浅述农村中学物理低成本实验资源的开发与利用

来源:用户上传      作者:

　　在一些经济欠发达地区，一些中学的实验器材短缺、实验设备相对落后，致使一些学校的物理教师采取“讲实验而不做实验”的方式对待物理实验或在实施物理实验教学时仍采用传统的实验教学模式，即教师在讲台演示，学生在台下观看，实验的可见度、可信性等制约着学生对实验的理解，使得实验教学在课堂上失去了其原有的作用和功能，学生对物理实验的掌握也大打折扣。最后，学生只能通过背实验原理、实验器材、实验步骤、实验现象等来应付作业和考试，又回到以前“背实验”的老路上去了。
　　这样的物理实验教学缺乏对学生自己动手实验能力的培养，扼杀了学生的主观创造性，也不适应新课程教学的发展。《高中物理课程标准》指出：“实验室的课程资源不仅限于实验室的现有设备，学生身边的物品和器具也是重要的实验室资源。”因此，我们广大农村物理教师要克服当前的实际困难，另辟蹊径，充分利用身边的低成本实验资源，科学地设计低成本实验，让学生深切地感受到物理就在我们身边；并根据课程标准的要求，安排足够多的学生实验和演示实验，让学生参与其中，动手动脑，在探究中学物理，既可能激发和调动学生学习物理的积极性，又可以让学生在动手动脑中快乐地学习，促进其动手能力、探究能力、创新能力等全面发展。
　　一、低成本实验资源的开发与利用
　　低成本实验资源的利用，就是利用身边随手可取的日常生活用品来做实验。大力开发和采用低成本简单仪器和代用器材，是联合国科教文组织的宗旨。作为一名物理教师，要留意周围的每一件物品，要善于将它们与物理知识相链接，要勤于思考、敢于实践，充分挖掘这些物品所内含的实验教学功能，运用我们的智慧，将其精巧惟妙的闪光点恰如其分地呈现给学生。
　　经过这几年的教学实践，我发现农村学校虽然条件落后，但同时也有着特殊的低成本物理实验资源，我们身边可以做物理实验的物品比比皆是。如用竹筷做成秤演示杠杆平衡实验；铅笔可以演示滚动摩擦比滑动摩擦小的实验；用沙子、石头、板凳可以研究影响固体压强的因素的实验；用竹子可以做小孔成像实验；用抛石块可以演示惯性和受重力作用改变运动状态等实验：用蜡烛可以观察熔化；用牙膏皮可以研究浮力等等。
　　不怕你找不到，就怕你想不到、做不到。在农村，只要你独具“匠心”，一切资源都可为你所用。这里所处可见的高粱杆，可以作为水轮机的教具，还能做成磁针、静电等实验教具的支架。鸡蛋，我们可以做演示惯性、摩擦阻力现象，可以演示鸡蛋在水中的浮沉现象，可以研究液体蒸发吸热现象，还可以演示分子运动现象与温度的关系实验等。这些物品通过教师的巧妙设计，就能在物理实验中发挥与众不同的功用。运用这些低成本实验器材创设物理实验教学情景，既成本低廉便于操作，学生可以做到人手一份，自己动手动脑做实验，促进知识的掌握和各种能力的加强；又趣味性强，能激发起学生的学习兴趣，满足学生的好奇心，调动学生的求知欲。而且有的实验器材结构精巧充满奇妙，学生啧啧赞叹之余，可以动手改进实验器材、实验步骤，启迪思维，激发创造性、培养创造性思维。课后，很多学生设计制作了许多很好的实验器材和物理学实验，这些都使得物理学习更精彩。
　　二、低成本物理实验的展示
　　1.用鸡蛋研究浮力
　　探究物体沉浮的条件时，首先将一只鸡蛋放入一个烧杯，并加满清水，然后慢慢地加入食盐，搅拌，发现鸡蛋最初是沉在杯底，随着加入的食盐越来越多，浓度越来越高，鸡蛋慢慢变成悬浮状态，直到最后漂浮在水面上。这说明浸在液体中物体的上浮和下沉，决定于它所受浮力和重力的合力。后来，有学生改进了这一实验：将一只鸡蛋放入浓盐水中，然后缓缓倒入清水稀释、搅拌，随着盐水的不断稀释，鸡蛋排开液体的体积随着增大，由漂浮状态慢慢变成悬浮状态，最终沉入杯底。此实验同样可以说明浸在液体中物体的上浮和下沉，决定于它所受浮力和重力的合力。
　　2.用铅笔、橡皮筋研究力的合成与分解
　　取一支削好的铅笔，笔尖朝向左手掌心，另取一根橡皮筋，橡皮筋的一端套在笔尾上，另一端依次套在左手中指上、左手食指和中指两指上、左手三指、四指、五指上，体会两个分力产生的效果。
　　3.用易拉罐做实验
　　方法一：在易拉罐中分别装入不同体积的水，将瓶口移至嘴边吹气或是用金属棒敲击听声，可以听到不同音调的声音产生。空气柱越短的，音调越高，反之，空气柱越长，音调越低。
　　方法二：将三个易拉罐装入质量不同的沙，用天平分别测出其质量，用弹簧测力计测出罐和沙所受的重力，用来研究物体的质量与所受重力的关系。
　　方法三：用铁钉在易拉罐不同的高度上扎眼，装水后比较其喷射的距离，可研究液体内部压强与深度的关系。
　　4.利用废旧电阻器、墨水瓶、废旧温度计等器具制成了焦耳定律演示器
　　首先从废旧电阻器上剪下两段不同的电阻丝，固定在两个相同的墨水瓶中，塞上橡皮塞，瓶塞上插入接线柱和两端开口的废旧温度计，里面装满染色的煤油，这样，瓶内煤油微小体积变化可较大地显示出来，通过比较两个墨水瓶内煤油吸热膨胀时在温度计的玻璃管上升的高度来比较两电阻丝产热的多少；接上电源、开关、电流表、滑动变阻器、接线柱等组成闭合电路。实验时把两瓶中的电阻丝串联接入电路中，通过观察两瓶中的煤油在一玻璃管内上升的高度来比较它们产生的热量，从而研究焦耳定律。
　　总之，实验在物理教学中的作用，不仅有利于学生更好地掌握书本知识，而且对培养学习兴趣，提高学生的探究能力、思维能力等多方面的能力，以及养成良好的学习习惯、正确的科学态度等都有大有裨益。开发与利用低成本物理实验资源，是切实提高农村中学物理教学效果、促进物理课程改革实施的重要途径，也是农村中学新课程改革的需要，更是提高广大师生创新能力和实践能力的需要。所以在物理教学中要我们要重视物理实验教学，同时也要注重低成本实验资源的开发和利用。只要我们认真研究，善于动脑，勇于探索，这些不花钱的低成本实验资源在我们农村中学还是大有可为的。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/9/view-12710640.htm