李回武

摘 要：物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生理解物理概念、探究物理規(guī)律的基礎(chǔ)，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要途徑。然而，在一些窮困的農(nóng)村地區(qū)，學(xué)校無法配備全初中物理實(shí)驗(yàn)所需要的器材，使得學(xué)生不能更具體地理解知識(shí)。對(duì)此，我們應(yīng)根據(jù)鄉(xiāng)土實(shí)際情況，探索低成本的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以提高學(xué)生的參與積極性、動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)興趣。

關(guān)鍵詞：初中物理實(shí)驗(yàn);低成本;操作能力

中圖分類號(hào)：G63 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1673-9132（2016）10-0245-210

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2016.10.074

我國義務(wù)教育《物理教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)（2011年版》）對(duì)義務(wù)教育物理課程的實(shí)驗(yàn)提出了明確的要求，指出凡是用“通過實(shí)驗(yàn)”這一措辭陳述的知識(shí)內(nèi)容，都必須通過實(shí)驗(yàn)來學(xué)習(xí)。但當(dāng)前，迫于應(yīng)試教育的壓力，不少學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)有逐步弱化的趨勢(shì)，這不僅違背了新課程的理念，也弱化了學(xué)生的動(dòng)手能力。在一些偏遠(yuǎn)落后的農(nóng)村地區(qū)，由于實(shí)驗(yàn)器材匱乏，實(shí)驗(yàn)課程往往上成了“教師講實(shí)驗(yàn)”“學(xué)生聽實(shí)驗(yàn)”或者“動(dòng)畫看實(shí)驗(yàn)”。這直接影響著物理課程的課堂教學(xué)效率，影響著學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力和創(chuàng)新思維能力的發(fā)展。有鑒于此，基于貧困鄉(xiāng)村實(shí)際、重在引導(dǎo)學(xué)生參與低成本物理實(shí)驗(yàn)器材開發(fā)和實(shí)驗(yàn)操作，不僅彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)器材的短缺問題，也提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作能力。

一、低成本自制實(shí)驗(yàn)的意義

初中學(xué)生的思維尚處于形象思維階段，因此初中物理教學(xué)還需要具體形象材料的支持。在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)器材的完備和易于被學(xué)生使用是非常關(guān)鍵的。在農(nóng)村地區(qū)，從田間地頭的農(nóng)作物，到家庭生活的廢棄品，都可以用于物理實(shí)驗(yàn)當(dāng)中。以此分析，低成本物理實(shí)驗(yàn)在初中物理教學(xué)中意義特殊。

第一，物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生探究活動(dòng)的一個(gè)有機(jī)組成部分，讓學(xué)生參與制作低成本實(shí)驗(yàn)器材，可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力。

第二，低成本實(shí)驗(yàn)?zāi)芴岣呓虒W(xué)效率。在農(nóng)村學(xué)校，讓學(xué)生參與自制實(shí)驗(yàn)器材，由于實(shí)驗(yàn)材料隨手可得，隨處可見，教師不用擔(dān)心實(shí)驗(yàn)材料損壞的問題，學(xué)生可以自由操作體驗(yàn)，獲得直接經(jīng)驗(yàn)和深切感受。這有利于及時(shí)鞏固和掌握課堂教學(xué)內(nèi)容，打造高效率的課堂。

第三，低成本實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚓獬青l(xiāng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源。農(nóng)村中學(xué)雖然缺乏實(shí)驗(yàn)器材，但有豐富的待開發(fā)的低成本物理實(shí)驗(yàn)。如農(nóng)村的山水沙石、草木莊稼、生產(chǎn)工具、生活用品，廢物垃圾等，都是低成本物理實(shí)驗(yàn)資源。充分挖掘農(nóng)村的鄉(xiāng)土資源，經(jīng)過巧妙構(gòu)思設(shè)計(jì)，因地制宜地設(shè)計(jì)簡單實(shí)驗(yàn)，能夠縮短城鄉(xiāng)實(shí)驗(yàn)資源差距，均衡城鄉(xiāng)教育資源。

第四，低成本實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚺囵B(yǎng)學(xué)生的鄉(xiāng)土親切感。農(nóng)村的許多材料可以做成實(shí)驗(yàn)材料。如可以把春天的柳枝折下，抽掉實(shí)木的枝條，完整的外皮可以吹出悅耳的曲子，可以在聲音的產(chǎn)生與傳播學(xué)習(xí)中使用。由于學(xué)生對(duì)這些生活中經(jīng)常見的材料和物品很熟悉，用它們呈現(xiàn)物理現(xiàn)象，探究物理規(guī)律，會(huì)使學(xué)生感覺到物理學(xué)習(xí)親近、真實(shí)，能夠感受到物理與社會(huì)和生活的密切聯(lián)系，容易學(xué)習(xí)，增加了學(xué)生對(duì)家鄉(xiāng)的熱愛和親近。

