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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)生在獲得知識的同時學(xué)會學(xué)習(xí)，形成正確的價值觀，本論文從這一基本觀點出發(fā)，提出了物理“土”實驗的概念，通過其在落實新課程三維目標(biāo)中的作用，說明開發(fā)物理“土”實驗在新課程改革和物理教學(xué)活動中的價值。這不僅深化了對新課程教育理念與實踐的認(rèn)識，也在一定程度上對物理教育改革具有良好的啟發(fā)性。

1．物理“土”實驗的概念

“非常規(guī)”物理實驗，是指有目的地選擇和利用實驗室之外的其他“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、體驗性、趣味性、簡易性、生活化的物理實驗教學(xué)活動。“非常規(guī)”物理實驗，首先是一種“物理實驗”，具有科學(xué)實驗的基本特征，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�！白灾平叹摺卑�含“自制的教具”（名詞特性）和“自己動手制作教具”（動詞特性）兩層含義。自制教具不是物理實驗，它在一定程度上或者說不完全是為開展物理實驗進(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)造實驗條件，部分解決實驗器材短缺或不足而采取的權(quán)宜之計�！暗统杀疚锢韺嶒灐笔菄�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材料開展物理實驗教學(xué)以解決或緩解實驗器材短缺問題，滿足經(jīng)濟(jì)落后國家或地區(qū)中學(xué)開展物理實驗教學(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驗，以提高學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生動手能力和實踐能力�！罢n外物理實驗”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，實驗活動的空間是“第一課堂”之外，一般包括“觀察性實驗”“課外小制作實驗”“探究性實驗”“趣味性實驗”等等。

物理“土”實驗，是指有目的地選擇和利用生活中，尤其是我們身邊的廉價材料和廢舊物品，開展的一類體現(xiàn)知識性、探索性、趣味性的物理教學(xué)活動。

“非常規(guī)”物理實驗可以是低成本的，也可以是高成本的；低成本實驗可以是“非常規(guī)”的，也可以是常規(guī)的；但本文提出的物理“土”實驗不僅是“非常規(guī)”的，而且是“低成本”的。故本論文所提出的物理“土”實驗的概念與“非常規(guī)”物理實驗和低成本實驗的概念更為接近一點，但也有所區(qū)分。

物理“土”實驗倡導(dǎo)的思想是物理實驗教學(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)度和價值觀，推廣新課程的教學(xué)理念。

2.開發(fā)物理“土”實驗的價值

古人云：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者�！遍_發(fā)物理“土”實驗，讓學(xué)生加深對物理知識的理解，體驗知識探究的過程，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，就會對學(xué)習(xí)產(chǎn)生一種神奇的驅(qū)動力，從而促進(jìn)學(xué)習(xí)。興趣是不會說謊的，由成功帶來的內(nèi)在喜悅更不會說謊。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”實驗在落實新課程三維目標(biāo)中具有不可估量的作用，能極大地促進(jìn)新課程教學(xué)活動的開展。

2.1物理“土”實驗?zāi)芤�領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行物理知識的探究

物理“土”實驗?zāi)軌蜃寣W(xué)生真真切切地感覺到物理知識就在身邊，唾手可得。如，在學(xué)習(xí)圓周運動中角速度和線速度關(guān)系、機械能守恒、摩擦力大小與哪些因素有關(guān)時，我們可以就地取材，“做小刀為什么不會著地？”的實驗，進(jìn)行物理知識的探究。首先將細(xì)線（約1m）的兩端分別系一把小刀和一個曲別針，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。此時松開右手，曲別針僅在鉛筆下來回擺動數(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的距離約2～3cm，要求鉛筆離地面約1．2m左右。實驗開始時，將右手松開，使曲別針自由下落（如圖2．1．3）。試問學(xué)生此時小刀是否會落地？讓學(xué)生進(jìn)行探索、討論，根據(jù)實驗結(jié)果進(jìn)行解釋，獲取知識。

本實驗取材極為獨特，讓學(xué)生感到原來物理實驗器材就在自己的文具盒里，使得情感異�；钴S，整個學(xué)習(xí)過程就是一個知識探究的過程。

又如，

在引導(dǎo)學(xué)生探究慣性知識時，可采用“巧辨熟蛋和生蛋”實驗，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，轉(zhuǎn)速高的時候，它就會轉(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，可就難對付的多了，轉(zhuǎn)速不快，更不會轉(zhuǎn)得立起來（如圖2．1．5）。或者把熟雞蛋放在淺瓷盤里，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�，F(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，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互相妨礙，所以轉(zhuǎn)不快�？墒鞘种概龅降皻�時，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，還會繼續(xù)轉(zhuǎn)動。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。讓學(xué)生親自動手實驗和觀察，達(dá)到知識學(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”實驗?zāi)芘囵B(yǎng)學(xué)生研究物理問題的方法

