低成本实验在物理教学中的作用

低成本实验在物理教学中的作用

【摘要】今年暑假有幸参加了中小学教师实验技能培训，培训时用到的实验器材并不都是高大上的实验室专用器材，很多是一些低成本的我们日常生活中常见的东西，比如：气球、吸管、矿泉水瓶、回形针、土豆等。这些让我印象很深，很受启发。物理学是一门实验科学，物理实验是学生建立概念、探究规律的基础，是培养学生学习兴趣、动手能力、实践能力、创新能力的重要途径。但目前一些初中物理教师还存在着“做实验不如讲实验，讲实验不如背实验”和借flash动画模拟实验的“应试实验”思想，背离了《物理课程标准》强化实验教学的要求。究其原因是初中实验设施差、仪器陈旧老化、器材短缺不配套，以及有些教师主观上对实验的作用认识不够，严重影响了初中物理实验的开设率，直接影响着课堂教学的效益，影响着学生实验操作能力和创新思维能力的发展。

【关键词】低成本生活节俭环保创新素养高效均衡兴趣实践

低成本实验活动以其小型、灵活、生动、多样的特点吸引着不同的学生，它能够满足不同程度、不同个性、不同兴趣的学生的需要，有利于因材施教，调动全体学生学习的积极性和自觉性，有利于学生的个性发展和智力开发。同时，在低成本实验活动中，可以培养学生手脑并用的习惯，发扬集体主义精神，培养开拓进取与实事求是的作风。由此可见要大力加强低成本实验资源的开发。低成本实验在物理教学中有其独特的作用

一、低成本实验拉近物理与生活的距离

义务教育《物理课程标准》指出：“使用饮料瓶等日常用品进行物理实验，这样可以拉近物理学与生活的距离，让学生深切地感受到科学的真实性”使用低成本实验资源进行物理实验，由于学生对生活中经常使用或身边随处可见的材料和物品很熟悉，用它们呈现物理现象，探究物理规律，会使学生感觉到物理学亲近、真实、可靠，感受到物理与社会和生活的密切联系，充分体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课标理念。我们身边可以做物理实验的物品比比皆是，如用铅笔可以做滚动摩擦比滑动摩擦小的实验，牙膏皮研究浮力等。这些物品通过教师和学生的巧妙设计，就能充分发挥生活用品在物理实验中的作用，从而利用它们来创设物理教学情景，启迪学生思维，激发学生的学习主动性和积极性。

二、低成本实验培养学生节俭环保意识

在我们的生活中，有很多废弃的物品，利用这些废旧物品来进行实验探究活动，这样变废为宝，同时也渗透了环保意识，美化了环境。在开发低成本实验资源的过程中，就要求大家平时要养成收集废弃物品的意识，发现生活中有可利用的废弃物品都要及时收集起来以备用，如易拉罐、饮料瓶、泡沫塑料、塑料袋等等，这些原本都是废品，但都能成为老师和学生收集的备用材料。例如为了证明大气压的存在，我就捡一个空的易拉罐，在里面装少量水，放在酒精灯上加热至沸腾，然后用面团迅速堵住它的开口，让学生仔细观察现象，学生听到“噼

噼啪啪”的响声后，会看到易拉罐变瘪了，易拉罐为什么会变瘪，这是谁的作用呢？不仅能演示大气压的存在，还能演示大气压很大。利用酒瓶底可作凸透镜。另外，利用废报纸、包装用的塑料泡沫、塑料袋也可以做很多演示实验。

三、低成本实验培养学生创新思维能力

低成本实验是成本低而智慧不低，小实验能揭示大道理。开发的低成本物理实验资源，不仅是实验器材的简单, 更是实验装置的简化, 实验现象的明了，实验时间的缩短。低成本物理实验成本虽低, 但“成本低而智慧不低、成本低而技术不低、成本低价值不低”, 它代表了中学物理实验教学的一种发展趋势和方向。低成本实验往往取材简单，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。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器也省掉，即设计一个简化的、不用换向器的电动机，该怎么办？如苏教版课后习题所示的是一个将线圈引出线当转子轴使用、既省去了轴也省去了换向器的直流电动机，它采取断续供电的办法即只在线圈转动的半个周期内才输入电流、另半个周期线圈由于未通电而不受磁场力的作用，但由于惯性线圈的运动并不会停止。从实验方法来看，这样省去换向器的方法是不是简单巧妙？但是又如何来实现对线圈的断续供电呢？这看来又是一个不那么简单的问题。而在这一装置中，用的方法是将线圈引出线一端的绝缘漆全部刮去，而另一端则只刮去一边，使得线圈在每转动一圈的过程中，只有半圈的时间由于引出线两端都是刮去绝缘漆的导体面与导体支座接触而有电流输入。要想到这样的简化方法，对知识深度和广度要求都不高，人们也许会因此而认为它很简单，不过如此而已。殊不知这样简单的实验方法其实很不简单，因为正是这个前所未有的简单决定了它不是大多数人常规思路的产品，而只能是创新思维的结果。我们所欣赏的低成本、高智慧的物理实验指的正是这类实验方法简单而巧妙的作品。让学生参与低成本实验资源的开发过程，能培养学生的动手操作能力和创新思维能力。

