□甘肅省張掖市山丹縣第二中學(xué) 孟萬(wàn)青

初中物理實(shí)驗(yàn)器材的來(lái)源是多方面的：一種自上而下源于政府層面，比較正規(guī)，比較統(tǒng)一；另一種自下而上源于個(gè)人層面，后者可稱(chēng)為“低成本”或“非常規(guī)”實(shí)驗(yàn)器材，具有“簡(jiǎn)易、方便、靈活”之特點(diǎn)。盡管利用“低成本”自制器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作成為“受不確定因素影響最多的環(huán)節(jié)”，但因?yàn)槠洹安牧弦撰@、操作簡(jiǎn)單”等優(yōu)勢(shì)，反而成為學(xué)生喜聞樂(lè)見(jiàn)的一項(xiàng)活動(dòng)，被廣大師生所青睞。初中階段的物理教學(xué)中，正規(guī)實(shí)驗(yàn)要重視，不可或缺，但低成本物理實(shí)驗(yàn)同樣不可或缺——做精做實(shí)低成本物理實(shí)驗(yàn)過(guò)程及應(yīng)用，不僅僅是資源支撐上的助力，也是技術(shù)支撐上的助力，能更好地培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、提高其實(shí)踐素養(yǎng)、提升其創(chuàng)客素養(yǎng)。

創(chuàng)客素養(yǎng)，有別于一般素養(yǎng)，它指向創(chuàng)造、創(chuàng)新、造物、分享、開(kāi)放等，是中學(xué)生學(xué)習(xí)中最需要的素養(yǎng)，是創(chuàng)業(yè)及建設(shè)偉大祖國(guó)所不可或缺的素養(yǎng)。具備創(chuàng)客素養(yǎng)，能更好地助力學(xué)習(xí)中重難點(diǎn)的解決，助力學(xué)生核心素養(yǎng)的落地生根。創(chuàng)客素養(yǎng)源于豐富的生活、高度的自主以及開(kāi)放的格局。而這恰恰是低成本物理實(shí)驗(yàn)所需的。初中物理實(shí)驗(yàn)探究既要注重正規(guī)實(shí)驗(yàn)，也要注重低成本實(shí)驗(yàn)。注重生活性，讓實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)實(shí)深度對(duì)接，低成本物理實(shí)驗(yàn)才能開(kāi)展得更好；注重自主性，讓放權(quán)成為實(shí)驗(yàn)探究中的常態(tài)，才是低成本物理實(shí)驗(yàn)的應(yīng)有之義；注重開(kāi)放性，讓實(shí)驗(yàn)場(chǎng)域的開(kāi)放、難度的開(kāi)放和技術(shù)的開(kāi)放，助力高效實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展與推進(jìn)，低成本物理實(shí)驗(yàn)才能步入更好、更深的境界，以此有效提升學(xué)生的創(chuàng)客素養(yǎng)。

一、注重生活性，提升創(chuàng)客素養(yǎng)

教育家陶行知說(shuō)過(guò)：“朝著實(shí)際生活走，大致不至于迷路?！钡拇_，“朝著實(shí)際生活走”，讓物理原理以及所蘊(yùn)涵的內(nèi)在機(jī)理與生活高度對(duì)接與印證，才是開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)的正確方向?！皩?shí)際生活”中不乏鮮活的物理現(xiàn)象，包括物理實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)域皆與生活息息相關(guān)。低成本物理實(shí)驗(yàn)尤其要源于生活而服務(wù)于生活，揭示生活現(xiàn)實(shí)，提升生活質(zhì)量，要在生活這個(gè)大熔爐中演繹物理的真相、奧妙與神奇。在此期間，因?yàn)橐恍┣擅铧c(diǎn)子的產(chǎn)生，因?yàn)榻鉀Q實(shí)際問(wèn)題的多樣化和創(chuàng)新性態(tài)勢(shì)，因?yàn)樯瞵F(xiàn)象與物理現(xiàn)象的不斷印證，學(xué)生的創(chuàng)客素養(yǎng)一點(diǎn)一滴地提升。

例如，人教版初中物理“聲現(xiàn)象”的教學(xué)中，完全可以用一些生活中常見(jiàn)的器材進(jìn)行低成本實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。比如，喝水的高腳杯完全可以取代教材中指定安排的音叉。如果學(xué)生能找到生活中其他常見(jiàn)的器材，如口哨等，能有力地驗(yàn)證聲音，都應(yīng)得到提倡，都不妨讓學(xué)生深入其中進(jìn)行有意義的開(kāi)發(fā)與實(shí)踐。通過(guò)這些低成本實(shí)驗(yàn)器材的尋找和實(shí)踐，學(xué)生意識(shí)到生活中處處有物理，只要用心，隨時(shí)隨地都可以驗(yàn)證物理理論與物理現(xiàn)象，都可以產(chǎn)生靈感、激活思維、提升素養(yǎng)，而這正是創(chuàng)客素養(yǎng)所不可或缺的。

