物理学是一门以实验为基础的学科,物理新教材和新课标都非常重视物理实验。新课标中明确给出了21个必做实验,物理学科核心素养的一个维度就是“科学探究”,在课标实施建议部分花了大篇幅介绍“重视科学探究能力的培养”,总的来说,新课程改革要求学校努力开发适合本校情况的实验资源,尽可能多的让学生自己动手多做实验,提升学生的物理学科核心素养!
为深入贯彻落实党的二十大精神,落实习近平总书记关于培养科技创新人才的重要指示精神,更好实现邓小平同志关心青少年成长特别是鼓励青少年科技创新的遗愿,激励引导广大青少年增强创新意识、提升科学素养、共青团中央于启动实施了“小平实验室”建设项目。我校团委于2020年成功申报了该项目,并设立了“小平科创实验室物理部”。
我校历来重视教育、教学、教研改革,连续8年举办教学开放周。为了全面贯彻我校“学研尚新,和谐开放”的全面高质量发展理念,深入落实课程标准,推动素养导向的课堂教学转型,充分展示我校主题式深度校本教研的成效,促进校际间的相互学习和交流,我校于2023年12月11日—12月15日举行了第八届教学开放周。活动内容丰富,过程扎实,成果丰硕,取得了圆满成功!
借助学校团委小平科创实验室资金支持在第八届教学开放周之际,我校高中物理组开展了主题为“大型高精度自由落体实验”的学科组活动,并取得了理想实验效果。
此次活动得到了我校王梅南书记、教研室王英主任、总务处李欢迎主任、团委王大林书记、学科组长史业群老师,以及高中物理组全体同仁的大力支持,在此对他们表示衷心的感谢!此次活动由小平科创实验室物理部负责人高中物理组朱暑波具体负责。
海南省农垦中学党委书记、海南省正高级教师、特级教师王梅南书记多次亲临现场指导,强调要“大胆创新、允许失败、重在参与、充分利用”。
前期准备
从10月底接到通知,朱暑波老师就开始筹划此次活动,先给团委王大林书记汇报方案,方案确定后找商家定制仪器。由于此次物理实验属于创新实验和非常规类实验,实验仪器必须自己设计,找不同商家量身定做,例如0.5m直径的透明亚克力管道,海南没有卖的,必须找深圳大厂家定做,且很多厂家不愿意做或者不敢保证气密性和强度。为了保证抽气速率,真空泵必须是大功率三相工业抽气机。前后与商家进行20余次通话,三百余次微信、淘宝客服沟通!
设备组装与调试
由于有些器材是专门定做的,从下单到收货花了近一个月,12月10日晚上才收到最重要的设备——大型亚克力管道。当天晚上就组织学生进行理论学习和实验操作,学生们热情高涨,实验室被挤得水泄不通!
物理组所有老师利用空闲时间,共同组装调试、查找问题,商讨解决方法,正是得益于所有同仁的鼎力相助,实验才得以顺利进行。这也体现了高中物理组团结、和谐、务实的学科组氛围。
此次大型实验还需要用到三相(380v)电源,后来发现定制的铁架子尺寸也偏小,为了解决以上问题,学校总务处给予了大力支持,感谢总务王总、工程何总帮忙接三相电和改装铁架,物理实验才能得以进行。
在实验调试的过程中,还遇到很多意想不到的问题。首先虽然反复与商家沟通,但是抽气管的接口还是弄错了。然后发现商家确保的管道上下底面的强度还是承受不住大气压力,第一次抽气就产生了明显形变。后来又发现接口处有漏气,满海口找器材,再后来又发现铁片有磁化现象,羽毛和铁球不是同时释放……
办法总比问题多,不断的尝试,不断的改进,所有问题都得到了解决。找广告商给上下底板再加一块亚克力板,解决了强度问题;找机械加工厂加工组装了抽气管活结口、定制垫片,解决了接口处气密性问题;电磁铁吸住一个小铁片,羽毛和铁球挂在铁片两侧,解决了不同时释放的问题……
调试期间,多次组织学生利用自习课和课余时间参与实验设计、组装、调试,培养学生动手能力和创新意识。
活动展示
原定于12日周二展示,但是由于器材晚到,出现新问题需要不断改进,一直到15日周五上午才取得理想效果,15日下午5:10给全校师生进行了展示交流,实验效果明显,活动取得了圆满成功。
剪辑慢放视频如下
全程视频如下,最后还展示了气球在气压低的管道内自动膨胀到爆炸的过程。
王梅南书记、徐强副校长、党委办胡仕伟主任、团委王大林书记,百忙之中抽出时间,到现场观摩指导。
活动总结
台上一分钟,台下十年功。3米高的管道,即使是在理想真空状态下,物体下落才0.78秒,但是实验成功的背后是近一个多月、上百小时的不断尝试、辛勤付出。但这一切都是值得的,把书本知识搬到了学生眼前,学生学习兴趣提高了,学生参与其中,动手能力、质疑创新等素养得到了发展。教师专业理论水平、实验创新能力都得到了提高。
按照王梅南书记指示,后面还要利用活动课时间,给高中和初中学生分批展示,之后把仪器移到科学馆保管,定期组织学生参与、展示、交流。还要对实验进行改进,争取更多用途,要充分发挥实验仪器的作用与价值!
组织一次实验,特别是像此次花费较大、耗时较多的大型实验,绝不是为了那0.78秒的热闹,在今后教学中可以作为情景素材引入新课,可以结合实验内容提出教学问题,编制作业习题等等。
新的课程改革,要求我们更加注重对学生的全面发展,提倡教学方式多样化,体现物理学科本质,培养学生物理学科核心素养,而开展物理实验活动正是落实上述要求的有效途径。我们应该总结经验、利用资源、发挥全组老师的聪明才智,把垦中高中物理实验活做大、做强、做优!
再次感谢王梅南书记及各位领导、同事的大力支持!我们将不断努力,争取为垦中发展添砖加瓦,祝愿我校教育教学事业更上层楼!
编辑:朱暑波
审核:王大林、史业群