“非常规”物理实验在小学科学课程的运用

摘要：中学物理课程与小学科学课程在内容上具有共同性，在阶段上具有连续性，在教学目标上均以培养学生科学素养为根本目的。小学科学课程同时作为科学的启蒙教育，培养学生的过程需要有效的途径和方法，本论文旨在针对小学科学课程中物理部分的教学提出解决措施，考虑小学生年龄特点和心理特点，笔者提出利用“非常规”物理实验进行小学科学课程的有效教学。关键词：中学物理；小学科学；“非常规”物理实验

一、小学科学课程与中学物理的联系

小学是基础教育的初始阶段，也是终生教育的启蒙阶段，小学课程的设置较广泛，具有一定的代表性与普遍性。其中小学科学课程融合了物理、生物、地理三门学科，少量涉及化学学科。其中光、电、力、声、机械等方面是中学物理的基础内容［1］。中学物理课程是在小学科学普及的基础上，深入系统化的学习过程，是从现象了解升华到本质学习的重要阶段。根据现代认知心理学相关理论，认知学习具有累积性、阶段性和等级性等特点，学习高阶段的知识是在掌握低阶段知识、能力、技能的基础上进行的，即学习需要必要的学习准备。因此，小学科学课程的授课内容与中学物理教学内容的衔接，成为一门学科由启蒙到系统化过渡的重要环节。如能将小学中学两个阶段有机地结合起来，构建一个完整的教学体系，则可以提高教与学的效率。目前多数小学与中学独立设置，校际之间的沟通多局限在横向，缺乏足够的纵向交流，小学科学课程的教学尚未引起教育界的足够重视，教师缺少系统有效的教学方法，因此本论文致力于小学科学课与中学物理课的有效教学，避免小学科学课因教学难度把握不当而导致学生厌学，避免中学物理教学只是单纯简单的重复小学科学课程内容，扼杀学生学习兴趣，同时造成时间的浪费。小学科学课程以培养学生科学素养为根本目的，是科学的启蒙教育，培养过程需要有效的途径和方法以保护和提高学生的兴趣，考虑小学生年龄特点和心理特点，笔者提出利用“非常规”物理实验进行小学科学课程有效教学的实践。

二、小学科学课程与中学物理课程内容的比较

小学科学与中学物理在内容标准上有相近之处，中学物理是小学科学的延续，在教学上能够进行合理且有效的迁移，如下图所示。小学科学（物质与世界部分）与初中物理相应部分的内容基本一致，《物理课程标准》中也明确指出，学习这些内容能够使学生在小学科学课程的基础上进一步认识物质世界［2］。小学科学课教师在教学过程中大多采用讲授、谈话、讨论、实验、自学等传统教学方法，在这些方法的应用中初步体现出科学探究的思维萌芽，但受学生自身认知结构和心理特点的限制，学生在学习过程中常常缺乏理性思维的参与，机械模仿，重复记忆的现象较为普遍，没有产生良好的教学效果。中学物理除沿用小学科学教学方法之外，更强调探究式教学，即强调“授人以渔”的方法，重视学生的自主、合作、探究的能力。在《物理课程标准》中作了明确的要求，即重视科学探究的教学；保护学生学习兴趣；提倡使用身边的物品进行物理实验。

三、“非常规”物理实验概念界定

常规物理实验一般是指在人为控制的条件下，有目的地利用实验室装备的专门实验器材、设备展开的物理实验教学活动。此类实验通常采用厂制仪器，遵守严格、有序、规范的操作步骤，突出了实验规范、定量、严肃的特点。“非常规”物理实验，是与常规实验相对，指选择和利用环境中“非专门”的物质手段，不按固定方法或形式，人为控制条件、有目的实施的观察与探索物理规律的实验活动［3］。此类实验贴近生活，主要利用学生熟悉的物品、材料、工具以及儿童玩具等多种生活常见资源开发进行的一类体现创造性、简易型、趣味性、体验性、生活化的物理实验教学活动。“非常规”物理实验是一种直接的创新活动，有利于对学生创新精神和动手实践能力的培养。新课程的全面实施为“非常规”物理实验的广泛开展提供了空间，使“非常规”物理实验在新课程改革中发挥不可替代的作用。“非常规”物理实验的范围广泛，包括人们熟悉的“低成本实验”、“自制教具实验”、“玩具实验”、“家庭实验”等［4］。