（一）在由此及彼中促思維的轉(zhuǎn)化

物理學(xué)習(xí)應(yīng)由易到難，由此及彼，螺旋上升。物理實(shí)驗(yàn)也應(yīng)由淺層次進(jìn)入高層次，舉一反三，為學(xué)生創(chuàng)客素養(yǎng)的形成奠定基礎(chǔ)。上述“水樂(lè)器”實(shí)驗(yàn)如果僅僅停留在聽(tīng)聲音高低的程度，那么，學(xué)生思維的轉(zhuǎn)化就是一句空話，更不用談創(chuàng)客素養(yǎng)的提升。所謂的“由此及彼”應(yīng)由個(gè)別到普遍、由個(gè)案到全面、由點(diǎn)到面，從一個(gè)更高的層面上分析物理知識(shí)的內(nèi)在機(jī)理，洞開(kāi)學(xué)生的多重視域。教師不妨追問(wèn)學(xué)生：聲現(xiàn)象在水中如此，那么在空氣中呢？在固體中呢？能否從生活中找到一些簡(jiǎn)單的材料驗(yàn)證聲音的特性呢？在這樣的追問(wèn)與鼓勵(lì)中，梳子、鋼尺、玻璃、衣服架等“低成本”器材出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)中，各種各樣的低成本實(shí)驗(yàn)活動(dòng)先后展開(kāi)……在這樣的由此及彼中，諸如“聲音的響度、音調(diào)、音色”，以及“聲音可以在不同介質(zhì)中傳播”等概念，自然而然地進(jìn)入學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，鮮明地貯存在學(xué)生的記憶庫(kù)中。更重要的是在此期間，學(xué)生的思維進(jìn)一步被拓寬，其靈活性、批判性和創(chuàng)新性得到提升，思維品質(zhì)在更廣的層面上得以強(qiáng)化，創(chuàng)客素養(yǎng)得以提升。而這同樣離不開(kāi)“生活化”理念的強(qiáng)力滲透。

（二）在場(chǎng)域轉(zhuǎn)換中促思維的靈活

低成本實(shí)驗(yàn)在于一個(gè)“隨”字——隨時(shí)、隨地。實(shí)驗(yàn)室里意猶未盡時(shí)，不妨轉(zhuǎn)換到生活這個(gè)大舞臺(tái)中，于無(wú)痕間觸摸物理現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)物理更多鮮活的乾坤。因?yàn)檫@樣的“隨”，所以學(xué)生能自由靈活地進(jìn)行嘗試與探究，而這對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維的激活與創(chuàng)客素養(yǎng)的提升是有好處的?！奥暚F(xiàn)象”的教學(xué)中，從水的場(chǎng)域轉(zhuǎn)換到固體的場(chǎng)域或空氣的場(chǎng)域，就是一個(gè)明顯的例證。還可以從自然場(chǎng)域轉(zhuǎn)換到人工場(chǎng)域，從課內(nèi)轉(zhuǎn)換到課外，如聽(tīng)聽(tīng)風(fēng)聲、水聲、機(jī)器的聲音……如此，因?yàn)閳?chǎng)域轉(zhuǎn)換，學(xué)生的思維變得更靈活，眼界更為開(kāi)闊，很多認(rèn)識(shí)超越了本教材或本實(shí)驗(yàn)，而這恰恰是創(chuàng)客素養(yǎng)提升了學(xué)生更加孜孜以求的理想境界。這樣的場(chǎng)域轉(zhuǎn)換，隱含教師對(duì)物理學(xué)習(xí)一種更加美好的期盼，那就是，相對(duì)固定實(shí)驗(yàn)室的物理學(xué)習(xí)而言，因?yàn)殡S時(shí)隨地的實(shí)驗(yàn)?zāi)芨蛹せ顚W(xué)生的創(chuàng)新因子，能更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)客素養(yǎng)。在此期間，學(xué)生勤于動(dòng)手的習(xí)慣的養(yǎng)成、實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的不斷積累、科學(xué)精神的點(diǎn)滴培養(yǎng)，以及在此過(guò)程中閃現(xiàn)出的創(chuàng)造之光，無(wú)疑是實(shí)驗(yàn)中更重要的目標(biāo)。

