中學物理實驗低成本教學資源開發策略研究

謝睿

摘 要：物理實驗教學是中學物理教學的重要組成部分，是提升學生實踐操作能力的有效途徑。但當前一些學校面臨實驗器材不適用、不耐用的問題，因此教師在教學中利用生活中的物品進行低成本物理實驗就顯得十分重要。文章分析中學物理實驗低成本教學資源的內涵與特點，并對中學物理低成本實驗教學資源的開發策略進行探討。

關鍵詞：中學物理;實驗教學;教學資源;教學效率

中圖分類號：G633.7 文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2020）18-0036-02

中學物理學科知識內容比較復雜，知識的嚴謹性和邏輯性聯系比較緊密，教師在教學過程中應充分利用實驗教學，體現物理教學的教育價值和意義。長期以來，教學儀器更新的周期較長，學校配備的儀器一直難以適應和滿足教師靈活多變、形式多樣的物理教學需求。而教師單純的物理知識理論講解既不完善，也不利于培養學生的核心素養。在實際的物理教學中，物理實驗教學器材的不足或不適用，讓一些物理教師感到教學無所適從，不能有效地開展物理實驗教學，影響了物理實驗課程教學的順利實施。因此，讓教師運用身邊的材料開發“低成本、高效率”的教學實驗就尤為重要，這不僅能夠提高教學效率，降低物理實驗教學的成本，還有利于培養學生的自主探究能力。

一、中學物理實驗教學低成本內涵與特點

1.中學物理實驗教學低成本內涵

中學物理實驗低成本是指在實驗教學中多采用生活中的廢舊物品作為器材，這種器材在生活中隨處可以找到，和學生的日常生活經驗與學習實際緊密聯系，能夠激發學生的知識來自生活、知識和生活緊密聯系的意識。廢舊物品作為器材，實驗的成本極為低廉，能夠保證實驗的科技含量、智慧內涵和教育價值非常高。廢舊物品作為器材，不僅能夠拓寬物理課堂教學空間，而且操作方便，實驗效果明顯。

2.中學物理低成本實驗教學的特點

（1）低成本物理實驗耗費極低、操作簡單。教師可采用生活中能夠方便獲取的物品作為實驗器材，如生活中的廢舊物品、更新換代或報廢的儀器、家用電器等，對實驗的原材料不會產生任何損壞，而且易于操作。教師在一些實驗中只需要做一些改進，就能應用于演示實驗、綜合實驗、分組實驗、課外實驗，方便實現學生做中學、學中做，使學生對物理學產生一種親近感。這樣，通過低成本的物理實驗，展示物理原理，能幫助不同水平的學生掌握和理解物理知識。

（2）低成本物理實驗的原理清楚，功能作用較大。在中學物理教學中，通過采用低成本器材開展物理實驗，能夠為學生獲取物理知識提供思維方法，符合從簡單到復雜、從具體到抽象、從感性到理性的認知規律，增加學生學習物理的興趣。例如，許多玩具是根據物理原理設計而成的，如音樂旋轉陀螺、古怪“浮沉子”、玩具溜溜球等。在實驗教學中，教師運用玩具所表現出的物理色彩與現象，能在很大程度上吸引學生的注意力，活躍課堂氣氛，激發學生的探究心理，培養學生的創新能力，起到實驗儀器所不能替代作用。

（3）低成本物理實驗方法巧妙，安全性高。中學物理實驗教學中，采用低成本的實驗方式，可以避免讓學生接觸到一些危險的、有毒性的物質，提高物理實驗的安全性。如“壓縮氣體做功內能增大”實驗，如果用空氣壓縮引火儀和硝化棉，實驗較為復雜，也有一些不安全因素，但如果用打氣筒對自行車輪胎快速打氣，學生一會兒就會摸到筒壁熱起來。打氣的過程就是對空氣實施壓縮的過程，打氣越快，同樣時間內做功越多，空氣內能增加也越多，筒壁因此而發熱。這樣不僅能保證實驗的安全，而且可操作性強、透明度高，能幫助學生較好地通過實驗現象理解物理知識。