二、低成本自制實(shí)驗(yàn)工具提高學(xué)生動(dòng)手操作技能的實(shí)例

我國著名的物理教育家朱正元先生說：“壇壇罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)?！彼χ鹘處熥灾莆锢韺?shí)驗(yàn)材料。這在提高初中學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)操作技能中同樣適用。例如，啟發(fā)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中可拿自家已有的農(nóng)作物和農(nóng)具、生活用品或者廢棄物做實(shí)驗(yàn)器材。

（一）農(nóng)用農(nóng)具開發(fā)物理實(shí)驗(yàn)資源

在物理實(shí)驗(yàn)操作中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生將家里司空見慣的農(nóng)具作為實(shí)驗(yàn)器材。例如，學(xué)習(xí)“杠桿”時(shí)，絕大部分學(xué)生家里都有鋤頭、撬棒等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具，教師就可以請(qǐng)學(xué)生在課堂上講這些農(nóng)具的使用方法，并找出它們的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力，畫出動(dòng)力臂、阻力臂，判斷它們是省力杠桿，還是費(fèi)力杠桿。這樣的例子很有說服力，不但使學(xué)生感到親切，還激勵(lì)學(xué)生重視實(shí)踐活動(dòng)。

（二）用農(nóng)作物開發(fā)物理實(shí)驗(yàn)資源

農(nóng)村學(xué)校的泥土、木材、竹子、秸稈、石塊、樹葉、菜葉、羽毛等大部分可以用來做物理實(shí)驗(yàn)，并能達(dá)到奇特的實(shí)驗(yàn)效果。如在學(xué)“樂音三要素區(qū)分音調(diào)高低和響度大小”時(shí)，教師可以把學(xué)生帶到附近的麥地邊，讓學(xué)生每人拿一根長麥稈，將其前端捏扁一些放在嘴中吹響，吹一聲折斷一截。再用同樣大的力吹一聲，比較前后兩次的聲音不同點(diǎn)，以此說明聲音的高低（音調(diào)）不同。再讓學(xué)生多折幾次，比較前后兩次聲音的不同，以說明聲音的大小（即響度）不同，讓學(xué)生在大自然中對(duì)音調(diào)和響度有了深刻理解。

（三）從農(nóng)村生活用品中開發(fā)物理實(shí)驗(yàn)資源

農(nóng)村家庭的很多生活用品都可以用來設(shè)計(jì)有趣的物理實(shí)驗(yàn)。如用蠟燭觀察固體的熔化，用杯子和水觀察光的折射，用圖釘研究固體的壓強(qiáng)，用棋子觀察慣性現(xiàn)象，用牙膏皮研究浮力，用雞蛋研究浮沉實(shí)驗(yàn)，用筷子做成秤演示杠桿的平衡，用橡皮筋演示彈性勢(shì)能。

（四）從農(nóng)村廢舊物品中開發(fā)物理實(shí)驗(yàn)資源

農(nóng)村生活中有很多廢棄的物品，教師可以教學(xué)生利用這些廢舊物品來進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)。如用易拉罐證明大氣壓的存在，用飲料瓶可以做探究液體壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)、浮沉子實(shí)驗(yàn)、用酒瓶底可作凸透鏡，用塑料泡沫可做靜電實(shí)驗(yàn)，用大注射器演示大氣壓強(qiáng)、物體對(duì)外做功、內(nèi)能減小的實(shí)驗(yàn)。

三、低成本提高學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)操作技能的案例

案例1.海市蜃樓

一般中學(xué)物理教學(xué)講到海市蜃樓現(xiàn)象，通常只是看視頻，學(xué)生興趣不大，但如果用實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生親身感受海市蜃樓，則學(xué)生的興趣會(huì)大大提高。鑒于農(nóng)村教學(xué)實(shí)際，可以讓學(xué)生先在自己家里制作如圖1的實(shí)驗(yàn)裝置，然后在課堂上繼續(xù)。

圖1 海市蜃樓實(shí)驗(yàn)裝置 ? ? ? ? ? ? ? ?圖2 海市蜃樓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)器材：圓弧形的自制水槽，鹽（白砂糖），水，激光筆。

