初中物理低成本实验开发与应用初探.doc

初中物理低成本实验开发与应用初探定远县靠山中学：孙德传摘要作为中学物理教师，几乎都有这样的经历与体验，在设计教学时，遇到的最棘手的问题是，实验器材在数量上的不足，功能上的不完善，甚至是一些实验空白。无奈地消极对待，被动地等、靠、要，永远是远水难解近渴，而解决这一问题的有效捷径就是发挥自己的主观能动性，依靠师生智慧，因陋就简，积极开发低成本实验，以满足新课程教学的迫切需求。物理学科最显著的特点，是要求学生从生活走向物理，从物理走向社会。而在实验室物理实验设备资源有限的情况下，利用生活中的一些廉价材料开发物理实验，也就是所谓的低成本物理实验。关键词：低成本 新课程 开发与应用实验在物理教学中起着非常重要的作用，但是由于条件的限制很多学校没有标准化的实验器材，教学因此而受到影响。但是，我们可以充分利用我们身边的常见物品，开发低成本实验这些小实验虽然成本低，结构简单，但能让人直观的抓住问题的物理核心。而且，开发低成本实验，学生的参与面会更广。开发低成本实验关键是教师要善于思考，勤于动手。如学生的文具盒中通常有的铅笔、圆珠笔、橡皮、刻度尺、三角板、圆规、胶带等。在物理课堂教学中，如能很好的加以利用，就可以完成很多的物理小实验，帮助学生直观地感受物理现象深刻理解物理规律，体验物理之美。开发低成本物理实验，不可盲目操作，必须灵活运用各种途径，把握好开发原则，是开发低成本物理实验的基本前提。那么，我们应该把握那些原则呢？第一，科学性物理实验首先应该正确反映物理现象和规律，反映物理现象变化的客观过程。一个巧妙的实验，除了器材上的合理应用外，还应该包含精彩的实验方法。不仅能够解释疑难而且能够透过具体的实验，给人以解决其他问题所需的智慧方法的启迪，提高学生解决实际问题的能力。第二，简易性我们所使用的器材越简单，学生就越熟悉。从这个角度来讲，低成本实验，比正规的实验器材更加具有优势。生活中的廉价材料，如皮筋、气球、鸡蛋、蜡烛等，都是非常理想的低成本实验材料。第三，直观性低成本实验器材，材料上随处可得，种类繁多，更加能够弥补正规实验器材品种少，功能有限，不易改进的缺陷。只要能开动脑筋，灵活选择多种低成本实验材料，就可以对书本上的一些实验进行改进，对现有的仪器进行改装。从而更加提高实验的直观性。第四，安全性在设计实验中，要尽量注意师生的人身安全。例如，在托里拆利实验中，利用的水银对人体非常的有害，可用另外一实验来代替。用一个吸盘吸在光滑墙面上，用一个弹簧测力计拉动吸盘，直到吸盘被拉动为止。这时拉力的大小就等于大气压力，再除以吸盘的表面积，就可以粗略的计算出大气压的值。第五，创造性低成本实验器材没有固定的形式和使用方法。需要学生在选择和使用的过程中独立思考，自主动手。这样，更有利于培养他们的独立思考能力和动手能力。实施新课程改革以来，新课程降低了对课本知识的要求，增加了许多小实验。尤其是日常生活中随手可做的小实验，这一做法，正好适应了初中生好动手善思考的心理发展特点。这些实验简单易做，取材容易，不受条件限制。对学生的想象力和创造力是一个非常好的锻炼机会。只要引导得好，学生便能举一反三，创造出更多的小实验、小制作。例如，用两个滑动的纸筒做成的照相机。在探究压力的作用效果与那些因素有关的实验中，用钉子和木板做的小桌。为了验证固体可以传声，用纸杯和细线做成的“土电话”等。但是，低成本实验器材，不是为了简单的替代替代正规实验器材。而是对正规实验器材的简化和改进，以增强实验的趣味性和直观效果。加深对物理概念的理解。例如，在研究压强大小和那些因素有关的实验中，向学生例举“滚顶板”的节目表演。引导学生思考：在铁钉上躺着的人，为什么可以安然无恙？为了解答这个问题，可以用如下实验来演示：在一块板上钉两个钉子，在另一块板上钉许多钉子。然后分别用手按在上面，让学生自己去感受。他们会发现，按在两个钉子上的手很疼，按在许多钉子上的手居然没事。以此来说明，压强大小与受力面积有关，面积越大，压强越小。这样，就给学生留下了非常深刻的印象。另外，应用低成本实验，还可以创造性的设计小实验，让学生真正理解物理概念突破教学难点。例如，在讲解足球比赛中“弧旋球”的形成原理时，设计如下实验：用细线吊起一个空的塑料瓶，使他绕对称轴旋转，以此来模拟足球在力的作用下在空中的旋转。旋转的塑料瓶带动周围的空气绕它转动。这时，用电风扇向他吹风，以此来模拟足球相对于空气的转动。这样一来，球的转动方向与风向一致的一侧，空气流速大，压强小，另一侧，空气流速小，压强大。在压强差的作用下，小球将向压强小的一侧运动，从而，非常形象的解释了所谓“弧线球”的形成原因。再有，在应用低成本实验利用日常器具进行小实验时，要首脑并用，重在创新。例如，在模拟人的呼吸过程的实验中，用两个普通的小气球，放在一个密封的容器内，再通过玻璃管与外部相连通。底部开口，在蒙上一层橡皮膜，在向下拉动橡皮膜时，容器内容器内气压减小，气球在外部气压的作用下开始膨胀，体积变大，这模拟了人的吸气过程。然后再使橡皮膜向上运动，容器内体积变小，气压增大，使得气球再度变小。这样，又模拟了人的呼气过程。于是，人体内复杂的呼吸过程通过简单的低成本器材加上富有想象力的创造性设计，便直观地呈现在我们的眼前。在学生的日常生活中，可以利用的课程资源非常丰富。学生身边可以用作实验器材的物品比比皆是，教师要引导学生善于从生活中的用品，废旧物品，儿童玩具，日常体验等各个方面去开发设计低成本物理实验。首先，很多生活用品可以用来设计有趣的物理实验，这不但可以增加实验的真实感，更拉近了学生与生活之间的距离。例如，在探究流体压强与流速关系的实验中，用两张纸，自然垂直放置，然后向两张纸之间吹气，这时我们看到了让人意想不到的现象：两张纸没有像我们想象中的那样被吹开，反而会相互靠近。这一奇妙的自然现象，让学生真实地感受到了流体流速对压强的影响。又如，在探究音调的大小与什么因素有关的实验中，用几个相同的瓶子，装上质量不同的水，在金属棒的敲击下，发出悦耳的声音。在这悦耳的声音中，学生感受到了音调高低的差别以及影响影调大小的因素。1. 其次，我们人体的各个部分都是很有用的实验器材，例如，通过搓手可以使机械能转化为内能，手变暖和了，从而体会了摩擦生热的道理。一只脚着地和两只脚着地，感觉也是不一样的，验证了压强的大小与受力面积有关，面积越小，压强越大。人在走向深水时，越往深处，脚下的疼痛感越弱，说明浮力越大，从而得出了浮力大小与排开水的体积之间的关系。开发和利用低成本物理实验，是物理教学的发展趋势。低成本物理实验虽然成本低廉，但开发和运用低成本实验所需的智慧不低，所需的技