二、注重自主性，提升創(chuàng)客素養(yǎng)

物理實(shí)驗(yàn)探究中，教師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹笇?dǎo)不可或缺，但由“扶”到“放”同樣不可或缺。尤其是在低成本物理實(shí)驗(yàn)中，更需要教師的充分放權(quán)。包括實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的撰寫(xiě)、低成本實(shí)驗(yàn)器材的開(kāi)發(fā)、實(shí)驗(yàn)小組的分工及責(zé)任、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的推進(jìn)及反饋、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)及實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，都應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的自主性。大面積的自主才有高質(zhì)量的回報(bào)——自主經(jīng)驗(yàn)的積累、實(shí)驗(yàn)步驟的熟稔、創(chuàng)客思維的激活等，都是自主探究的結(jié)果。一方面，自主源于“由內(nèi)到外”，因而學(xué)生具有更大的熱情與行動(dòng)力；另一方面，自主源于對(duì)新事物與新實(shí)踐的探究，因而具有原創(chuàng)意義和實(shí)踐意義，對(duì)學(xué)生創(chuàng)客素養(yǎng)的提升意義重大。

例如，在人教版初中物理“透鏡”的學(xué)習(xí)中，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生用銅絲自制“水膜透鏡”，其圓環(huán)如果進(jìn)入水中就會(huì)形成水膜，具有透鏡的作用，放大或縮小圖像只需在水的“有無(wú)”方面進(jìn)行改變。如果自制的水膜透鏡容易破裂，同時(shí)所觀察到的范圍較大或較小，都可以在自主猜想的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)與驗(yàn)證。這樣的實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單，容易操作，更方便于學(xué)生得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，更有利于其創(chuàng)客思維的形成，因而值得師生邁出建設(shè)性與創(chuàng)新性的步伐。

（一）以好奇心促創(chuàng)客素養(yǎng)的提升

教師除了要重視學(xué)生的自主性，也要保護(hù)學(xué)生的好奇心。好奇心是學(xué)生的天性，需要教師加倍呵護(hù)；好奇心是低成本實(shí)驗(yàn)得以深入開(kāi)展的動(dòng)力源，是學(xué)生自主力得以提升的根本保證，是學(xué)生創(chuàng)客素養(yǎng)得以提升的催化劑。物理學(xué)的發(fā)展、物理產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步，都離不開(kāi)好奇心的激發(fā)與作用。同樣的，學(xué)生具備了好奇心，樂(lè)于進(jìn)行低沉本實(shí)驗(yàn)器材的開(kāi)發(fā)，才能較好地解決實(shí)驗(yàn)中的重難點(diǎn)，才能步入物理學(xué)的深處，發(fā)現(xiàn)更精彩、更神奇的物理真相。物理教師應(yīng)小心翼翼地喚醒學(xué)生的好奇心，通過(guò)情境課件激活學(xué)生的好奇心。比如，在“透鏡”的學(xué)習(xí)中，新課伊始，教師不妨創(chuàng)設(shè)一個(gè)情境：“荒野中沒(méi)有縱火者，沒(méi)有人為行動(dòng)，居然‘無(wú)緣無(wú)故’地發(fā)生了火災(zāi)，為什么??？”進(jìn)一步通過(guò)高新技術(shù)給學(xué)生呈現(xiàn)大量的塑料瓶。學(xué)生在深入思考后明白了，原來(lái)是類(lèi)似于凸鏡功能的塑料瓶聚焦了高溫，引發(fā)了火災(zāi)。教師進(jìn)一步引導(dǎo)：“一個(gè)塑料瓶居然就能充當(dāng)透鏡，我們能否自己制作一個(gè)透鏡呢？”如此，在濃濃好奇心的推動(dòng)下，學(xué)生自找材料、制作實(shí)驗(yàn)器材的行動(dòng)開(kāi)始了。其間，學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的激發(fā)、科學(xué)探究的精神、核心素養(yǎng)的發(fā)展，無(wú)疑成為低成本物理實(shí)驗(yàn)中更加重要的目標(biāo)。

