中學(xué)物理教學(xué)中開展的幾個(gè)低成本實(shí)驗(yàn)

摘要：低成本物理實(shí)驗(yàn)不僅可以彌補(bǔ)物理實(shí)驗(yàn)儀器的缺乏，而且能夠有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，培養(yǎng)他們的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：中學(xué)；物理教學(xué)；低成本；物理實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-6148(2008)10(S)-0042-2

在低成本物理實(shí)驗(yàn)中強(qiáng)調(diào)利用十分便宜的材料、物品或器具做物理實(shí)驗(yàn)，做實(shí)驗(yàn)盡可能少花錢或不花錢，如利用生活中的廉價(jià)材料(如橡皮筋、氣球、雞蛋、塑料袋等)、易得材料(如水杯、鋼勺、硬幣、塑料尺等) 和廢舊材料(如易拉罐、飲料瓶、牙膏皮等)［1］。低成本物理實(shí)驗(yàn)材料易得、實(shí)施便利；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體驗(yàn)性強(qiáng)；物具它用、體現(xiàn)自創(chuàng)。

低成本物理實(shí)驗(yàn)常常借用日常生活中的非實(shí)驗(yàn)物品來(lái)開展實(shí)驗(yàn)，可以考慮一種生活材料或物品可以做哪些實(shí)驗(yàn)，一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)可以利用哪些生活材料和物品等發(fā)散性問題，在物理教學(xué)中可以通過低成本實(shí)驗(yàn)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力：

1 一物多用

用學(xué)生熟悉的生活用品做實(shí)驗(yàn)，可以拉近物理與生活的距離，讓學(xué)生感受科學(xué)的真實(shí)性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新意識(shí)。如鋼尺可以用來(lái)探究聲音的規(guī)律：

（1）探究聲音的產(chǎn)生 用一根長(zhǎng)鋼尺，壓緊在桌面的邊緣，適當(dāng)調(diào)節(jié)鋼尺伸出桌面的長(zhǎng)度，撥動(dòng)伸出桌面的端部，鋼尺發(fā)出了聲音，鋼尺也在振動(dòng)。由此可知，發(fā)聲的物體在振動(dòng)。

（2） 探究聲音的音調(diào) 用一根長(zhǎng)鋼尺，壓緊在桌面的邊緣，使鋼尺伸出桌面的長(zhǎng)度約為全長(zhǎng)的1／3，撥動(dòng)它伸出桌面的端部，聽鋼尺發(fā)出的聲音，觀察它振動(dòng)的快慢。再縮短鋼尺伸出桌

面的長(zhǎng)度，撥動(dòng)它伸出桌面的端部，使它振動(dòng)的幅度跟上次大致相同，聽它發(fā)出的聲音跟上次相比有什么變化。由此可知，鋼尺振動(dòng)越快，頻率越高，它發(fā)出聲音的音調(diào)也越高。

（3）探究聲音的響度 用一根長(zhǎng)鋼尺，壓緊在桌面的邊緣，適當(dāng)調(diào)節(jié)鋼尺伸出桌面的長(zhǎng)度，并保持伸出長(zhǎng)度不變，用大小不同的力撥動(dòng)它伸出桌面的端部，使鋼尺能夠發(fā)出聲音，同時(shí)觀察鋼尺振動(dòng)的幅度。當(dāng)用力較大時(shí)，鋼尺振幅較大；撥動(dòng)鋼尺的人聽到聲音的響度較大。

（4）探究聲音的音色 用一根長(zhǎng)鋼尺，壓緊在桌面的邊緣，適當(dāng)調(diào)節(jié)鋼尺伸出桌面的長(zhǎng)度，撥動(dòng)它伸出桌面的端部，使鋼尺能夠發(fā)出聲音；用另一根塑料尺，壓緊在桌面的邊緣，撥動(dòng)它伸出桌面的端部，使它同樣發(fā)出聲音，比較他們發(fā)出的聲音，發(fā)現(xiàn)聲音有差別。

2 一題多解

教材中的一些實(shí)驗(yàn)，方案唯一，步驟具體不利于啟發(fā)學(xué)生的發(fā)散思維。教師可以有針對(duì)性地設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn)題目，讓學(xué)生自主選擇器材，設(shè)計(jì)不同的方案，從而培養(yǎng)他們思維的開放性和靈活性。

如，怎樣測(cè)出食鹽水的密度？（學(xué)生以小組為單位設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案）

方案1 實(shí)驗(yàn)器材：密度計(jì)，燒杯，鹽水；實(shí)驗(yàn)方法：用密度計(jì)直接測(cè)量鹽水的密度；表達(dá)式：密度計(jì)的示數(shù)。

