農村初中物理低成本實驗的開發與應用

張紅陽

【摘要】2014年我國提出“核心素養概念”，并寫入課程標準.物理實驗在培樣養學生科學素養方面有著無法替代的作用.發展學生素養是提升我國國際競爭和綜合實力的迫切需要.這就要求農村物理教師開發低成本實驗，開足，做好物理實驗.下面就從農村初中物理教學實例出發，探討低成本實驗的意義、開發原則，以及方法使用問題。

【關鍵詞】物理教學;低成本實驗;開發應用

一、低成本實驗的概念及現實意義

低成本實驗的概念，目前沒有統一的標準。它與自制教具意思相近.一般認為低成本實驗是利用生活當中廉價材料做物理實驗，用來解決實驗器材的短缺，滿足落后學校實驗之需.更重要的是，通過利用生活材料、器具或物品來做實驗，對培養學生實踐意識，創新意識，形成高素質人才具有極其重要的現實意義。

二、低成本實驗實驗的設計原則

2.1低成本實驗的趣味性原則

利用日常器具實驗，簡便易操作，具有較強的親和力，初中生容易產生興趣，有了學習興趣，就能保證他們的學習積極性，真正的學習就會發生.例如，在上八年級第一堂物理教學，教師就可以選用一塊條形磁鐵，吸引一個一元正立的硬幣，然后在，吸引五個一元正立的硬幣，學生觀察到硬幣不僅沒有吸引，反而傾倒了，形成認知沖突，能讓學生產生濃厚興趣，保持強烈的求知欲望。

2.2低成本實驗的科學性原則

科學性是實驗的本質特征，是實驗得以實施的前提.對實驗原理、方法、選材，觀察現象，數據收集，分析結論等環節進行科學性可行性分析，合理科學開發使用低成本實驗。

在感受大氣壓實驗時，有的教師選用“會爬行的試管”演示，如圖，筆者對其做實驗，發現小試管存在掉下、靜止、上升三種狀態，不易操作，情況復雜，造成學生不能直觀的感受大氣壓的存在。而傳統的覆杯實驗比較簡潔，直接說明問題。

2.3低成本實驗應簡單明了

低成本實驗源于生活，取材方便.操作簡單明了，效果明顯，尺寸要大，以便全班學生都能看清.這都是設計低成本實驗的基本要求.如讓學生制作并紙錐下落，讓學生參與進來，獲得物體運動的而感性認識，為建立速度概念打下堅實的基礎。

再以模擬馬德保半球實驗為例，可以用金屬小碗或金屬盆，在容器內點燃酒精棉花，蓋上蓋子，根本不需要抽氣機，對學生以強烈的視覺沖突，能夠深切感受到大氣壓的存在。

三、開發低成本實驗的方法

3.1改進教材中的實驗

教材中由于歷史原因，存在一些落后老舊實驗在所難免.如蘇科版教材中，學習液體內部的壓強后，課后習題語言敘述、配圖不夠明確.內容如下：小實驗：如圖10-15所示，瓶中注滿水若在a、b（a、b在同一水平面上）`c處各扎一個小孔，你會看到什么現象？

由于液體流速問題，就存在不確定性.若改為如上右圖，標出流水點下落相同高度這樣一個參考平面，較為直觀科學。

3.2增加教材中省略的實驗

蘇科版教材有時候對有關實驗，只是一句話.出現如“實驗證明，溫度影響導體的電阻，溫度越高，電阻越大”的表述。其實這是一個很好的實驗。教師可以啟發學生設計實驗，驗證.最后教師可以作如下演示：小燈泡與鎢絲串聯，使燈泡正常發光，用酒精燈燒鎢絲，發現燈泡變暗，停止加熱，燈泡漸漸變亮，恢復原來的亮度。

再如浮力的方向，蘇科版教材直接給出了“浸在液體或氣體里的物體，受到液體或氣體向上的托力，這個力叫做浮力”這一定義，為什么浮力的方向向上，且不論教材省略何故，筆者認為這是鍛煉動手探究的好機會，應當放手調動學生自選器材驗證，老師要相信學生，才能使實驗真正滲透到學生頭腦之中。絕不輕易演示，越俎代庖。

3.3把課后習題材料，做成演示實驗

物理教材后面的習題，根據課堂教學的需要，應制作一些低成本實驗。有些重要內容教材采取直接告知的方式，學生只能閱讀，印象不深，可以改為演示實驗。例如液體沸點受液體上方氣壓影響的實驗，傳統教材是用抽氣機直接抽取燒瓶上方空氣，后來蘇科版教材改為把事先使燒瓶里的水沸騰，將其封口倒立，再在燒瓶底部澆冷水，演示效果明顯。網傳用注射器吸入熱水，封口，口朝下，再抽拉活塞以減小氣壓，我做了驗證實驗，是可以的.效果明顯，可以減小危險。

物理低成本實驗的還有許多，它來源于我們觀察，思考，創造。比如利用手機就可以完成許多實驗，如聲音的特性演示，時間測量，頻閃拍照，數據處理，物體運動軌跡追蹤等。隨著網絡技術的發展，許多技術手段，一定會不斷出現，如Phet仿真實驗，這就要求老師要不斷跟上科技的步伐，開發構建出新型實驗裝備和技術手段。

結尾：當前在存在城鄉教育資源不均衡的條件下，作為一個農村初中物理教師，要培養培養學生的物理素養，必須也必然在實驗教學中實現，就要不斷思考創造適合本土的實驗教學，自己和學生開發創造低成本實驗的能力是一條必要的現實途徑。

參考文獻：

[1]教育部.義務教育物理課程標準（2011年版）[S]北京：北京師范大學出版社，2012.

[2]劉炳昇，馮容士.中學物理實驗教學與自制教具[M].上海：上海教育出版，2000.