识有助于迁移.如八年级下物理教材“物质的密度”这一节内容中，简单地提到了密度计，我们就及时地在校本课程中开设了利用饮料吸管自制密度计来测量盐水密度的实验，并拓展性地讲到了它的原理：漂浮条件.而教材上学习到浮力知识的时候，不仅能使用当时自制的密度计来学习新的知识，学生还能自然地回忆起当时制作密度计的情形，前后知识相互衔接，相互迁移，学习过程轻松，教学效果高效.另外自制物理学具，还会涉及到除本学科外包括化学、生物、环境等其他各个学科方面的知识，它们会以实验的形式展示给学生，学生通过感性的认识，可以扩大知识面.

4.自制物理学具，创造了科学探究情境

培养学生的探究意识是我们实验教学改革的一项重要内容，通过实验的展示引导学生深入探究，不仅符合初中生的心理发展，更有利于教学的有效实施.如八年级上物理教材中关于望远镜的知识不作深入研究要求，但通过自制简易开普勒望远镜，学生对望远镜的发展史、原理都有了全新的认识和理解，学生的好奇心和通过自制望远镜观察到的现象会促使他们利用课余时间去探究更多关于望远镜的知识，这种主动探究物理情境的动力来自学生自身，当然会收到非常好的效果.

5.自制物理学具，提高了学生的动手能力

课程开设的每一个自制学具，除了完善课本实验设计，激发学生学习兴趣，促进知识迁移之外，都必须通过每一个实验小组的通力合作，动手操作，才能完成，大大提高了他们的动手能力.其中，课程中动手操作能力的培养包括以下三方面：第一，对一些基本工具的使用，如制作知识卡片时用到的剪刀，裁剪钢丝时用到的老虎钳，电子零件焊接时的电焊，软木塞上钻孔时的打孔器.这些工具在平时的课堂实验教学中几乎不会用到.第二、实验器材的安装.如，在制作模拟幻灯机时，操作要求就非常高，除了外观的美观是一个要求外，更主要通过精确的安装能使荧幕上呈现清晰的幻灯片的像.第三，实验现象的展示操作.制作好的学具，还要通过学生熟练地演示，来证明实验器材的可操作性和准确性.课程所开发的每一堂课都会对学生这三方面动手能力进行有效的培养和锻炼，两年实践下来，效果明显.

6.自制物理学具，培养了学生的问题意识和创新能力

所谓创造力是指要给学生发表他们想法的机会，从而发挥他们富有创造力的才能.学生自制学具本身就是一种创新精神的体现，“创新源于疑问”.我校自制物理学具课程中开发的每一个物理创新实验，都能让学生一起参与实验的设计和实验过程，并对实验的结果作出评价，学生可以直接受到科学方法的熏陶和训练，这对学生科学素质（包括对科学知识的理解、对科学过程和方法的理解以及科学对社会的作用的理解）的提高和创新精神的培养十分有利.

当然，除了自制学具，我们还把学生感兴趣的“小发明”、 “小论文” 引入到课程中来，使其内容更加丰富，多彩，这也是我们自制物理学具课程的一个精彩环节.学生在制作过程中既能进一步理解和巩固书本的内容，又能将它应用于实际，真正将知识活学活用.学生受到成功的喜悦后能更加激发其学习物理的兴趣.

综上所述，“自制物理学具”课程的开发与应用研究，是开展物理问题解决教学的重要组成部分，是提供学生动手操作的平台，是培养学生创新意识和创新能力的重要途径，是实验教学中的一个亮点.我校物理教研组一定会努力对这一课程不断完善、改进、升华，坚持实施下去.

[江苏省张家港市常青藤实验中学 （215600）]