二、中學物理低成本教學資源開發的策略

中學物理低成本實驗教學具有安全性、簡易性、創造性、科學性、直觀性等特征，在具體的教學過程中，教師需要結合具體的實驗情境，開發出感性的教學資源，培養學生的觀察、思維、想象、創新能力。

1.利用生活用品開發實驗器材

在人們的日常生活中，生活用品繁多，容易取材，稍加處理就是很好的實驗器材。將生活用品開發成實驗器材，可拉近物理與生活的距離，同時極大地激發學生學習物理的熱情。在中學物理教學中，教師要充分利用身邊的物品制作實驗器材，提高學生對物理原理的理解能力。教師還要充分鼓勵學生自己動手制作實驗器材，發揮自己的創新能力，提高自己的科學素養。

2.利用人體體感開發物理器材

新課標強調體驗式學習目標，讓學生在互動的過程中利用觸覺、壓覺、溫覺、痛覺等在物理實驗中獲得體驗，從而深刻地理解物理知識，領略物理知識的魅力，掌握物理學習的方法。教師要通過學生的人體體感，增強他們對物理知識的理解，讓他們在真實的情境中體驗到低成本物理實驗的優勢。例如，“驗證電磁波的存在”這個實驗，教師可讓學生準備普通收音機一臺、螺絲刀一把、導線一段、細塑料管一段。在實驗中，教師讓學生打開收音機的后蓋和開關，轉動調諧旋鈕，把收音機的音量開到最大，選一個無廣播電臺的位置，用螺絲刀的金屬部分或導線觸碰收音機的可變電容，收音機會發出“咔咔”的聲響;用收音機的絕緣部分去觸碰，聲音會變小;換成絕緣的塑料管去觸碰，則聽不到聲音。這個實驗說明，電磁波是通過人體和金屬導體進入收音機的電路產生聲響，由此證實了電磁波的存在，人體和金屬導體起到了接收天線的作用。

3.從游戲活動中開發實驗器材

游戲活動中蘊含著很多物理現象，讓學生參加游戲活動，既能增加他們對物理的學習興趣，又能提高他們學習的自信心和原動力。例如，“火燒手帕”這個實驗中，教師用打火機點燃一塊普通的手帕，火熄滅以后，手帕完整無損，就是利用了物理學中的汽化吸熱原理。表演前，教師對手帕預先處理，用水浸濕并蘸上酒精，因為酒精的燃點較低，被點燃后，其燃燒產生的熱量被水汽化吸收，手帕自然安然無恙。

4.從現有的物理教學器材中開發教學實驗器材

學校實驗室中的一些實驗器材因更新換代或老化損壞而被淘汰，如學生電源、電流表、電壓表、電能表等。這些廢棄的器材在報廢銷賬后教師應妥善保管，不可一丟了之。首先，廢舊儀器中的電子元件和零件作為配件可有效進行利用。比如，廢棄的錄音機喇叭中的磁鐵在物理實驗室就有很大的用途。其次，將廢舊的實驗器材重新組合，能變廢為寶，應用于物理實驗教學中。比如，教師把這些廢舊的實驗器材拆開，讓學生仔細觀察其內部結構，了解其工作原理，畫出其結構圖和電路圖，能使枯燥的物理實驗課堂變得豐富多彩。在實驗結束后，教師可要求學生按照拆卸的流程，再將設備安裝好，鍛煉學生的反向思維，提高他們的動手實踐能力和創新能力。

三、結束語

總之，在中學物理教學中，教師充分運用身邊的器材作為物理實驗器材，不僅能夠降低物理實驗教學的成本，還能夠提升學生參與物理實驗的興趣。教師讓學生參與到物理實驗器材的制作中，對他們實踐能力的培養也具有一定的促進作用。這就要求教師要多開發低成本物理教學實驗器材，并將其運用到物理實驗教學中，進而不斷提高中學物理實驗的教學質量。

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