浅议低成本物理实验资源的开发
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作者: 骆开贤
摘 要： 目前，中学实验教学条件大大改善，这为开展物理实验提供了一定的保证，但仍不能满足新课程对实验教学的要求。虽然农村中学缺乏实验器材，但有丰富的有待开发的低成本物理实验可做。可以利用一些废旧生活用品、儿童玩具等作为低成本物理实验资源，从而有效提高农村中学物理教学效率。
关键词： 农村中学实验教学 低成本物理实验 资源开发
在我校的实验室，实验资源不仅局限于实验室的现有设备，生活中的物品也是重要的实验资源。使用生活物品、废旧材料、毛边材料、人体或人体局部、儿童玩具等做物理实验，更能激发学生的兴趣，调动学生参与学习的主动性和积极性，更有利于促进学生手脑并用，发展学生实践能力，探究与创新能力。物理学是一门以实验为基础的学科，实验教学是基础知识教学必不可缺少的环节，它不仅有助于学生形成正确的概念，加深对规律的理解，增强分析、解决问题的能力，而且能培养学生用实验验证和探索规律的能力。然而，由于实验器材、设备严重短缺，目前有许多农村学校的仪器配置达不到国家规定的三类标准，不能开全所有的初中物理实验，出现想做实验而做不了的情况。加之实验器材陈旧，老化厉害，学校办学经费紧张，对实验教学器材、设备的经济投入不够，造成仪器短缺，影响实验教学的正常开展。在农村中学如何开发低成本材料做物理实验，这个问题值得我们探讨。
一、充分利用农村生活日用品开展好物理实验
在日常生活中，可以用于做实验的物品比比皆是，大到电冰箱、小到缝衣针都是可以利用的实验资源。教师通过巧妙设计，能发挥生活用品的其他作用，从而利用它们创设物理教学情境，启发学生思维，激发学生的学习主动性和积极性。用日常用品做实验，具有简便、生动、形象、原理单一、贴近生活等优点。如可以利用手机、蜂鸣器、暖水瓶等日常用品演示声音的传播规律：将手机先后放在桌子上、玻璃瓶中，再将放入玻璃瓶中的手机悬浮在水槽中，演示声音可以在气体、固体、液体中传播。将蜂鸣器用塑料袋包扎好，打开蜂鸣器，听到声音，说明空气可以传声，将蜂鸣器放入空的暖水瓶中，塞紧瓶塞，声音消失，介绍暖水瓶的结构，引导学生分析出暖水瓶保温是因为它的夹层是真空，从而得出声音在真空中不能传播。又如在摩擦力的教学中，教师先在一个容量为2.5升的雪碧瓶里装满水，旋紧瓶盖，然后让一位力气小的女生手握雪碧瓶，将其举高，女生轻而易举地完成。接着在雪碧瓶外表面涂上洗洁剂，再请一位力气大的男生重复女生的动作，他使出全身力气，结果也没有把雪碧瓶举起来。这个对比实验使课堂气氛迅速活跃起来，学生的好奇心和探究欲望一下子被激发出来。再如，为了证明大气压的存在，我捡了一个空的易拉罐，在里面装少量水，放在酒精灯上加热至沸腾，然后用面团迅速堵住它的开口，让学生仔细观察现象，学生听到“噼噼啪啪”的响声后，会看到易拉罐变瘪了，易拉罐为什么会变瘪，这是谁的作用呢？不仅演示大气压的存在，还表明大气压很大。
二、运用儿童玩具做好物理实验
很多儿童玩具都是利用物理原理设计制作的。所以，玩具也是一种难得的实验资源，利用儿童玩具开发低成本物理实验，可以让学生在玩中学习物理知识。例如学习了平抛运动后，让学生回家自己制作学具研究做平抛运动的物体的轨迹。学生积极开动脑筋，充分利用各种资源：爱好体育的学生用手抛足球演示平抛运动的轨迹；喜欢戏水的学生用向水中扔石块研究平抛运动的轨迹。有的学生用手挤盛满水的眼药水瓶研究平抛运动的轨迹；有的学生用盛水的输液瓶和输液管演示平抛运动的轨迹，甚至有学生用玩具水枪研究平抛运动的轨迹。学生通过积极动手、反复实践，在玩耍中对平抛运动的轨迹和射程等知识有了深刻的体验。这样的课外活动一方面增强了学生的感性认识和学习的乐趣及信心，另一方面培养了他们的科学实践能力和创新精神。
三、努力做好生活物理实验代替课本实验
学生在认识科学概念和规律时，感知是非常重要的前提，而实验是感知的一个重要手段，实验的可见度直接影响到学生对概念、规律的建立、理解和掌握。如果我们能够巧妙地运用学生身边的物品，设置一些装置简单、可见度大、直观性强、现象明显、出乎学生意料的新奇实验，就会大大增强教学效果。例如：在初三物理液体的压强章节中，演示“液体压强随深度增加而增大”的实验，可以取一只大可乐瓶，在其侧壁钻五个上下位置不同的小孔，用橡皮塞塞住，给瓶里充满水，将瓶放在足够高的桌面上，然后把橡皮塞同时拔出，就会看到小孔的位置越靠近瓶底，水柱喷得越远，实验现象很明显。此实验器制作简单、材料易得，可见度大、直观性强，每位学生都可利用课外时间自己制作。又如：在证明大气压的存在实验中，我用一个空酒瓶，一个带孔橡胶塞，一根尖嘴玻璃管，一段20厘米左右的橡胶管，一个大注射器，一只大玻璃杯，清水和几滴红墨水，做了一个奇妙的“喷泉”实验。先向玻璃杯中倒入适量的清水，并加入几滴红墨水，使水变红。将尖嘴玻璃管粗端套上橡胶管，并将尖端穿入橡胶塞孔中，尖端朝向瓶内。塞紧瓶口，使瓶口处不漏气。用注射器从瓶中向外抽气，然后用手捏住橡胶管，把瓶倒过来，并把橡胶管放入盛有红水的玻璃杯中。松开手后，红水就会沿着玻璃管上升，像喷泉一样喷入瓶中。这个实验使学生对出现的奇妙现象产生浓厚的兴趣，并增强对大气压强的认识。
总之，在农村中学开发和利用低成本实验，无疑是解决仪器设备短缺，适应新课程实验教学需要的一条有效途径。在农村中学因地制宜、多渠道、多层次地充分挖掘和利用现有的农村低成本物理实验资源，是切实提高农村中学物理教学效率，促进基础教育物理课程改革实施的重要途径。
参考文献：
[1]许波.浅谈开发物理实验资源的有效途径.保山师专学报.
[2]中学物理实验教学与自制教具.上海教育出版社，2000.
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