實(shí)驗(yàn)過程：

1.讓學(xué)生先用透明塑料板拼裝成圓弧形水槽，用玻璃膠黏結(jié)，保證容器不漏水，并拿到課堂上（圖1）。

2.在課堂上，讓學(xué)生在圓弧水槽中裝滿水。

3.在水槽中均勻?yàn)⑸?層鹽（或白砂糖），不可攪拌，放置30分鐘以上。此過程中，師生可以上其他內(nèi)容的課程。

4.30分鐘后，讓學(xué)生用激光筆從水槽一側(cè)射入激光，在較暗的環(huán)境下，可以看得激光在水中沿曲線運(yùn)動(dòng)（圖2）。

此實(shí)驗(yàn)操作方便簡單，成本低，學(xué)生完全可以自己操作，能直觀演示光在不均勻介質(zhì)傳播，光的傳播方向會(huì)發(fā)生改變。同時(shí)，可讓學(xué)生親自觀察到海市蜃樓現(xiàn)象，感受實(shí)驗(yàn)操作的奇妙之處，提高動(dòng)手操作的興趣。

案例實(shí)驗(yàn)2：固體傳聲實(shí)驗(yàn)

一般初中物理講到液體和固體傳聲時(shí)，是通過水中游泳的魚能聽到岸上的人聲被嚇跑，土電話等來舉例說明。一方面，這種舉例說明只能讓學(xué)生理解原理和記住結(jié)論，卻不能讓學(xué)生實(shí)際感受固體如何傳聲，并沒有增加課堂的趣味性。另一方面，如果單純以作業(yè)的形式讓學(xué)生制作土電話，學(xué)生只會(huì)帶著壓力制作，感受不到實(shí)驗(yàn)中的樂趣。實(shí)際上，讓學(xué)生分組，以玩游戲的方式親自制作土電話，并感受用土電話能聽到空氣中聽不見的聲音，他們自己動(dòng)手操作的積極性會(huì)大大提高。

實(shí)驗(yàn)器材：兩個(gè)完好紙杯、細(xì)繩（約有教室的長度）、竹簽、大頭針、小刀。

實(shí)驗(yàn)過程：

1.將竹簽切成比杯底寬度小一點(diǎn)的小段，放入每個(gè)杯中。

2.將一個(gè)紙杯底部戳一個(gè)不大的孔。將細(xì)繩一段塞入，并從杯口取出拴在竹簽上。

3.將棉線的另一端也同樣操作，一個(gè)簡單的土電話就做好了。

4.三人一組，甲乙兩名同學(xué)保持一定的距離（教室前后各一人最佳）。先讓甲同學(xué)輕聲讀出丙同學(xué)紙上顯示的動(dòng)作，讓乙同學(xué)根據(jù)聽到的內(nèi)容去完成這些動(dòng)作。由于甲同學(xué)的聲音很小，所以乙同學(xué)聽不到，很難做出正確的動(dòng)作。

5.甲同學(xué)以同樣的聲音，對(duì)著土電話輕聲讀出丙同學(xué)紙上的動(dòng)作，讓乙同學(xué)通過土電話去聽聲音完成相應(yīng)的動(dòng)作。由于借助了土電話，乙同學(xué)很輕松地做出正確的動(dòng)作。此游戲非常生動(dòng)地排除了空氣傳聲的干擾，說明了固體可以傳聲。同時(shí)，也鍛煉了學(xué)生的合作能力，增加了實(shí)驗(yàn)的趣味性。

總之，自制低成本教具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，有利于學(xué)生動(dòng)手，發(fā)展學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

[1] 蔣淑芳.初中物理中的低成本實(shí)驗(yàn)[J].中學(xué)物理，2013（6）：

33-34.

[2] 謝桂英.自制低成本教具，提高初中物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效

性[J].物理實(shí)驗(yàn)，2014（4）：11-15.

[3] 廖伯琴.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）解讀[M].北京：高等

教育出版社，2012：125.

Practical Exploration to Improve the Physics Experiment Operation Skill of Rural Junior School Students

LI Hui-wu

（Wanquan Middle School， Zhuanglang Gansu， 744600， China）

Abstract： Physical experiment is the basis for students to understand the physical concept and explore the laws of physics. It is an important way to cultivate students practice ability and innovative ability. In rural areas， however， schools could not equip with all the equipment required in physics experiments， and students cannot understand the knowledge more specifically. Teachers should explore low cost physical experiment teaching， in order to improve the students participation motivation， ability and interest in learning.

Key words： junior school physics experiment; low-cost; operation skill

[ 責(zé)任編輯 趙建榮 ]