低成本实验对中学物理教育的促进

1、低成本实验对中学物理教育的促进物理学是一门实验科学，没有实验就没有物理学。物理教学时应该以物理实验作为出发点，作为帮助学生探究物理知识的桥梁。1、中学物理实验教学现状与新课程标准之间存在着差距 中学物理实验是学生学习、研究物理的基础，是培养学生的创新精神和提高创新能力的不可替代的实践环节。然而在中学物理实验教学中却存在着一些问题： 其一、重理论轻动手。由于中考、高考中实验内容采用笔试，一些学校的实验仪器设备条件不十分完备，特别是在农村学校；而现在中学实行教师定量工作制，定量中未考虑实验这项繁琐复杂的工作，由于评估体系的严重偏差，削弱了实验这一环节。有的教师用教师演示实验代替学生动手实验；甚至引

2、发了“做实验不如讲实验”，“讲实验不如背实验”的荒谬作法，加之多媒体进入课堂，使得部分教师过分追求和迷恋多媒体的模拟实验，让学生看看了事，不重视让学生看实物和实际操作。这样做结果是影响了学生思维能力和动手能力的发展。 其二、只动手不动脑。有的教师为了赶进度舍不得在实验上花时间，在学生实验中让学生盲目地照课本或教师讲的步骤按部就班，机械操作，更有甚者教师预先印发实验报告让学生照“实验报告”逐条操作，填写数据。这样学生做完实验知其然而不知其所以然，同样影响了学生思维能力和创造能力的发展。总之，目前相当数量的教师不做或少做实验，放弃了运用实验的直观教学方法，这一现象严重妨碍了培养具有创新能力的人才。

3、 2003年开始在中学物理教学中实施新的课程标准，新教材贯彻了“从生活走向物理，从物理走向社会”的课改理念。新课程中对许多知识点作了简化，增加了实验内容，特别是教材中的大部分作业都是回家去做的小实验。这正是利用了初中生好动善思的心理发展的特点、建立了较为合理的教材结构和体系，教材安排了许多与生活实际联系的小实验、小制作，帮助学生实现知识与能力的转化，是课堂教学的一个重要补充。把一些小实验安排在课外让学生亲自去做，就能起到激发学生的学习兴趣，发挥学习的主动性作用，同时又丰富了学生的课外生活。这些小实验简单易做，取材容易，不受条件限制，易拉罐盒、保鲜袋、塑料瓶等都能成为很好材料。这些生动有趣、简单

4、易行的小实验对学生的独创性、想象能力的培养有极大的好处，只要引导好，很多学生还能举一反三、发明创造出更多的小实验、小制作。2、低成本实验 由于初中实验往往跟我们的生活联系十分密切，所需的器材比较简单易找。因此，做为一名中学物理教师应该具备自制教具开展低成本实验的能力。学会利用我们日常生活中的现有的物品，及学生身边的物品来做实验。例如用水和玻璃做光的色散实验、在玻璃上滴上一滴水做凸透镜等等，这些器材学生都非常的熟悉，随手都可以得到，更有利于使学生明白物理就在身边，物理与生活联系非常紧密。另外，还可以开展各种课外科技活动小组，让学生自己找身边的材料动手做一做，感受物理知识的精妙，提高学习的兴趣。（

5、1） 低成本实验取材简单，常常使用日常用品甚至废弃物品取代实验室专用器材，因而花费很少，教师要善于发现身边的“低成本实验”。例如：用纸杯做个简易的电话，还可以做个小孔相机、用钉子和木板做的压力小桌等等。但是，更值得欣赏和提倡的不是实验器材的简单替代，而应该是实验装置的简化。因为“实验的教育价值与实验装置的复杂程度成反比”。而实验装置的简化，特别要对一个原本已不太复杂的实验装置做进一步的简化，实际上不是一件简单的工作。例如，我们知道，直流电动机中有一个被称为其构造特征的重要部件换向器，它的作用就是在转子线圈转动时相应周期性地改变输入电流的方向，使线圈得以持续地转动。如果想把这个本不十分复杂的换向

6、器也省掉，即要设计一个简化的、不用换向器的电动机（如图1）：用漆包线绕一个三匝左右的方型线圈，两抽头位于其中两对边的正中间且在同一条直线上，把线圈置于两个固定在泡沫板上的型导电金属架上，当线圈平衡时，漆包线抽头和导电支架接触点为半圆顶点，左右刮去一半的漆，另一个抽头的漆全都刮掉；将线圈放在金属架上，在线圈下放一个喇叭（纸盆朝下），再给两金属架分别通上正负电源，线圈将会转动。 （2） 应用低成本实验可以不断改进演示实验，增强演示实验的趣味性、直观性，启发学生思维，加深对物理概念的理解。例如：在“压强”的教学中，为使学生弄清压力、受力面积和压强这三者的关系，向学生举了杂技表演人压钉板一例。提问学生

7、“人体为什么没有被钉戳破皮肤？”许多学生认为是练出来的“硬功夫”。可以用如下的演示实验来寻找答案，出示两块木板，一块木板上装有三到四颗钉子，另一板上装上密密麻麻的许多同样的钉子，把盛满红水的同规格的两个薄塑料封口袋，分别轻轻放在两板的钉子上，让学生观察实验现象，结果放在三到四颗钉子上的薄塑料封口袋被戳破，红水流出，一袋没被戳破，为什么会出现这样的现象呢？要求学生从课本中找出答案，得出实验结论：在压力一定的情况下，增加受力面积可以减小压强，所以杂技演员可以躺在密密的钉子板上，安然无恙 。也可以做一个“吹气断铁丝”的教具：取一长20厘米左右的扁铁，把扁铁一端的一半磨出一刀刃另一半磨平，再把做好的扁

