利用废弃物品创新初中物理力学实验的研究

摘 要：实验是物理学研究的一个重要方法和手段，而力学实验是物理学的重要组成部分，也是学生学好物理的基础。当前，受时间和仪器设备的影响，部分学校不能有效地开展人人动手操作的实验教学，影响了学生的发展。引导学生利用废弃物品创新初中物理力学实验，不但能让学生在实践中体验、感悟物理概念和规律的形成过程，同时还能培养他们的创新精神和实践能力，促进学生物理核心素养的发展。

关键词：废弃物品；创新；力学实验；核心素养

新课程提出“从生活走向物理，从物理走向社会”。引导学生利用废弃物品创新初中物理力学实验，不仅能培养学生的动手操作能力，还能使学生形成物理学科实验探究特有的思维方法，让学生在做中学、在做中成长。

一、 概念界定

废弃物品：指在人们日常生活或其他社会活动中产生的，在一定时间和空间范围内失去其使用价值的物品，如：气球、铅笔、纸杯、吸管、矿泉水瓶等物品。

创新：指运用现有知识、利用现有的物质材料改进或创造出新的事物和方法的过程，并取得一定效果的想法或行为。

二、 当前物理实验教学的现状及原因分析

我们对八所学校的学生就“物理实验教学”进行了问卷调查，下发问卷调查表480份，回收468份，主要数据如下：

序号内容选项及百分比

1你喜欢实验教学还是课堂教学A. 实验教学86.4%B. 课堂教学13.6%

2你喜欢演示实验还是自己动手实验A. 演示实验3.6%B. 动手实验96.4%

3老师会开展让人人动手的实验教学吗A. 会6.2%B. 偶尔93.8%

从以上数据可以看出，大部分学生都很喜欢实验教学，都想亲自动手实验操作。但是，在实际的教学中，我们的老师却很少创造让学生人人动手的实验机会。我们在访谈中了解到，有些学校物理实验器材配备不足，有些老师为了赶教学进度而用演示实验代替分组实验，也有些老师担心学生分组实验会损坏实验器材而取消分组实验，这些因素都导致了实验教学无法真正发挥其育人的功能。

三、 利用废弃物品创新初中物理力学实验的对策

生活中的废弃物品，如气球、铅笔、纸杯、吸管、矿泉水瓶等物品随手可得，利用這些物品引导学生设计物理实验，不但能让学生在实践操作中体验感悟物理知识的内涵，还能培养他们的动手操作能力和实践创新能力。下面我就以初中力学实验为例，谈谈如何引导学生利用废弃物品创新实验教学。

（一） 研读课标，把握实验要求

物理课程标准规定了物理学科的课程性质、课程目标、内容目标、实施建议。物理课程标准明确指出，物理课程应注意让学生经历实验探究过程，掌握科学探究的基本方法，提高学生分析问题和解决问题的能力。

《义务教育物理课程标准》明确地提出了力学实验的要求。例如，对力的作用效果要求为：通过实验，认识力可以改变物体运动的方向和快慢；通过实验，认识力可以改变物体的形状。对牛顿第一定律的要求为：通过实验，认识牛顿第一定律。课标要求是我们引导学生设计与创新实验的依据，明确了课标要求，我们才能更好地引导学生进行创新实验。

（二） 小组合作，创新力学实验

在明确课标对实验的要求后，接下来我们就要引导学生利用气球、铅笔、纸杯、吸管、矿泉水瓶等废弃物品创新初中物理力学实验。

1. 利用气球创新力学实验

气球主要是由橡胶做成的，它的特点是弹性性能好、轻便。学生利用它能设计创新出许多有趣的力学实验。如：用手拍气球，可以看到气球的运动方向和速度大小都发生了变化，说明力可以改变物体的运动状态；用手按压气球，可以看到气球凹陷下去了，说明力可以改变物体的形状；把两个气球靠在一起相互挤压，可以看到两个气球都发生了形变，说明力的作用是相互的。

2. 利用铅笔创新力学实验

铅笔是一种用来书写以及绘画素描专用的笔类，主要由石墨、木制笔杆等材料组成。学生利用铅笔可以设计创新出许多有趣的物理实验。如：把一端削尖的铅笔夹在两个手指之间，会看到与铅笔较尖的那头接触的手指形变程度大，说明压力一定时，受力面积越小压力的作用效果越明显；用弹簧测力计拉着一金属块在水平桌面上匀速直线运动，然后将金属块放在多支铅笔上，再用弹簧测力计拉着金属块做匀速直线运动，发现弹簧测力计的示数变小了，说明滚动摩擦小于滑动摩擦。