物理“土”實驗?zāi)軌蜃寣W(xué)生親手經(jīng)歷科學(xué)探究過程，認(rèn)識科學(xué)探究的意義。通過對物理概念和規(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，把它倒插在一個大口徑空瓶（作為底座）上，就做成了一個完好的凸透鏡，按著白屏、“透鏡”、蠟燭的順序排成一列，移動蠟燭和白屏，找到等大的實像，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。

本實驗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，便于課堂探究實驗，體現(xiàn)物理“土”實驗的自創(chuàng)性、物理原型化和生活化；學(xué)生的學(xué)習(xí)理論聯(lián)系實際，體驗了科學(xué)探究的過程，嘗試了科學(xué)探究的方法，養(yǎng)成實事求是的價值觀。

又如，在引導(dǎo)學(xué)生對水的比熱容進(jìn)行探究時，可進(jìn)行“燒不破氣球”的實驗。（如圖2．2．2）將兩個氣球吹成一樣大小，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。

點燃蠟燭，放到氣球的底部。會驚奇的現(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間，也會安然無恙。事實是這樣的，當(dāng)蠟燭對左邊的氣球加熱時，火焰通過加熱點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，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，依靠對流從加熱點附近帶走的熱量較小，加熱點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)氣體壓強作用下，很快達(dá)到氣球破裂的程度。該實驗采用對比法，用兩個氣球作為比較，可用于“比熱”部分的教學(xué)，用精彩的、出人意料的實驗現(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)會采用“比較”的方法進(jìn)行對物理知識的探究和分析。

2．3物理“土”實驗?zāi)苁箤W(xué)生產(chǎn)生并保持對自然的好奇心

新課程的三維目標(biāo)，不是孤立的、空洞的說教，三個維度是融為一體、相互滲透的，“情感態(tài)度和價值觀”這一維教學(xué)目標(biāo)，是推廣新課程教學(xué)的一個窗口，物理“土”實驗?zāi)軌蚝芎玫貙崿F(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”的實驗（如圖2．3．1），將長長的竹竿作為實驗的對象，學(xué)生興奮不已，在學(xué)生的合作與參與下，開始對摩擦起電的探討。取一鐵架臺放穩(wěn)當(dāng)，用繩子把竹竿懸掛在鐵架臺上，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，這時發(fā)現(xiàn)竹竿像著了魔似的跟著橡膠棒轉(zhuǎn)動起來，說明摩擦使得橡膠棒帶電。

本實驗一改以往的傳統(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動狀態(tài)，直觀生動，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，可以做“聲音的怪事”的實驗。（如圖2．3．2）將細(xì)繩（大約50～56cm）對折，在對折處系在一個鐵衣架的上鉤子上，讓一個同學(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。

本實驗選材很“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，能夠很好的點燃其探究知識的心靈之火，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，很好的引導(dǎo)學(xué)生探究了固體傳聲的知識。

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，請學(xué)生猜測一下，水會不會溢出來？動手試一試，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？動手試試，一共可放入多少只回形針？實際放入的數(shù)量和你猜測相差多少？

一個簡單的實驗，其結(jié)果出乎同學(xué)們意料，竟然會超出他們猜想的結(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，這是因為水的表面具有表面張力的原因。在水不溢出的情況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)。這個實驗可以放在序言階段讓學(xué)生去做，實驗的目的是為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，體驗探究的樂趣。做完這個實驗，學(xué)生一定會感到吃驚──猜想和實驗結(jié)果竟有這么大的差別！

在講解電學(xué)知識時，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的一個接線柱上，用另一根去觸接另外一個接線柱，會看到電流計指針發(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，會讓學(xué)生耳目一新，通過實驗發(fā)現(xiàn)居然這些經(jīng)�？吹降臎]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，觸接時發(fā)現(xiàn)電流計的指針偏轉(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)的動機，樹立正確的價值觀，豐富學(xué)生的情感因素，驅(qū)動學(xué)生學(xué)習(xí)的個體行為，激勵他們對科學(xué)的探索。

結(jié)束語

物理“土”實驗，把物理知識融于生活，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)活動更加豐富多彩。大量開發(fā)物理“土”實驗，非常有利于物理新課程的順利開展，對物理教學(xué)活動從傳統(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。