低成本实验教学

初中物理实验低成本实验教学的开发和利用

物理学是一门实验科学,物理规律的建立和物理理论的验证都与实验密切相关。物理课程标准指出:使用身边随手可得的物品进行探究活动和各种实验，可以拉进物理学和生活的距离，让学生深切地感受到科学的真实性。《物理课程标准》还把“科学探究”列入了教学内容标准。“从生活走向物理,从物理走向社会”是物理新课程的基本理念,新课程提倡使用身边的物品进行物理实验,拉近物理学与生活的距离,让学生深切感受到科学的真实性,感受到科学与社会、科学与日常生活的关系。就目前而言,我们国家的经济还有一定的困难,很多实验器材不能按物理教材的要求配置齐全,特别是广大乡村中学和边远山区中学,实验器材更是缺乏,因此物理教师要想方设法地开发物理实验资源,引导学生开展科学探究活动。而利旧利废,因陋就简,就地取材,充分利用身边的物品开发、设计各种物理实验不失为一种较好的方法。结合自己实验教学实践,初中物理实验低成本实验教学的开发和利用,谈一些粗浅的看法。

“低成本物理实验开发和利用”就是：一方面通过利用生活中的廉价材料开展物理实验教学可以解决或缓解实验器材短缺问题,满足经济落后国家或地区中学开展物理实验教学的需要;另一方面通过利用生活材料、物品或器具做物理实验,可以提高学生对物理的学习兴趣、培养学生动手能力和实践能

力。

1.开发低成本物理实验的基本原则

开发低成本物理实验要遵循一定的原则，把握好开发原则，灵活地运用各种途径，是开发低成本物理实验的基本前提。设计低成本物理实验应遵循以下基本原则：

1.1.科学性

物理实验首先应该正确反映物理现象和规律,反映物理现象变化的客观过程。一个巧妙的实验设计除了器材上的合理应用以外,还应该包含精彩的实验方法,不仅能够释疑解难,而且能够透过具体的实验给人以解决其他问题所需的智慧方法的启迪,提高学生解决实际问题的能力。

1.2.简易性

麦克斯韦说过:“一项演示实验使用的器材越简单,学生就越熟悉,就越想彻底地获得所验证的结果”。尤其在农村地区实验设施欠缺的情况下,我们所设计的实验就更应该用材简单易寻,就地取材,如利用生活中的廉价材料(如橡皮筋、气球、鸡蛋、土豆、蜡烛、塑料袋)、易得材料(如水杯、钢勺、塑料尺、硬币)和废旧材料(如易拉罐、饮料瓶、牙膏皮)等。

1.3.直观性

实验的重要作用就是让学生用感官能够直接观察和感受具体的物理现象与实验过程。利用低成本物理实验的优势,可以对书本上的一些实验进行改进：对现有仪器进行改进或改装、自制或仿制新的教具、设计新的小实验或小制作等，尽可能增加实验的可见度和可信度,提高实验的直观性。

1.4.安全性

在设计实验时应该尽量避免一切有危险的和对身体有害的实验。例如八年级教材中的托里折利实验中的水银对人体有害,不宜安排为学生实验,可将其改为

一个演示实验: 找一个医用针筒,用细线和薄膜堵住针筒口子,由于大气压的作用,针筒活塞下可以挂几千克的物体而不会掉下来,这既可证明大气压的存在,也可让学生粗略地测出大气压值。

1.5 .创造性

低成本物理实验是学生探究活动的一个有机组成部分, 它的作用不仅仅是了解、研究自然规律和获取信息。学生通过自主的动手、动脑,他们的创造力得到培养，实践能力也都到发展。因此低成本实验的大部分器材可以让学生自己设计制作, 这样可以培养他们的实践能力和创新思维。

2开发低成本物理实验的基本途径

在学生的日常生活中的，可以利用的课程资源十分丰富，学生身边可以用作实验的物品比比皆是，教师要引导学生善于从生活用品、废旧物品、儿童玩具、日常体验等各个方面去开发设计低成本物理实验。

2．1.从生活用品中开发实验资源

在日常生活中,我们身边可以做实验的物品比比皆是,大到电冰箱、小到缝衣针都是可以利用的实验资源,通过教师巧妙设计,就能发挥生活用品的其它作用,从而利用它们来创设物理教学情景,启发学生思维,激发学生的学习主动性和积极性。用日常用品做实验,具有简便、生动、形象、原理单一,贴近生活等优点。

如可以利用手机、蜂鸣器、暖水瓶等日常用品来演示声音的传播规律:将手机先后放在桌子上、玻璃瓶中、再将放入玻璃瓶中的手机悬浮在水槽中,(水槽可用大饮料瓶制作)演示声音可以在气体、固体、液体中传播。将蜂鸣器用塑料袋包扎好,打开蜂鸣器,听到声音,说明空气可以传声,将蜂鸣器放入空的暖水瓶中,塞紧瓶塞,声音消失,介绍暖水瓶的结构,引导学生分析出暖水瓶保温是因为它的夹层是真空,(若备有一个外层损坏的瓶胆展示,效果会更好),从而得出声音在真空中不能传播。又如:可以用几个瓷碗或者酒瓶装上不同质量的水,用筷子敲击发出不同的音调,演示后引导学生分析现象,得出音调的高低取决于物体振动的频率,频率越高,音调就越高。频率越低,音调就越低。另外还可以用塑料笔杆、直尺演示摩擦起电现象;用皮碗、塑料吸盘挂衣钩模拟马德堡半球演示大气压强;用高压锅做力、热小实验;用注射器、热水袋、玻璃杯、硬纸片、水等物品可以探究大气压强的存在:用玩具激光发射器可作平行光源;利用玩具小车可做惯性实验;利用小平面镜、玻璃杯、小勺子等物品可以演示光的反射、折射等现象;利用乒乓球、漏斗可以演示浮力产生的原因等等。

如声音能在液体中传播的实验,八年级物理教材是通过鱼儿听见拍手声音来探究的[7], 为了增强实验的趣味性和直观性,对其进行改进。先将手机装入塑料袋内,并用一根长线密封好，然后把它慢慢浸没于水槽中，用另一个手机对其进行拨号,手机开始振铃。学生不仅看到手机屏幕的亮光,而且听到从手机发出的声音。实验表明了声音可以在固体、液体、气体中传播，同时也让学生体验了探究物理规律的方法。

在真空不能传播声音的实验中，装置的气密性和抽气机的质量都会影响实验效果。选用暖水瓶做实验，效果会更好。将音乐芯片的开关打开，音乐声响起，然后将其放入空的暖水瓶中，塞紧瓶塞，音乐声消失。实验设计时用极易寻得的暖水瓶克服了课堂上制备真空的难题，实验对学生来说感到格外亲切,拉近了物理学与生活的距离,让学生深切地感受到科学的真实性,科学和日常生活的关系。

2．2.从食品中开发实验资源