3. 利用纸杯创新力学实验

纸杯是一种用木浆制成的纸质容器，外观呈口杯形。学生利用它能设计创新出许多有趣的力学实验。如：用牙签在纸杯的同一竖直方向刺三个小孔，用手堵住，然后向纸杯中装满水，并将堵住小孔的手放开，可以看到最下方的小孔喷出的水最远，说明同种液体，压强随深度的增加而增大；将两个纸杯叠在一起，用手握住下面的低杯，往上面纸杯的杯口吹气，可以看到上面的纸杯跳起来，说明流速越大的地方压强越小。

4. 利用吸管创新力学实验

吸管是一种中空的圆柱状的塑胶制品，生活中常用来饮用杯子中的饮料。学生利用它能设计创新出许多有趣的力学实验。如：在一个纸杯中装半杯水，将吸管移至纸杯的水中，然后用食指堵住吸管口，将吸管移至另一纸杯上方，移开堵管口的手指，可将水从一个杯中移到另一个杯中，说明了大气压强的存在；将橡皮泥塞进吸管一端，使其能漂浮在液体中，将其分别放入水和盐水中，看到它们都漂浮且在盐水中排开的体积较小，说明浮力相等时，液体密度越大，物体排开的体积越小。

5. 利用矿泉水瓶创新力学实验

矿泉水瓶是用透明塑料做成的，用于装矿泉水的一种瓶子。学生利用它能设计创新出许多有趣的力学实验。如：用小刀将瓶底去掉，把乒乓球压在瓶底并加水，放手后乒乓球不会浮起，用手堵住瓶口时，乒乓球浮起来了，说明浮力产生的原因是因为上下表面的压力差产生的；把矿泉水瓶底割掉，将瓶口盖子拧紧并在瓶底扎上气球膜，将这矿泉水瓶放在盛水的玻璃容器中，改变瓶底的朝向可以看到气球膜均发生了形变，说明液体内部向各个方向都有压强。

（三） 课堂展示，完善实验创新

课堂展示就是将自己或本组成员利用废弃物品创新的实验用简洁生动的方式展示出来，让全班同学进行评价，从而检验实验的可行性和成效性，通过师生的评价不断地完善实验方案。

在课堂展示中，小组成员可分为器材整理员、解说员、实验操作员等。器材整理员负责准备即将使用的器材和实验完成后的整理；解说员负责操作多媒体，向全班同学展示实验名称、实验器材、提出问题、总结等任务；实验操作员负责实施实验的操作过程。通过小组实验操作的课堂展示，提高了小组成员的合作精神。通过师生的评价，不但能完善小组实验的创新方案，还能让全班同学享受到合作、交流、互学的乐趣。

（四） 归纳整理，编辑校本教材

校本教材是指为了能有效地实现课标要求，以教师和学生为主体，对教学内容进行研究，共同开发和制定的教与学素材，作为校本课程实施的媒介。

在学生完成利用废弃物品创新初中物理力学实验设计方案并在课堂展示后，根据师生的评价应将实验方案继续完善，然后组织学生编辑《利用废弃物品创新初中物理力学实验校本教材》，将学生的研究成果作为全校学生的学习素材，不但能让学生体验成功感，还能让学生相互学习，相互促进，为实验的再次创新奠定坚实的基础。

总之，引导学生利用废弃物品创新初中物理力学实验的研究，可有效解决当前某些学校实验器材不足的问题。同时这些实验人人都可以设计和操作，这个过程可让学生掌握物理学科实验探究特有的思维方法，培养他们的物理核心素养，形成具有适应个人终身发展和社会发展所需的必备品格和关键能力。

参考文献：

[1]张文贵.利用生活物品自制教具完成物理小实验[J].才智，2011，（15）：198.

[2]梁炳华.身边物品在初中物理实验教学中的活用[J].课程教学研究，2014，（5）：59-60.

[3]武彦斌.浅析初中物理实验教学[J].学周刊，2016，（22）.

作者简介：

温超峰，福建省武平市武平县实验中学。endprint