低成本做中學物理實驗

　　中學物理實驗是學生學習、研究物理的基礎，是培養學生的創新精神和提高創新能力的不可替代的實踐環節。所謂低成本實驗（low-cost experiment）指的是價廉，花費少的實驗。低成本實驗可以通過簡易材料的制作、科技玩具、運用新材料組合和對高新產品的移植得到。低成本實驗具有如下特點：由于實驗取材于學生身邊熟悉的東西而且制作又比較簡單，因此有利于消除學生對科學研究的神秘感，激發學生參與活動和學習的興趣，使學生產生強烈的學習動機；也易于揭示事物的本質特征。由于這些教具主要是教師根據教學的需要讓學生自己動手制作或搜集的，因此教學效果一般都比較好。另外，低成本實驗富含創造教育因素，設計低成本實驗是一種有目的的、操作性很強的實踐探索活動。由于學生自己動手制作教具，往往在構思、取材或局部結構方面有自己的想法和某些改進；或者通過在制作過程中解決問題，給學生以啟示，可以有效地開發學生的智力和發展良好的非智力因素；最主要的是實驗的低成本。一些廢舊物品也是可以充分利用的實驗資源，如廢舊的紙盒、易拉罐、塑料瓶、舊彈簧、橡皮筋等，充分地利用它們，不僅可以變廢為寶，而且有利于培養學生的環保意識和勤儉節約的習慣。新課程不僅重視知識和技能目標的實現，而且特別強調體驗性學習目標的實現。充分地開發學生在學習中的體驗潛能，可以讓學生在探究活動中獲得知識，增長才干。下面以熱、光、電為例，說明開發低成本物理實驗的必要性。
　　1.低成本做熱學實驗
　　通過演示一些有趣的實驗來激發學生的求知欲，通過人體感官的應用來幫助學生理解微觀的現象，是開發低成本熱學實驗的資源。例如：找一塊棉布條，用水淋濕，在中間部分滴上酒精，然后用手拿著布條的兩端，把布條打開，用蠟燭的火焰燒有酒精的部分。有趣的現象出現了：在棉布條正對火焰的上方升起了火焰，好像火焰穿過了布條。將濕面條離開酒精燈的火焰，過一小會，當面條的火熄滅時，卻發現棉布條完好無損。這個實驗神秘感強，與學生生活經驗截然相反，通過這個實驗可以很好地向學生揭示物體的著火點與物體燃燒的關系。開發人的感官在學習活動中的體驗潛能，無疑是將新課程的理念轉化為教育行為的一個重要而基本的探索方向。由于實驗器材就是學生的五官和四肢，因此是最實用、最有效的實驗方式。全面開發人體器官和肢體在學習活動中的積極作用，讓學生多感官地參與探究活動，充分發揮學生學習的主動性，對學生形成終身學習意識和探究愿望將產生積極的影響。例如在學習分子運動時，學生通過用鼻子聞花的氣味，可以很容易地展示出分子運動的現象。通過調動各種感官參與，學生能夠很好地理解微觀的及抽象的知識。
　　2.低成本做光學實驗
　　讓學生通過演示實驗來很好地總結出物理規律，通過實驗來驗證某個物理規律，是開發低成本光學實驗的資源。例如：“凸透鏡成像規律”是初中物理光學中的重點知識，要求通過實驗探究讓學生發現和歸納實驗結論。通常的實驗對象都是蠟燭，實驗中燭焰的像是放大還是縮小、正立還是倒立等現象很直觀，但一般情況下學生幾乎很難自主發現凸透鏡成實像時物像“左右互置”這一特點。改用兩節干電池和若干發光二極管做成一個可控發光的“上”字代替燭焰，則“物像左右互置”的實驗現象更明顯。學生基本上都能自主發現、歸納出成像規律。這樣既可以重復實驗、節約資源，減輕實驗教師因蠟燭燃燒的損耗需不斷更換的工作量，還可以避免因大量蠟燭燃燒時產生的煙霧，可以更好地保障師生的身體健康。另外，通過小實驗來驗證物理規律也不失為一種好方法。例如：白熾燈下做手影游戲，用手做出不同的手勢，燈光下可形成各種各樣的影子，這個小實驗可以很好地驗證光的直線傳播。
　　3.低成本做電學實驗
　　將復雜的電學過程通過模擬的形式給簡單化，使學生輕輕松松地掌握過程是開發低成本電學實驗的資源。例如：在講信息的傳遞中，學生對信息的調制與解調感覺很神秘，講解起來也比較費力。但我們利用下面這個簡單的裝置就能讓學生體驗并明白信息的調制與解調。把復讀機產生的變化的聲音信號加到小燈上，燈光里面就包含了變化的聲音信號（即調制過程），通過光電池就能產生與聲音信號變化規律相同的電流信號，通過放大后就能在揚聲器里面把聲音還原出來（即解調過程）。實驗的過程中如果燈光過于分散，就可以用一塊透鏡來會聚光線，從而取得更好的實驗效果。這個實驗能很好地讓學生明白光通信的過程，如果再換好些的激光光源，加上平面鏡能使信號傳很遠，而且能拐彎，就能大大激發學生的好奇心，引發學生探究的熱情。（光電池可以到電子店里買到，也可用廢棄的計算器上的顯示器）。
　　用塑料筆套在干燥的頭發上摩擦后吸收輕小物體，這個小實驗的器材簡單，實驗現象明顯，可以為教師引入新課時所用。既能為學習新課埋下伏筆，又能激發學生的求知欲。
　　總之，如果對低成本物理小實驗給予足夠的重視，積極開展并進行正確的指導，對激發學生學習物理的興趣，增強學生學好物理的信心，培養學生的觀察能力、創造能力、分析問題的能力有著不可估量的作用。從上面我們也可以看到低成本實驗值得欣賞和提倡的不僅是實驗器材能夠簡單替代，更是實驗裝置的簡化，實驗現象的清晰明了。而且低成本實驗教具，成本低而智慧不低，成本低而價值不低。使用身邊隨手可得的物品進行探究活動和各種物理實驗，可以拉近物理學與生活的距離，讓學生深切地感受到科學的真實性，感受到科學和社會、科學和日常生活的密切聯系。當然利用日常生活用品做實驗，對教師的業務素質要求較高。不僅自己要動手參與設計和制作，還需要指導和幫助學生進行小制作、小發明。不僅需要有專業知識，還需要有一定的動手能力。所以加強教師知識培訓和專業素質培訓尤為重要。
　　參考文獻：
　　［1］王穎.低成本實驗對中學物理教育的促進［J］.龍巖學院學報，2005.12.
　　［2］易其順.低成本物理實驗開發的研究［J］.教學儀器與實驗，2004.1