初中物理低成本實驗應用之價值探討

福建省莆田市哲理中學 林 立

在開展課題《初中物理低成本實驗開發與應用研究》的研究中，成本低，價值高，意義大，是初中物理教學中低成本實驗的特點。從現實角度來講，能夠活躍課堂氛圍，讓初中生迅速進入到探究學習狀態，提高學習效率和成績；從實踐角度來講，可以讓初中生參與實驗，感受物理實驗的魅力，從而學會做實驗；從長遠角度來講，讓初中生真正對物理產生興趣，學以致用，為以后的人生中進行物理研究和應用奠定基礎。

一、從現實角度既可以改善教學，又可以提升成績

初中物理低成本試驗之所以可以改善教學，是因為在很多時候，一些學校因為實驗經費和實驗器材的限制，很多物理實驗都無法開展，學生想要動手做實驗，也沒有辦法。

以初中物理中的“大氣壓”知識點為例，很多教師都會選擇“覆杯實驗”來演示，這也屬于一種低成本物理實驗，學生回去也可以做。不過我在教這一節知識點的時候，采用的是另一個低成本實驗——“瓶口吞蛋”，實驗器材就是一個煮熟的雞蛋，一個廣口瓶（瓶口必須比雞蛋小），一盒火柴（或打火機），一小團酒精棉（也可以用一些小紙條代替）。這些材料都是日常生活中找得到的。

實驗的過程其實并不復雜，用打火機點燃酒精棉，然后放入瓶中，將已剝殼雞蛋迅速封住瓶口。一會兒之后，酒精棉逐漸熄滅，雞蛋會一點點被“吸”進瓶子里。很多學生看到這個實驗，都會感到好奇：“為什么會出現這樣的情況？”教師可以通過提問等方式，鼓勵學生來說出自己的想法，一點點將學生引導進入到大氣壓的學習當中。

由于這種有趣的低成本實驗，讓學生感到好奇，他們就更想要知道原理，于是課堂教學的積極性就高了，教學質量和效率也就上來了，教學成績提高也就是水到渠成的事情了。

二、從實踐角度讓學生自己真正成為物理實驗的掌控者

在教學中如果是按照正規的實驗來做，大量的物理實驗器材和試劑，可能造成浪費，增加成本。因此，低成本物理實驗是最佳方式之一。即使在歐美等發達國家，在中學物理教學中，也是大力推廣低成本實驗的，這是因為初中物理涉及的大部分都是相對簡單的物理知識，低成本物理實驗完全可以達到實驗教學的目標。

在學習“熱脹冷縮”知識點時，我鼓勵學生利用身邊的材料設計一個低成本實驗。接收到任務后，學生們紛紛尋找小伙伴組隊，然后進行實驗設計，一個星期過后，學生們都交出了自己的實驗作業。有幾個學生設計的實驗叫做“熱脹冷縮大氣壓吸水器”，還起了個有趣的別名，叫作“水往高處流”實驗。

器材和實驗過程都很簡單：一個透明的玻璃瓶，瓶口用一根軟管密封住，實驗時，先往透明玻璃瓶里灌入熱水，將瓶子擱在高處，軟管在插入低處的水盆（水瓶）中，隨著玻璃瓶里面的水逐漸冷卻，溫度降低，里面的空氣逐漸收縮，瓶內氣壓下降，低于大氣壓，水流自然從低往高流。

簡單的器材，非常低的成本，然而實驗現象卻非常突出。一個簡單的低成本實驗，同時涉及了“熱脹冷縮”和“大氣壓”兩個物理知識，初中生的實踐水平明顯提高了，因為他們真正成為實驗的參與者和掌控者。

三、從長遠角度來看，這會影響初中生對物理學習的終身態度和興趣

我曾經教過一個學生，屬于比較調皮的那種，成績不好也不差。不過他剛接觸物理的時候，并不喜歡物理，尤其不喜歡各種物理定律和規律的學習。不過我發現他有個特點，每次到做物理實驗的時候，就顯得特別活躍，興致勃勃。我利用他的這一個性特點，鼓勵他參與低成本實驗的收集與整理工作，他很快就展示出強烈的興趣與較高的天賦，不僅能夠順利參與低成本實驗的開發與研究，而且能夠利用所學的物理知識，解決一些現實中的問題，比如說簡單的電路安裝，小電器的維修等，他都做得很好。經過長期的物理實驗的考驗，他對于物理知識和定律的理解起來就更容易了。最終，他的物理成績得到了提升，整體成績也更好了。

基于我國初中物理教學的現狀，不管是在實驗條件較好的城市初中，還是實驗條件較差的城鎮初中，低成本實驗有廣闊的應用空間和極大的推廣價值。初中物理的低成本實驗，從身邊的容易獲取的簡單的、廉價的材料出發，結合初中物理知識內容，進行合理開發研究，讓初中物理實驗變得更加容易，讓初中生的實驗參與度更高，推動初中物理實驗教學的發展與進步。

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[4]林仲江.基于核心素養的初中物理低成本實驗探索——以“神奇的‘眼睛’”一課為例[J].中學物理，2017-09-10.