（二）以挑戰(zhàn)心促創(chuàng)客素養(yǎng)的提升

僅有好奇心是不夠的。初中物理低成本實(shí)驗(yàn)要想步入更加精彩的境界，還需學(xué)生的挑戰(zhàn)心。學(xué)生愈挫愈勇，才能發(fā)現(xiàn)更多，收獲更多；敢于“啃硬骨頭”，才能較好地提升創(chuàng)客素養(yǎng)；勇于一追到底，低成本實(shí)驗(yàn)的良性才能一點(diǎn)一滴地顯示。由好奇心到挑戰(zhàn)心，就是由一般思維到創(chuàng)客思維的過(guò)渡，值得學(xué)生邁出建設(shè)性與創(chuàng)新性的步伐。學(xué)生具備了挑戰(zhàn)精神，相應(yīng)地，自主力也就得到了提升。比如，在“水膜透鏡”的改進(jìn)中，一部分學(xué)生用色拉油代替水，得出液體的黏稠度與液膜直徑的關(guān)系的結(jié)論。這樣的挑戰(zhàn)中盡管存在一些問(wèn)題，但仍然值得提倡，至少此實(shí)驗(yàn)已經(jīng)超越了實(shí)驗(yàn)原有的邊界，對(duì)學(xué)生是一種“溢出”的感覺(jué)，因而其創(chuàng)客思維的培養(yǎng)也就在水到渠成中。如此的挑戰(zhàn)彰顯了教師對(duì)低成本實(shí)驗(yàn)的信心，也彰顯著一種更美好的遠(yuǎn)景，那就是相對(duì)淺層探索而言，學(xué)生深入自主實(shí)驗(yàn)的深處求證物理現(xiàn)象的多元化，以及在求證探究中凸顯的創(chuàng)造之光，無(wú)疑是物理實(shí)驗(yàn)探究中更理想的境界。

三、注重開(kāi)放性，提升創(chuàng)客素養(yǎng)

創(chuàng)客教育的特點(diǎn)之一是“開(kāi)放創(chuàng)新、探究體驗(yàn)”。低成本物理實(shí)驗(yàn)也應(yīng)在開(kāi)放的心態(tài)中向前推進(jìn)?！鞍磮D索驥”的實(shí)驗(yàn)應(yīng)予以摒棄，原地踏步的理念應(yīng)予以更新。創(chuàng)客視角下，初中物理低成本實(shí)驗(yàn)應(yīng)在開(kāi)放性之路漸行漸深。開(kāi)放，不是天馬行空，而是基于物理真相而開(kāi)放實(shí)驗(yàn)器材、場(chǎng)域及呈現(xiàn)方式。由點(diǎn)到面，由內(nèi)到外，由一方小天地到天地大課堂，物理低成本實(shí)驗(yàn)將會(huì)有更多新精彩。

比如，在“光的反射”學(xué)習(xí)中，學(xué)生對(duì)那些正規(guī)的實(shí)驗(yàn)不感興趣，反而對(duì)空杯和水杯下硬幣的出現(xiàn)與消失大有興趣。這是因?yàn)檫@個(gè)實(shí)驗(yàn)似游戲又似魔法，具有神奇的效果。由此學(xué)生明白了其原理，明白不過(guò)是光線進(jìn)入水中被反射或被折射的緣故。道理很簡(jiǎn)單，卻強(qiáng)烈地吸引了學(xué)生的眼球，這正是開(kāi)放理念滲透物理實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。

教本或教參做如是規(guī)定，實(shí)驗(yàn)材料的獲取做如是計(jì)劃，并不意味著師生一定要照章辦事。教師應(yīng)引領(lǐng)學(xué)生以開(kāi)放的心態(tài)經(jīng)常進(jìn)行反思：還可以用什么器材？還可以通過(guò)什么樣的思路創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)？有沒(méi)有更有趣、更有意義的實(shí)驗(yàn)？在這樣的反思中，學(xué)生的創(chuàng)客素養(yǎng)必將一步步落地生根。

教師應(yīng)在以下三方面推進(jìn)低成本實(shí)驗(yàn)。

（一）以場(chǎng)所的開(kāi)放促視域的洞開(kāi)

物理實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)域如果能做到“移步換景”，意味著開(kāi)放性場(chǎng)域?qū)W(xué)生創(chuàng)客思維的促進(jìn)。引領(lǐng)學(xué)生隨時(shí)、隨地、隨意地進(jìn)行低成本實(shí)驗(yàn)，很容易及時(shí)捕捉靈感，及時(shí)反饋總結(jié)，及時(shí)進(jìn)行思維的進(jìn)階和行動(dòng)的深入。實(shí)驗(yàn)室、教室、野外、家中等，凡是能助力學(xué)生理解物理真相的地方，都可以成為學(xué)生的探究室或“實(shí)驗(yàn)”場(chǎng)域。仍以“光的反射”的學(xué)習(xí)為例，街道兩旁建筑物中的玻璃、低洼里的一塊冰、晚上螢火蟲(chóng)的綠光、多面或凹下去的石頭等均可以作為低成本實(shí)驗(yàn)的器材。無(wú)形間、無(wú)痕間、無(wú)意間的實(shí)驗(yàn)，于不經(jīng)意間喚醒了學(xué)生，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)客思維，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