四、“非常规”物理实验在小学科学课程中的应用

以教育科学出版社小学科学课程五年级上册《运动与摩擦力》一课为例说明中学物理“非常规”实验在小学科学课程中的应用。（一）学情分析与教学准备学生在前课已掌握了用弹簧测力计测量力的大小的方法，能够明确拉力与弹簧伸长量成正相关，本课在前课的基础上进一步拓展学生动手能力，了解摩擦力的概念并利用自制的弹簧测力计探究摩擦力的大小与接触面光滑粗糙、与物体重量的关系。教学准备：橡皮筋若干、回形针、硬纸板、线绳、纸盒、学生准备可供拉动的小物体若干等。（二）实验过程教师启发学生先举出一些常见的例子帮助学生认识摩擦力现象，如在黑板上用粉笔写字、出示新鞋底和磨损严重的旧鞋底，让学生进行比对观察，使学生在了解了生活中的“摩擦”现象的基础上，逐步给出摩擦力的概念。自制弹簧测力计弹簧测力计是测量力大小的工具，我们可以用硬纸板、橡皮筋、曲别针制作一个测力计。学生探究：用右边两种方法制作的弹簧测力计会有什么不同？怎样画出这两个测力计的刻度？用自制的弹簧测力计和可供拉动的小物体、纸盒等推测摩擦力的大小与接触面的光滑程度有什么关系。实验中思考：物体重力不变的情况下，改变接触面的光滑程度，摩擦力的大小将如何改变？实验记录：根据实验得出相应结论。探究摩擦力大小与物体重量的关系运动中的物体有轻有重，用准备的实验器材推测摩擦力与物体重量有怎样的关系，即接触面光滑程度不变的条件下，改变物体的重量，摩擦力将如何改变？实验记录：摩擦力大小与物体重量关系实验记录根据实验得出相应结论。（三）实验总结及反思中学物理与小学科学课程旨在以动手实验揭示科学的理论，培养学生的科学素养。运动与摩擦力是科学与物理学科共有的基础性章节，将中学“非常规”物理实验理念应用在本章节具有合理性，教学过程中重在保护和提高学生对科学的兴趣，在学习和实验中紧密联系生活实际，真正做到把“做中学”的教育理念贯彻到课堂中去。实验过程中学生利用橡皮筋和回形针制成了弹簧测力计，用同样规格的橡皮筋替代了钩码，用纸盒替代了小车等，由教师利用实验室器材演示实验变成学生利用生活中随处可见的物体探究实验，在教师的引导和教材的辅助下，学生能够得出正确的实验结论。经过具体的教学实践，能够发现大部分学生由被动接受学习向主动发现学习的转变，学生的兴趣有所提高，在收集实验物品及实验过程中修理改进器材中表现出了极大的热情，在本课总结时学生不仅能够正确表述实验结论，还能够对实验过程中产生的问题进行说明和进行一定程度的解决。在教学实践中也发现了一些问题，受社会整体教育环境影响，部分学生对科学课程注重程度不够导致课堂参与性不高，同时学生已有知识水平存在差异，少数同学对课堂知识的理解掌握方面有欠缺，更加难以适应以动手操作、自主探究为主的“非常规”实验教学模式，因此面向全体学生教学，其效果和目标达成仍有待提高，这就需要在日后的教学中更加注重对学生科学素养的培养以及教师的因材施教。这是一个长期的过程，需要教师在不断实践中调整和完善自身的教学方法。

五、小结

小学科学课程是科学的启蒙课程，是学生系统化科学素养培养中的重要一环，应用中学物理“非常规”实验在小学科学课程的日常教学中，能够激发学生动手实验的兴趣，促进学生积极进行建构，让学生参与进来，实现知识的有意义学习。受教育者即学生，接受教育是一个连续的过程，从系统角度来看，科学素养的培养及物理教学过程可看成是一个系统，由各教育阶段教育的子系统共同构成，各子系统之间必须互相协调、互相配合、有机衔接，才能产生良好的教学效果。实验是理科课程学习过程必不可少的途径，“非常规”物理实验能够很好地将小学科学课程与中学物理衔接起来，将知识的掌握系统化，紧密联系生活，让学生亲自参与到实验的动手过程中来，在平时生活中发掘实践的机会，使学生在“知”的环境中探索未知，提高学习兴趣，时时刻刻培养科学素养，这在进入学习型社会的今天，意义尤为重大。

作者:苏岩 张伟 单位:内蒙古师范大学

参考文献：

［1］崔成志．浅析小学科学与初中物理教学的过渡［J］．新课程（教育学术），2011（7）：130．

［2］陈刚．初中物理与小学科学课标衔接比较研究［J］．湖南中学物理，2014（12）：12．

［3］李屏，张伟．初论中学物理常规实验与“非常规”实验有机结合的原则［J］．内蒙古师范大学学报（教育科学版），2009（4）：122．

［4］张伟，郭玉英，刘炳升．非常规物理实验：有待深入开发的重要物理课程资源［J］．物理教师，2005（9）：47－50．