農村初中物理自制實驗器材輔助教學案例分析

朱強

近年來，我國物理實驗教學發展迅速，取得的成就也是十分顯著的。從中可見，開展有形的物理實驗教學，既能對學生的動手能力進行提升，又能對學生探索興趣進行激發。隨著我國經濟不斷發展，經濟實力不斷增強，國家及政府對教育的重視程度也不斷提升。很多學校在開展物理教學時都已經購置統一儀器，這些儀器是專門進行物理教學的儀器，教師及學生只有掌握使用方法，不需要再多余加工實驗裝置，也能對現有教學任務進行完成。但是，教學實踐表明，如果在物理教學中只采用專業的教學儀器，將會使得學生們動手能力鍛煉較少，還會使得學生創造力削弱。因此，在開展初中物理教學時，應學會開發與利用低成本實驗資源，積極豐富初中物理教學方式。

一、低成本實驗資源應用于初中物理教學的可行性

低成本實驗指的是有目的對實驗室以外的生活環境資源進行利用，開發實驗教具來開展相應的物理教學活動，這是一種非常規的物理實驗開展方式。

（一）低成本實驗與學生的學習動機相符合

在心理學中，動機指的是人產生各種行為的原因。現代心理學為學習動機賦予更深的內涵，學習動機不僅涉及到學生學習，還涉及到學生為自己設立的目標導向、學習計劃以及對如何學習的認知及反饋。上世紀，有學者提出成就動機模型，為低成本物理實驗設計提供了必要的心理學依據，根據這個理論，在社會條件下，要想實現一定的成就動機就需要先進行訓練。訓練分為意識與體驗、概念與練習及遷移與內化。低成本物理實驗與體驗化階段相符合，也就是讓學生從活動中體驗成功或失敗，因此在初中物理教學中開展低成本實驗是與學生的學習動機相符合的。

（二）低成本物理實驗與建構主義理論相符合

建構主義理論認為，學生是教學活動的主體，教師在教學過程中只充當組織者、促進者及指導者的角色。教師在課堂上創設情境，為學生提供合作及交流平臺，對學生主動性及積極性進行激發，最終實現對所學知識的建構。學生是知識的探究者，而不是課堂學習的被動接受者。低成本物理實驗讓學生之間相互積極展開合作，真正將學習的主動權及課堂的主動權交給學生，讓他們成為課堂的主人。

二、初中物理低成本實用資源開發與利用的基本要求

低成本物理實驗裝置在教學中的作用與正規物理儀器是一樣的，其設計也應該與教學儀器的要求相符合。但它又不是正規教學儀器，因此它的設計也有自身特點。在進行低成本實驗設計時，應遵循直觀性、安全性及科學性的特點。

（一）科學性

任何儀器的設計都需要與物理實驗的原則相符合，且需要與物理教學理論相一致，使得開展的實驗既能對物理現象規律進行反映，也能取得很好的教學效果，因此，低成本物理實驗裝置設計也需要滿足科學性要求。

（二）直觀性

在實驗中，若學生可以直接對物理現象或物理規律進行感知或觀察，那么學生對其得到的結論理解將更為深刻。于是在開展低成本實驗設計時，既需要對實驗的針對性進行明確，也需要考慮到感官刺激對實驗結果產生的影響。利用低成本實驗開展的優勢，改進課堂上的演示實驗，使得實驗的直觀性大大增強，對實驗可信度進行提升。

（三）安全性

在進行實驗準備或實驗演示過程中，既需要對實驗儀器的完好性進行保證，又需要對師生的人身安全進行保障。低成本實驗教學設計主要是面對全體學生的，學生容易對周圍事物進行模仿，因此在開展實驗時需要對其中的不確定因素進行排除，使得實驗更符合學生的年齡特點。

三、初中物理低成本實驗資源的開發與利用案例分析

在素質教育背景下，初中物理也開始強調生活與物理教學相結合。生活中的生活用品、學習用品及家居用品等都可以作為實驗室實驗開展的資源。通過學生及教師的科學設計，使得生活物品在實驗教學中的價值充分發揮。以下分析幾個具體實驗案例：

（一）探究運動的相對性

運動的相對性，參照物的概念比較抽象，在授課的時候可以就地取材，開展實踐活動，既直觀形象又活躍了課題氣氛。激發學生的學習熱情。探究運動的相對性，建立參照物的概念。

（二）探究大氣壓存在

通過物理實驗，可以讓學生更為直觀地感受到大氣壓的存在。可選擇生活中物品，探究大氣壓存在：

（三）探究氣壓與流速關系

在探究氣壓與流速關系時，也可以利用生活中的用品開展實驗，使得學生更好地了解實驗。

（四）低壓沸騰

學生們在學習大氣壓強變化時，其中得出的結論是：液面上氣壓越高，液體沸點也會越高。但教材中并沒有利用實驗進行證明，學生對這個結論不夠理解，于是可以開展以下實驗，證明這個結果：將90℃熱水放入玻璃瓶中，不要裝滿，用橡皮塞塞緊瓶口后，使得玻璃瓶不漏氣，然后向其中插入細玻璃管。再用橡皮管將玻璃管與注射器連接，利用注射器抽出瓶內空氣，這時瓶內熱水就會沸騰。

（五）液體壓強

在學習液體壓強時，要得出液體壓強與液體深度的關系，可以讓學生每人準備一個舊礦泉水瓶子，并裝滿水蓋緊瓶蓋。上課時讓學生在礦泉水瓶的不同深度分別打三個小孔，然后打開瓶蓋，觀察不同深度的小孔中水出來的距離不同。能非常好的反應液體壓強與深度的關系。學生興趣高，積極性高，使得抽象的理論變得直觀形象，淺顯易懂。

實驗室中的器材及裝備是教師及學生將開展物理實驗的必要裝備。但實踐表明，學校擁有實驗室設備器材的數量與教學需求之間還存在顯著差距。一方面，教材及儀器經過長期使用后，出現程度不同的損壞及老化，而新的儀器很難及時補充。另外，由于受到思維定勢影響，一些教師對學校現有設備儀器功能認識不足，對他們的使用功能未能充分認識。因此，隨著新課程概念的引入，開發及挖掘新的實驗資源十分有必要。而生活中低成本的實驗資源是實驗室教學資源的有效補充，開發利用這一資源可更好地開展初中物理實驗教學，幫助學生更好地理解初中物理知識。