方案2 實(shí)驗(yàn)器材：天平，量筒，燒杯，鹽水；實(shí)驗(yàn)方法；①用天平稱量燒杯和鹽水的總質(zhì)量m1；②將鹽水倒入量筒中一部分，測(cè)出它的體積V；③用天平稱量燒杯和剩余鹽水的總質(zhì)量m2。表達(dá)式：ρ=(m1-m2)/V。

方案3 實(shí)驗(yàn)器材：天平，水，燒杯，鹽水；實(shí)驗(yàn)方法：①用天平稱量燒杯的質(zhì)量m，②用天平稱量燒杯和水的總質(zhì)量m1，③將水倒出，在燒杯中倒入等體積的鹽水，再用天平稱量燒杯和鹽水的總質(zhì)量m2。表達(dá)式：ρ=(m2-m)ρ水/(m1-m)。

方案4 實(shí)驗(yàn)器材：壓強(qiáng)計(jì)，刻度尺，燒杯，鹽水；實(shí)驗(yàn)方法：用壓強(qiáng)計(jì)測(cè)量一定深度h處的壓強(qiáng)p。表達(dá)式：ρ=p/gh。

方案5 實(shí)驗(yàn)器材：彈簧秤，小石塊，細(xì)線，量筒，鹽水；實(shí)驗(yàn)方法：用彈簧秤測(cè)量小石塊的重力G1，在量筒中倒入一定量的鹽水，并測(cè)其體積V1，用彈簧秤測(cè)量小石塊在鹽水中的示重G2，并測(cè)其此時(shí)鹽水的體積V2；表達(dá)式：ρ=(G1-G2)/g(V2-V1)。

方案6 實(shí)驗(yàn)器材：彈簧秤，木塊，細(xì)線，量筒，鹽水；實(shí)驗(yàn)方法：用彈簧秤測(cè)量木塊的重力G，在量筒中倒入一定量的鹽水，并測(cè)其體積V1，將木塊放入鹽水中，測(cè)出此時(shí)的體積為V2。表達(dá)式：ρ=G/g(V2-V1)。 

方案7 實(shí)驗(yàn)器材：彈簧秤，已知密度的物塊，燒杯，水，鹽水；實(shí)驗(yàn)方法：用彈簧秤測(cè)量物塊在空氣中的重力G1，用彈簧秤測(cè)量物塊在水中的示重G2，用彈簧秤測(cè)量物塊在鹽水中的示重G3。表達(dá)式：ρ=(G1-G2)ρ/(G1-G2)。

3 改進(jìn)教材中的實(shí)驗(yàn)

真空不能傳播聲音的實(shí)驗(yàn)，裝置的氣密性和抽氣機(jī)的質(zhì)量都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的效果。可設(shè)計(jì)如下的小實(shí)驗(yàn)：先將音樂芯片的開關(guān)打開，音樂聲響起，然后將其放入空的暖水瓶中，塞緊瓶塞，音樂聲立即消失［2］。這個(gè)簡(jiǎn)易的小實(shí)驗(yàn)不僅可以驗(yàn)證聲音的傳播需要介質(zhì)，真空中不能傳播聲音，而且激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

掛在支架上的重物，會(huì)對(duì)支架產(chǎn)生一個(gè)怎樣的效果呢? 學(xué)生的思路一時(shí)模糊不清。教師可以讓學(xué)生用鉛筆（1支）、帶扣細(xì)繩（1 根）、鉤碼（1個(gè)）做隨堂小實(shí)驗(yàn)， 如圖1所示，讓學(xué)生回答自己的感受，通過學(xué)生親自體驗(yàn)，不僅學(xué)習(xí)興趣提高了，而且創(chuàng)新意識(shí)也加強(qiáng)了。

用氣球制作一個(gè)水凸透鏡:用一個(gè)透明的氣球，在里面充入一部分水，用細(xì)線扎緊，讓太陽(yáng)光照射氣球，可以觀察到在氣球后面出現(xiàn)了一個(gè)很亮的光斑。如果在氣球后面較近的位置放一個(gè)物體，氣球就變成了一個(gè)放大鏡，通過氣球觀察，就可以看到物體正立、放大的虛像。

參考文獻(xiàn)：

［1］張偉，郭玉英，劉炳升.“非常規(guī)”物理實(shí)驗(yàn)概念探討［J］.物理教師，2006，3

［2］雷慶，徐斌全，宋樹平，羅琬華.農(nóng)村中學(xué)開展低成本物理實(shí)驗(yàn)的研究［J］.內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(bào)（教育科學(xué)版），2008，2

(欄目編輯羅琬華)