盧仕高

摘要：新課程物理教育理念是“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”。 物理課程標(biāo)準(zhǔn)中提到的“學(xué)校和教師應(yīng)根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，安排足夠多的學(xué)生實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)”，也就是倡導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手做更多的實(shí)驗(yàn)，讓每個(gè)學(xué)生都能在動(dòng)手動(dòng)腦中快樂(lè)地學(xué)習(xí)。低成本實(shí)驗(yàn)資源的利用，就是利用身邊隨手可取的日常生活用品來(lái)做實(shí)驗(yàn)，既能激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科產(chǎn)生濃厚的興趣，又能取得理想的教學(xué)效果；使學(xué)生深切地感受到物理學(xué)就在我們身邊。同時(shí)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中自然也得到了增強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：初中物理；實(shí)驗(yàn)；低成本；開(kāi)發(fā)；利用

新課程物理教育理念是“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”。物理規(guī)律來(lái)源于社會(huì)生活和生產(chǎn)實(shí)踐，“最偉大的發(fā)現(xiàn)往往來(lái)自最平凡的認(rèn)知”；生活周圍，物理現(xiàn)象隨處可見(jiàn)，要探究和學(xué)習(xí)物理，離不開(kāi)觀察和實(shí)驗(yàn)，除了使用科技人員為我們?cè)O(shè)計(jì)制作現(xiàn)成實(shí)驗(yàn)器材外，很多時(shí)候，我們可以就地取材，利用生活和手邊常見(jiàn)物品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，不僅可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)條件的不足，降低物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)成本的投入，還可以激發(fā)學(xué)生并體驗(yàn)“從生活走向物理”的學(xué)習(xí)探究歷程，有效地把物理和生活緊密地聯(lián)系起來(lái)，建立學(xué)習(xí)物理的興趣，增強(qiáng)探究物理無(wú)窮奧秘的信心。本文主要結(jié)合初中物理教學(xué)來(lái)探討如何開(kāi)發(fā)低成本物理實(shí)驗(yàn)。

一、開(kāi)發(fā)低成本實(shí)驗(yàn)的原則

1、科學(xué)性。任何物理實(shí)驗(yàn)首先都應(yīng)該正確反映物理現(xiàn)象和規(guī)律，反映物理現(xiàn)象變化的客觀過(guò)程。低成本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)注意遵循科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，使我們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在科學(xué)方法的指導(dǎo)下進(jìn)行，避免盲目性。

2、簡(jiǎn)易性。麥克斯韋說(shuō)過(guò)：“一項(xiàng)演示實(shí)驗(yàn)使用的器材越簡(jiǎn)單，學(xué)生就越熟悉，就越想徹底地獲得所驗(yàn)證的結(jié)果”。我們?cè)谠O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)就應(yīng)該用材簡(jiǎn)單易尋，就地取材，如利用生活中的廉價(jià)材料（如氣球、塑料袋）、易得材料（如水杯、硬幣）和廢舊材料（如易拉罐、飲料瓶）等。

3、直觀性。實(shí)驗(yàn)的重要作用就是讓學(xué)生用感官能夠直接觀察和感受具體的物理現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)過(guò)程，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要清晰明顯。實(shí)驗(yàn)器材雖簡(jiǎn)單，但結(jié)果出乎意料。

4、安全性。自制教具的安全性要高，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不能出安全問(wèn)題。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該盡量避免高溫、高電壓、易碎易爆、有毒等一切有危險(xiǎn)和對(duì)身體有害的物品和的實(shí)驗(yàn)操作。

