淺談低成本物理實驗資源的開發和利用

楊建亞

摘要：生活用品、食品和廢舊物品變換功能替代專用實驗器材做實驗，報廢實驗器材的有用零件的重新組裝變廢為寶，人體感官在實驗中的作用積極發揮，既能解決儀器不足的問題，又是適應新課程實驗教學需要的一條有效途徑。

關鍵詞：低成本；實驗資源；開發利用

中圖分類號：G420文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2013）09-088-1

開發和利用低成本實驗是解決儀器不足、適應新課程實驗教學需要的一條有效途徑。因地制宜、多渠道、多層次地充分挖掘和利用現有的低成本物理實驗資源，是切實提高中學物理教學效益、促進基礎教育物理課程改革實施的重要途徑。我在對中學低成本實驗資源的開發和利用上做如下探討：

一、生活用品資源

我們身邊可以做物理實驗的物品比比皆是，如用筷子做成稱演示杠桿的平衡；鉛筆可以做滾動摩擦和滑動摩擦小的實驗，拋出去還可以演示慣性和受重力作用改變運動狀態等實驗；用鉛筆、土豆、圖釘研究固體壓強；用勺子、棋子觀察慣性現象；杯子、水、筷子、紙板、雞蛋觀察分子運動、光的折射、大氣壓、慣性；用蠟燭觀察融化；牙膏皮研究浮力等。這些物品通過教師和學生的巧妙設計，就能充分發揮生活用品在物理實驗中的作用，從而利用它們來創設物理教學情境，啟迪學生思維，激發學生的學習主動性和積極性。

二、食品資源

食品是我們賴以生存的物質，利用生活中的食品（雞蛋、馬鈴薯、紅薯、蘋果、西紅柿、冰棍等）可以做很多物理實驗，它能使學生感受到物理知識就存在于生活中，從而激發學生的學習興趣和求知欲。例如：在教學《浮力》時，我引導學生探究物體沉浮的條件時，將一只雞蛋放入濃鹽水中，然后緩緩倒入清水稀釋、攪拌，隨著鹽水的不斷稀釋，雞蛋排開液體的體積隨著增大，由漂浮狀態慢慢變成懸浮狀態，最終沉入杯底。這說明浸在液體中物體的上浮和下沉，決定于它所受浮力和重力的合力。雞蛋在學生家里很容易找到，引導學生利用雞蛋做實驗，即可說明物理道理，又可提高學生的學習興趣。利用雞蛋還可以做壓強的實驗、驗證大氣壓存在、演示慣性、摩擦阻力現象等十多個物理實驗。

三、報廢的儀器資源

實驗室里或多或少都有一些廢舊的儀器，就把不能修的有用部分拆下來，經過加工組合，制成有用的實驗器材或教具。如何利用淘汰和報廢的儀器設備，變廢為寶，充分發揮儀器設備的投資效益，是低成本實驗設計的一個重要的內容。例如：我指導學生利用廢舊電阻器、墨水瓶、溫度計等器具制成了焦耳定律演示器，從廢舊電阻器上剪下兩段不同的電阻絲，固定在兩只相同的墨水瓶中，塞上橡皮塞，瓶塞插上接線柱和兩端開口的廢舊溫度計，里面裝滿染色的煤油，這樣，瓶內煤油微小體積變化可較大的顯示出來，通過比較兩瓶內煤油吸熱膨脹時在溫度計的玻璃管上升的高度來比較兩電阻絲產熱的多少。實驗時把兩瓶的電阻絲串聯接入電路中，通過觀察兩瓶中的煤油在一玻璃管內上升的高度來比較它們產生的熱量，從而研究焦耳定律。這樣，有利于學生在較短時間內觀察比較，從而得出實驗結論，比利用實驗室現成的焦耳定律演示儀的教學效果要清晰的多。

四、廢舊物品資源

在我們的生活中，有很多廢棄的物品，利用這些廢舊的物品來進行試驗探究活動，既變廢為寶，體現環保，又拉近物理學與生活的距離，同時還增加了學生動手的機會，更有利于學生動腦、動手，培養學生的實驗技能及創新能力，增強物理的親和力。例如：為了證明大氣壓的存在，我就撿了一個空易拉罐，在里面裝少量水，放在酒精燈上加熱至沸騰，然后用面團迅速堵住它的開口，讓學生仔細觀察現象，學生聽到“噼噼啪啪”的響聲后，會看到易拉罐變癟了，易拉罐為什么會變癟，這是誰的作用呢？這樣不僅能演示大氣壓的存在，還能演示大氣壓很大。利用廢棄的飲料瓶也可以做幾十個實驗，如探究液體壓強、物體的沉浮、模擬帕斯卡“裂桶”、失重現象、制作滑輪等實驗；利用廢舊自行車上的零件，可做摩擦、杠桿、運動和力等實驗；利用酒瓶底可做凸透鏡；利用廢報紙、包裝用的塑料泡沫、塑料袋也可以做很多演示實驗。

五、人體資源

開發人的感官在學習活動中的體驗潛能，無疑是將新課程的教育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，所以是最經濟、實用、有效的實驗方式。全面開發人體器官和四肢在學習活動中的積極作用，讓學生多感官、多角度的參與探究活動，對學生形成終身學習和探究愿望，必將產生積極的影響。例如：利用學生的鼻子聞氣味來理解“分子運動”現象；利用學生比賽跑步小游戲的過程中，突然叫“停”來感受生活中的慣性現象等等。在白熾燈下，我和學生一起做手影游戲，用手做出不同的手勢，燈光下可形成各種各樣的影子，來驗證的直線傳播；用塑料筆套在干燥的頭發上摩擦后吸收輕小物體，可證明摩擦起電；手或臉用水打濕后在電扇下吹變冷，可驗證蒸發需要吸熱等實驗。

總之，只要我們認真研究，善于動腦，勇于探索，這些不花錢的低成本實驗資源是大有作為的。在低成本物理實驗開發中要善于發現新材料，創造新方法，探索新工藝。一山一水、一沙一石、一草一木、一件生產工具、一個生活用品，都可能成為低成本物理實驗資源。