8、铁立在一木板上；在一个底座上立起两根支架，在支架上面固定一条细铜丝（0.6 左右的）；拿一个塑料袋，开口处放一塑料管再扎紧（只要往塑料管吹气塑料袋会膨胀就可以）；实验时，把塑料袋放在底座上，上面再放上固定扁铁的木板；上课时可以先叫个壮实的男同学上来吹气，吹气时把扁铁磨平的地方对准铜丝，可以看到男同学吹的面红耳赤也没把铜丝“吹”断只是把铜丝“吹”长了；再换一个瘦小的女同学来吹，换用扁铁有刀刃的地方对准铜丝，女同学很轻松就把铜丝“吹”断了（见图 2）。这样既可以活跃课堂气氛调动学生的兴趣，又能使学生弄清压力、受力面积和压强这三者之间的关系。 （3） 应用低成本实验还可以创造性地设计小实验，让学生真

9、正理解物理概念，突破教学难点。例如：巧用乒乓球化解浮力教学中的难点实验：浮力方向总是竖直向上的。浮力的方向在初中物理教材中，没有专门的实验直观显示，学生虽能理解浮力的方向是向上的，但理解“总是竖直向上的”就有一定的困难。为了突破这一难点，可以设计如下一个实验，让学生眼见为实：将软线的一端用透明胶固定在乒乓球上，线的另一端固定在一个去了底的可乐瓶口（ 口用瓶塞塞好），往可乐瓶中灌水，乒乓球浮在水中，此时系着乒乓球的线是竖直的，说明乒乓球受到水的浮力是竖直向上的。将可乐瓶倾斜，系乒乓球的线仍然是竖直的，说明乒乓球到的浮力仍是竖直向上的。向不同方向倾斜可乐瓶，会看到线总是竖直，所以浮力方向“总是竖直

10、向上”的（ 见图 3）。课后还可以布置学生回家找器材自制，并进行比赛看谁材料选取得巧，实验演示效果好。（4）在应用低成本实验利用日常器具进行小制作时，要手脑并用，重在创新。 例如，做阿基米德原理实验，缺少溢水杯，可以组织学生用一次性杯子，在杯底插入一根吸管，吸管口低于杯口便可制成一个简易的溢水杯。再如，用收集到废钢锯条可以做许多实验。例如：振动发声；音调跟频率的关系；响度跟振幅的关系；力使物体产生形变；磁化、磁极间的相互作用等等。还有，通过搓手发热的活动来感受摩擦生热；用手打桌子，手感到痛，说明力的作用是相互的。用手将空杯子（或皮球）慢慢压入盛水的盆中，让学生感受手掌受力的变化。从而初步体验物

11、体排水多少与浮力大小的关系。还可以用盛水的玻璃杯和球形烧瓶代替凸透镜来研究成像规律；用盛水玻璃杯代替三棱镜观察太阳光的色散；透过小水滴观察电视荧光屏上的三原色等。 总之，初中物理教材的演示实验、学生实验及课外小实验已形成一个完整的体系，做好这些实验，使学生在知识、智能、技能等方面的综合素质得到较好地发展，从而才能真正实现由应试教育向素质教育转轨的效能。而低成本实验在初中的开展不仅适应了新教材的课改理念，也弥补了一些学校仪器的不足，更将使学生学以致用，将所学的知识与实践相结合，应用到实践中，既巩固了知识，又使所学的知识得到升华。让学生尽情体会“从生活走向物理”的乐趣。3、低成本实验的教育特点 在

12、理科教育改革中，有一种令人深思的趋向，这就是无论是在发展中国家还是在工业发达国家，都主动运用低成本的器材，如日常生活的用品、玩具、废料、边角料来制作小制作，即开发低成本小制作、小实验，这似乎与现代科技现代化的发展不相称，这种求朴返真，是由自制教具等小实验的教育特点所决定的。低成本实验具有如下特点：（）价廉。由于它随手取材，教师和学生自己制作，成本价廉，有利于普及，特别对边远山区和贫困农村，自制低成本教具是解决资金短缺的得力措施。 （2）亲切。由于取材于学生身边熟悉的东西而且制作又比较简单，因此有利于消除学生实践研究的神秘感，激发学生参与活动和学习的兴趣，这是激发学生学习动机的钥匙，这正是许多学

13、生喜欢自制教具的直接原因。（3）简单明了，易于揭示事物的本质特征。由于这些教具主要是教师或学生在教师的指导下完成的，教师对教学的需要体会深切，力图使设计符合学生的认识规律。因此应用它的教学效果一般都比较好。（4）含创造教育因素。由于教具自己制作，往往在构思，在取材或在局部结构方面可以有自己的特点和某些改进，或者在制作过程中遇到这样那样的问题，需要自己解决，会给学生以创造的启示，有效地开发学生的智力和发展良好的、非智力因素。同时学生在做的过程中得到了动手的锻炼，而当成功时将具有极大的成就感，这不仅激发了学生的兴趣，在学习动机方面也将起到极大的作用。因此，低成本实验具有现代教育思想的本质特征，体现了精神的现代化（ 当然也不排除采用现代化的物质和技术） ，具有强大的生命力，能够得以广泛的开展。 通过上面的例子，我们还可以认为：低成本实验教具，是低成本而智慧不低，成本低而价值不低。使用身边随手可得的物品进行探究活动和各种物理实验，可以拉近物理学与