二、低成本實(shí)驗(yàn)資源的開(kāi)發(fā)和利用

1、演示實(shí)驗(yàn)方面：首先，如果原來(lái)的演示實(shí)驗(yàn)效果不明顯，那我們可以自制實(shí)驗(yàn)來(lái)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的效果。實(shí)驗(yàn)一、為了說(shuō)明帶電體有吸引輕小物體的性質(zhì)，教材中是讓帶電的物體去靠近一堆紙屑，很多紙屑飛向帶電體，又飛散開(kāi)來(lái)，紙屑的飛散吸引了學(xué)生過(guò)多的注意力，對(duì)初次接觸電學(xué)的學(xué)生，很難得出“帶電體吸引輕小物體的性質(zhì)”的結(jié)論。改進(jìn)的方法一：取一塊面積大約為1cm2紙屑或泡沫球，在其中穿一孔并用細(xì)線懸掛在鐵架臺(tái)上，當(dāng)帶電體靠近紙屑（或泡沫球）時(shí)，可以看到細(xì)線彎曲，紙屑向帶電體靠攏。這樣既增強(qiáng)了演示效果，又使學(xué)生很容易得出結(jié)論。改進(jìn)方法二：讓實(shí)驗(yàn)者站立在一塊較厚的（最好在5厘米以上）干凈干燥的泡沫塑料上；用一只手與放在桌子上干凈干燥的泡沫塑料塊摩擦數(shù)下，人體就帶了電（人體與泡沫塑料摩擦起電的效果很好。只要人不與其他導(dǎo)體接觸，人體上的電荷就不會(huì)跑掉，人就成了一個(gè)帶電體）；用帶電的手去接近放在桌面上的氣球，球就向手滾過(guò)來(lái)，并能追隨著手運(yùn)動(dòng)。這說(shuō)明帶電體不但可以吸引輕小物體，也能吸引像乒乓球這樣較大的物體，實(shí)驗(yàn)的可見(jiàn)度大，效果極為明顯。實(shí)驗(yàn)二、用飲料瓶做聲學(xué)實(shí)驗(yàn)中探究聲音的音調(diào)：方法1：在幾個(gè)飲料瓶中盛入不同深度的水，將瓶口移至嘴邊吹氣，可以聽(tīng)到不同音調(diào)的聲音產(chǎn)生?？諝庵蕉痰?，音調(diào)越高，反之，空氣柱越長(zhǎng)，音調(diào)越低。方法2：在飲料瓶中盛入小部分水，用手握住后，將飲料瓶口移到嘴邊、吹氣，學(xué)生會(huì)聽(tīng)到一種音調(diào)的聲音。若一邊吹氣，一邊用手?jǐn)D壓飲料瓶水面升高時(shí)，學(xué)生又會(huì)聽(tīng)見(jiàn)不同音調(diào)的聲音。

其次，我們可以開(kāi)發(fā)新的演示實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生建構(gòu)知識(shí)體系，突出教學(xué)的重點(diǎn)，解決教學(xué)難點(diǎn)?！岸ζ胶獾臈l件實(shí)驗(yàn)”是初中物理教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，是學(xué)習(xí)力學(xué)的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)裝置：準(zhǔn)備一張正方形卡片紙（注意重量輕些的好）作為受力物體，卡片紙的兩個(gè)對(duì)角分別用線穿過(guò)并結(jié)牢，線的另兩端繞過(guò)鐵架臺(tái)上的定滑輪并掛上鉤碼。

實(shí)驗(yàn)步驟：（1）在線的兩端，分別掛上鉤碼，使作用在卡片紙上的兩個(gè)拉力方向相反，且在一條直線上（注意：調(diào)節(jié)兩個(gè)滑輪的高度，使拉力方向在同一水平直線上、在傾斜的直線上，以消除學(xué)生的錯(cuò)誤的觀點(diǎn)：二力必須在同一水平直線上）。改變鉤碼的個(gè)數(shù)，觀察卡片紙?jiān)谑裁辞闆r下能平衡，什么情況下不能平衡？（2）將處于平衡狀態(tài)的卡片轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，使它受到的兩個(gè)拉力不在一條直線上。松手時(shí)，卡片還能保持平衡嗎？（3）在上述結(jié)論基礎(chǔ)上將處于平衡狀態(tài)的卡片用剪刀剪成兩部分，平衡破壞，砝碼、紙片都落下。從而進(jìn)一步指出二力平衡還有一個(gè)重要前提，即兩個(gè)力一定要作用在同一物體上。

2、分組實(shí)驗(yàn)方面：可以改演示實(shí)驗(yàn)為分組實(shí)驗(yàn)，提供更多的機(jī)會(huì)給學(xué)生實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在動(dòng)手動(dòng)腦中愉快地學(xué)習(xí)；改高成本實(shí)驗(yàn)為低成本實(shí)驗(yàn)也是我們要考慮的一個(gè)方面，因?yàn)橛泻芏鄡x器價(jià)格非常昂貴，有些學(xué)校買(mǎi)不起，所以就要想辦法來(lái)開(kāi)發(fā)一些低成本的實(shí)驗(yàn)，來(lái)滿足學(xué)生來(lái)做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一、為了探究物體的形狀變化時(shí)，其質(zhì)量是否改變，課本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是：用天平測(cè)一塊橡皮泥的質(zhì)量，然后把橡皮泥捏成其他形狀后再測(cè)一測(cè)，看它的質(zhì)量是否改變。因?yàn)橐玫较鹌つ啵恍┙處熡X(jué)得麻煩，只是用嘴說(shuō)說(shuō)而已。另外，即使教師做了演示實(shí)驗(yàn)，也只有前排的部分同學(xué)親眼看到。如果將橡皮泥用學(xué)生的廢舊作業(yè)本代替，再讓學(xué)生帶上一段細(xì)線，用這段細(xì)線將作業(yè)本的形狀改變，測(cè)出其質(zhì)量.全班同學(xué)都可以參與到教學(xué)活動(dòng)中，親自感受到質(zhì)量不隨物體形狀的變化而改變。實(shí)驗(yàn)二、聲音的特性（1）探究音調(diào)：一手將橡皮筋張開(kāi)，由短變長(zhǎng)，另一只手用相同力度撥動(dòng)橡皮筋； 橡皮筋張開(kāi)越長(zhǎng)，振動(dòng)頻率越快，音調(diào)越高。（2）探究響度：一手將橡皮筋張開(kāi)，使其伸長(zhǎng)相同，另一只手用不同力度撥動(dòng)橡皮筋；力度越大，振幅越大，響度越大。