（二）以適度的開(kāi)放促全體的兼顧

低成本物理實(shí)驗(yàn)既然具有“方便、就近、靈活”的特點(diǎn)，那么就應(yīng)“覆蓋所有的學(xué)生”。“覆蓋所有”并非一定要整齊劃一，而是分層兼顧，力爭(zhēng)讓學(xué)困生“吃飽”，讓優(yōu)秀生“吃好”——學(xué)困生學(xué)會(huì)基本操作，中等生學(xué)會(huì)靈活應(yīng)用，優(yōu)秀生進(jìn)一步拓展和提高。低成本實(shí)驗(yàn)中同樣需要以適度的開(kāi)放促全體的兼顧，無(wú)論是實(shí)驗(yàn)器材的開(kāi)發(fā)，還是實(shí)驗(yàn)過(guò)程的推進(jìn)及深入，都應(yīng)視不同個(gè)體而有所區(qū)別與針對(duì)。在“光的反射”的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)困生進(jìn)行硬幣消失又出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)，優(yōu)秀生進(jìn)行自行車(chē)尾燈為什么發(fā)光的探究，因人而異，力爭(zhēng)使每一個(gè)學(xué)生都有所收獲，力爭(zhēng)每一個(gè)普通的學(xué)生都能嬗變?yōu)榫哂袆?chuàng)新能力的創(chuàng)客。而這正是低成本實(shí)驗(yàn)中提升學(xué)生創(chuàng)客素養(yǎng)的應(yīng)有之義。

（三）以技術(shù)的開(kāi)放促實(shí)驗(yàn)的清晰

盡管低成本實(shí)驗(yàn)之手工痕跡強(qiáng)、徒手過(guò)程多、作品質(zhì)量“差”，但這并不妨礙其材料或過(guò)程呈現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上。反過(guò)來(lái)說(shuō)，正因?yàn)榈统杀緦?shí)驗(yàn)環(huán)境中的實(shí)驗(yàn)過(guò)程有粗糙的嫌疑，所以更應(yīng)通過(guò)高新技術(shù)的介入而讓其變得清晰可見(jiàn)，以便改進(jìn)或反饋。教師應(yīng)活用、善用、深用高新技術(shù)（包括教育云平臺(tái)、希沃7、“互聯(lián)網(wǎng)+”等），讓低成本實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)細(xì)微處清晰地顯示，方便學(xué)生觀察，讓更多人關(guān)注、參與、評(píng)價(jià)、改進(jìn)，讓其正效應(yīng)充盈在更大更廣的時(shí)空內(nèi)，而這也正是創(chuàng)客理念中“玩轉(zhuǎn)信息技術(shù)”的有力體現(xiàn)。在“光的反射”實(shí)驗(yàn)中，水膜透鏡演繹的魔幻效果，利用多次反射照亮陰暗處的小球等富有情趣的過(guò)程或畫(huà)面，都可以以美圖或微視頻的方式發(fā)布到微信群或釘釘群。

四、結(jié)語(yǔ)

總之，好的物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)是“對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的‘造’和對(duì)實(shí)驗(yàn)各要素的‘創(chuàng)’”。做精做實(shí)這樣的“造”和這樣的“創(chuàng)”，學(xué)生的思維必將得到多重滋養(yǎng)與鍛造，學(xué)生的創(chuàng)客素養(yǎng)必將一步步提升。初中物理教師應(yīng)該做好多種角色：是低成本實(shí)驗(yàn)的鼓勵(lì)者、引領(lǐng)者和更新者，引領(lǐng)學(xué)生在輕松、有趣的實(shí)驗(yàn)中得到多重淬煉與滋養(yǎng)；應(yīng)該是創(chuàng)客活動(dòng)的組織者和拓展者，組織學(xué)習(xí)在搖曳生姿的創(chuàng)客活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)更多創(chuàng)意，并努力把創(chuàng)意變成現(xiàn)實(shí)；應(yīng)該是學(xué)生科學(xué)探究的引路人，進(jìn)一步拓展探究之路，使之愈來(lái)愈寬，引領(lǐng)學(xué)生在物理和實(shí)驗(yàn)的密林中發(fā)現(xiàn)更多、創(chuàng)造更多、收獲更多。