四、低成本实验可以提高物理教师实验素养

初中物理低成本实验资源的开发和利用是物理课堂教学的重要组成部分，是提高初中物理教师业务水平的重要渠道之一，“借用生活材料开展内容丰富、形式多样的实验教学，可体现教师的个性和自创性”。所以，开发低成本实验资源，也是广大初中物理教师必须长期坚持的、不断完善的常规化工作。开发初中物理低成本实验资源要遵循一定的原则。恰当地把握

好开发原则是开发的前提。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，要具有科学性。失去了应有的科学性，不可取。第二、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。所以，我们所开发的实验资源要简单易寻、就地取材。第三、开发低成本物理实验资源时,要尽可能增加实验的可见度,提高实验的直观性。使实验现象具有鲜明的对比度，增加实验的可见度。第四、实验是为建立概念、探究规律服务的，测量的实验数据要准确、可靠。第五、在设计实验时应该尽量避免有危险的和对身体有伤害。第六、低成本物理实验是学生探究活动的一个有机组成部分,让学生参与设计制作低成本实验器材，可以培养学生动手能力、实践能力、创新能力。设计实验的过程，本身就是一个探究过程，本身就是一次创新活动。鉴于以上原则，对教师的实验素养就提出了较高的要求，因此通过低成本实验的开发可以提高物理教师实验素养。

五、低成本实验能打造高效率的课堂

就物理学科而言，一堂好课的设计，关键是实验的设计。大力开发低成本实验资源，可改演示实验为学生实验，由学生观察实验变为学生亲自动手操作，由学生在学校实验变为可以再家庭中自己做实验。另外由于实验所用材料在生活中随手可得，“实验装置易制易修，不怕学生损坏，因此教师不必进行‘不要搞坏’之类的告诫，学生在操作时手指肌肉和心理放松，自由触摸体验，在此过程中获得直接经验和深切感受。这都有利于及时巩固和掌握课堂教学内容，有利于大面积提高教学质量，打造高效率的课堂。

六、低成本实验均衡城乡实验教学资源

农村中学缺乏实验器材，但有丰富有待开发的低成本物理实验，农村的一山一水、一沙一石、一草一木、一件生产工具、一个生活用品，哪怕是废弃的塑料瓶，扔掉的垃圾破烂，都是低成本物理实验资源。充分挖掘农村的乡土资源，充分利用生活中的器具、玩具，学习用品，甚至是我们自己的身体，经过巧妙地构思和设计，丰富农村初中物理实验的器材，因地制宜地设计简单实验，缩短城乡实验资源差距，这是教育均衡化的需要，具有深刻的意义和价值。只要我们认真研究，善于动脑，勇于探索，这些不花钱的低成本实验资源是大有作为的。

七、低成本实验有利于学生科学兴趣的培养

中学阶段是科学启蒙的重要阶段，这一阶段中，培养学生的科学探索兴趣具有十分重要的意义。物理教学中，利用低成本实验来激发学生科学兴趣是重要途径。低成本实验具有简单、生动、形象、明了和贴近生活的特点，有利于激发学生的好奇心和求知欲。低成本实验的一个重要特点是“动手操作，动眼观察，动脑思考”。设计低成本的实验是一种有目的的,操作

性很强的实践探索活动，既能满足学生的操作欲望，又能培养学生的探索兴趣。低成本实验活动形式多样，内容丰富多彩，类型和层次千差万别，课内课外都可以进行实验，能满足各种不同学生的需要和爱好，有利于发展学生的个性特长，使不同的学生都有可能得到成功的满足，从而树立起自信心。

八、低成本实验有利于学生实践意识培养

实践的观点和意识是科学素质的重要部分。因为低成本实验是一种有目的的理论联系实际的学习活动，低成本实验科学探究活动，可使学生认识到科学理论必须经过科学实验检验的，增强学生的科学实践意识。活动中，学生能够有效地体验理论和实践的关系，所以它是培养学生实践意识的不可缺少的重要途径。

总之，低成本物理实验不仅是实验器材的简单替代, 更是实验装置的简化, 实验现象的明了。低成本物理实验成本虽低, 运用的智慧不低, 具有的内涵不低, 教育价值不低,因此中

学师生应该大力加强低成本物理实验的开发。