3、課外實(shí)驗(yàn)方面：我們課堂實(shí)驗(yàn)結(jié)束了，但是知識(shí)沒(méi)有結(jié)束，思維沒(méi)有結(jié)束，我們可以把這些問(wèn)題留給學(xué)生，帶出課堂，設(shè)計(jì)一些課外實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在課外完成；再一個(gè)方面，其他的一些課外的觀察和制作，這樣的話可以提高學(xué)生的興趣。“靜電現(xiàn)象”教學(xué)結(jié)束后，可給學(xué)生布置一道作業(yè)：實(shí)驗(yàn)一：應(yīng)將扎繩盡量“破”細(xì)些，用干燥的手捋幾次，扎繩不僅不能合攏，反而會(huì)膨散開(kāi)，甚至?xí)皇帧罢场遍_(kāi)。平面鏡成像的課外制作：潛望鏡模型。材料：牙膏盒三個(gè)，小平面鏡（2㎝×3㎝）兩塊，雙面膠，塑料膠布，剪刀等。方法：根據(jù)潛望鏡模型，將牙膏盒修剪好，用雙面膠固定平面鏡，實(shí)質(zhì)兩個(gè)反射面相互平行，背面與直角形成等腰直角三角形，再用塑料膠布固定另外兩個(gè)牙膏盒。

開(kāi)發(fā)人的感官在學(xué)習(xí)活動(dòng)中的體驗(yàn)潛能，無(wú)疑是將新課程的教育理念轉(zhuǎn)化為教育行為的一個(gè)重要而基本的探索方向。由于實(shí)驗(yàn)器材就是學(xué)生的五官和四肢，所以是最經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、有效的實(shí)驗(yàn)方式。全面開(kāi)發(fā)人體器官和肢體在學(xué)習(xí)活動(dòng)中的積極作用，讓學(xué)生多感官、多角度地參與探究活動(dòng)，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，對(duì)學(xué)生形成終身學(xué)習(xí)和探究愿望，必將產(chǎn)生積極的影響。例如：在學(xué)習(xí)“壓強(qiáng)”時(shí)，學(xué)生對(duì)壓力產(chǎn)生的作用效果于受力面積的關(guān)系這一難點(diǎn)不容易突破。為了解決這一關(guān)鍵問(wèn)題，我設(shè)計(jì)如下兩個(gè)小實(shí)驗(yàn)，①取—支削好的鉛筆，讓學(xué)生用左右手的拇指稍用力鉛筆的兩頭，讓學(xué)生說(shuō)出兩拇指的感受，從而說(shuō)明壓力產(chǎn)生的作用效果與受力面積的關(guān)系。②利用學(xué)生比賽跑步小游戲的過(guò)程中，突然叫“?！眮?lái)感受生活中的慣性現(xiàn)象等等。③在白熾燈下，我和學(xué)生一起做手影游戲，用手做出不同的手勢(shì)，燈光下可形成各種各樣的影子，來(lái)驗(yàn)證光的直線傳播。

所謂低成本器材的物理實(shí)驗(yàn)是指使用那些材料易得、簡(jiǎn)便易做、趣味性強(qiáng)、形象生動(dòng)、效果明顯的物理實(shí)驗(yàn)。總之，低成本物理實(shí)驗(yàn)不僅是實(shí)驗(yàn)器材的簡(jiǎn)單替代， 更是實(shí)驗(yàn)裝置的簡(jiǎn)化， 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的明了。低成本物理實(shí)驗(yàn)成本雖低， 運(yùn)用的智慧不低， 具有的內(nèi)涵不低， 教育價(jià)值不低， 所以中學(xué)應(yīng)該大力加強(qiáng)低成本物理實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)。強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的重要作用，不僅有利于學(xué)生更好地獲得物理知識(shí)，而且能提高學(xué)生多方面的技能和能力。還培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與愛(ài)好，教會(huì)學(xué)生掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，使他們能養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)作風(fēng)等。因此，在物理教學(xué)中應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，同時(shí)也要加強(qiáng)低成本物理實(shí)驗(yàn)資源的開(kāi)發(fā)和利用。

參考文獻(xiàn)

[1] 課程教材研究所物理課程教材研究開(kāi)發(fā)中心、物理八年級(jí)上冊(cè)教師用書(shū)[M].北京：人民教育出版社，2013.

[2] 課程教材研究所物理課程教材研究開(kāi)發(fā)中心、物理八年級(jí)下冊(cè)教師用書(shū)[M].北京：人民教育出版社，2013.

[3] 課程教材研究所物理課程教材研究開(kāi)發(fā)中心、物理九年級(jí)全一冊(cè)教師用書(shū)[M].北京：人民教育出版社，2013.