利用常規器材和低成本生活用品開發高中物理實驗的探究和實踐

李紅霞

【摘要】眾所周知，高中物理知識較為抽象，對學生能力要求較高，學生普遍感覺物理難學。而物理本身是一門以實驗為基礎的學科，所以我們課題組便運用了利用常規器材和低成本生活用品開發物理實驗的方法，對突破高中物理難學這一難題，進行了有效嘗試。主要表現在

自制和改進教材中的實驗以及習題實驗化兩方面。

【關鍵詞】高中物理實驗 低成本生活用品 突破物理難學

一、利用常規器材和低成本生活用品自制和改進高中物理教材中的實驗

用“做”物理實驗替代“講”物理實驗，可以很好地以實代虛，增加感性認識，激發學生興趣，有效地降低教學難度。而常規器材和低成本生活用品隨處可見，易于取才，方便設計。所以我們便利用常規器材和低成本生活用品盡可能自制和改進教材中的實驗，多做實驗。

自制一：學完“自由落體運動”后，學生用硬紙板自制反應尺，分組進行測試。人人參與，練習公式，加深理解。學生在玩中學，樂此不疲。

自制二：學習抽象的“靜電場”一章中的“電荷以及庫侖定律”時，用1號干電池1節，干毛巾一條，完全相同的塑料吸管三根等常見的低成本生活用品，將“摩擦起電”和“庫侖定律的定性研究”等現象形象地展現在學生的面前。隨著吸管的轉動，學生歡呼雀躍，深入探究物理規律的欲望和熱情很好地被調動了起來。正所謂欲使之學好之，必先使其好學之。

自制三：學習“渦流、電磁阻尼和電磁驅動”時，用鋁制易拉罐一只，強磁鐵一塊，細鐵絲一根等生活中常見的物品，演示出了“電磁驅動”的現象。當磁鐵在易拉罐上方運動時，易拉罐也隨之發生了運動，此時教師加上了形象生動的語言：“這就是磁鐵和易拉罐的幸福生活，夫唱婦隨”，學生聽到這里開懷大笑，與此同時，學生也迫切期待著進一步研究電磁驅動的原理和本質。在這里，實驗起到了至關重要的作用。

二、利用常規器材和低成本生活用品將高中物理習題實驗化

高中物理習題教學是物理教學中很重要的一部分。但由于教學內容多，教學進度快，習題教學多采用“教師先講類型題方法，學生再練習，然后教師評講”的方法。看似節省了時間，實則學生在不理解抽象的物理情景的情況下，多以機械記憶為主。結果就導致了教師講過多遍的題，學生一錯再錯。針對這個難題，本課題組立足于利用常規器材和低成本生活用品將習題中的物理情景演示出來，充分使學生能夠將形象思維和抽象思維有機結合起來，在理解的基礎上解決問題，很好地降低了高中物理習題教學的難度。

案例一：如圖所示，小車上有固定支架，支架上用細線拴一個小球，線長為L（小球可看作質點），小車與小球一起以速度v0沿水平方向向左勻速運動，當小車突然碰到矮墻后車立即停止運動，此后小球升高的最大高度可能是（線未被拉斷）（

）

A.大于V02/2g B小于V02/2g C等于V02/2g D等于2L

上題是學生在學習必修二時遇到的一道將圓周運動與機械能守恒定律相結合的典型題目。在這道題目中，學生想象不出各種情景，尤其是B，很容易漏選或錯選。我們便利用很常規的器材：輕繩一根，帶孔的鋼球一個，將選項B、C、D對應的情景演示出來：

在第一幅圖中，在小球達到最高點之前，輕繩已發生了彎曲。而在第三幅圖中，小球達到最高點時，輕繩被繃緊。對比這兩幅圖，B選項的理解就變得容易多了。學生將此形象的一幕深深地印在腦海中，以后每次做此類題都可以很快地找到切人點。

案例二：學生在學過必修一第三章《相互作用》之后，會遇到如下題目：如圖所示，在固定好的水平和豎直的框架上，A.B兩點連接著一根繞過光滑的輕小滑輪的不可伸長的細繩，重物懸掛于滑輪下，處于靜止狀態，若按照以下的方式緩慢移動細繩的端點，則下列判斷正確的是（ ）

A.只將繩的左端移向A點，拉力變小

B.只將繩的左端移向A點，拉力不變

C.只將繩的右端移向B點，拉力變小

D.只將繩的右端移向B點，拉力不變

我們對這個問題答案進行了猜想，這道選擇題屬于分組型選擇題，包含了兩種情景：A、B選項屬于一組，輕繩的一端點在一條豎直線上移動；C、D選項屬于另一組，輕繩的一端點在水平線上移動。對于c、D選項，我們根據感性認識，容易猜出輕繩間夾角變大，則拉力變大。難點在于A、B選項，學生沒有感性認識，舉棋不定。在此我們對解決問題的方式進行了設想，一般容易想到的方法是理論推導，用數學方法解決物理的平衡問題。理論推導精確無誤，但抽象一些。課題組成員提出，本題所涉及到的器材并不復雜，利用身邊的一些生活物品可以完成，將物理習題實驗化，通過增加感性認識促進理性理解，將邏輯推理和物理實驗有機結合起來。

總之，高中物理知識比較初中，難度增加，對抽象思維以及邏輯思維能力要求較高。許多情況下，需要用數學知識解決物理問題。并且，高中知識點較多，課時緊張，為了應試，許多學校又將教學進度提前，這些都增加了學生學習物理的難度。在大難度的情況下，學生長時間沒有成就感，對物理學習沒有興趣。長此以往，就會形成惡性循環。但我們不能忽視，物理原本就是一門實驗學科，邏輯推理和實驗探究是物理學的兩大研究方法，相輔相成，缺一不可。所以，課題組的初衷是通過習題實驗化，利用常規器材和低成本生活用品將習題中的情景實驗化，增加學生的感性認識，引導學生發現問題，并對問題進行探究，在此過程中提高動手能力和創新能力。

三、結論

綜上所述，利用常規器材和生活用品開發高中物理實驗，真正實現了低成本、高效果。主要表現在以下三方面：其一，利用常規器材和生活用品，自制和改進教材中的實驗以及習題實驗化，高效地解決了學校實驗儀器單一、陳舊，實驗經費投入不足的問題。其二、利用常規器材和生活用品，無論是設計實驗驗證結論，還是從實驗中獲得新發現，都可以最大限度地提升學生的觀察能力、動手能力、創新能力以及思維能力，從而對突破高中物理難學這一難題有不錯的效果。其三、利用常規器材和生活用品開發高中物理實驗，高效地提升了教師的研究能力、實驗能力、以及團隊協作能力。