初中物理低成本實驗開發策略的研究

林忠進

【摘 要】 物理課堂離不開物理實驗，學生要達到對物理知識的理性認識離不開感性認識的積累，開發低成本實驗需要遵守科學性、直觀性和趣味性原則，這樣才能吸引學生的注意力，幫助學生培養科學探索精神。

【關鍵詞】 初中物理 物理實驗 開發策略

當前很多初中學校尤其是欠發達地區的初中，物理實驗教學還受限于實驗教學儀器或器材等的影響而得不到重視的情況，在多年應試教育的影響下，物理實驗教學形式要么是通過簡單的實驗視頻播放，要么是“教師講，學生背”來體現的，學生很少有機會在課堂當中參與物理實驗，也很少有意識在課外自己動手去驗證物理實驗，導致學生對物理實驗現象的直觀認識，及對物理問題的邏輯思維能力和科學探究能力，更不可能理解物理的本質。

一、開發低成本實驗的基本原則

1. 科學性

物理實驗教學主要是使學生認識多姿多彩的物理現象，并通過觀察獲得物理知識。在開發低成本實驗的過程中，要遵守一定的理論基礎，本著追求科學本質、崇尚科學精神的原則，幫助學生建立嚴密、連貫的物理知識體系。如果新的物理實驗違背了科學性的原則，就會讓學生對物理科學產生懷疑。

2. 直觀性

初中生的生活經驗還比較少，對事物的認識也比較模糊，在沒有足夠多感性認識的情況下，去奢望發展學生的理性認識會變成“無源之水，無本之木”。感性認識是思維活動的源泉與依據，通過物理實驗可以幫助學生積累豐富的感性認識，促進其理性認識的良好發展。開發新的物理實驗要遵守直觀性的原則，要以直觀的視覺效果給學生留下深刻的印象，進而展示了物理知識的形成和發展過程。

3. 趣味性

有趣的物理實驗能讓學生對物理探索和物理實驗研究保持旺盛的興趣，當學生對學習過程產生了深厚的興趣，其作用比智力的作用更強大。所以，在開發新的實驗過程，要重視趣味性，以學生感興趣或熟悉的物品作為實驗器材，或創造一個有趣的情境，讓學生更喜歡玩。比如在測量平均速度的實驗中，將小車換成玩具托馬斯火車，學生的學習興趣會更大。

二、開發低成本實驗的途徑

1. 結合生活中的物理現象進行開發

物理是一門與生活息息相關的學科，很多的物理原理也是物理科學家通過觀察生活得到的啟示，進而發現了物理原理，比如牛頓看到熟透的蘋果落在地上發現了萬有引力，阿基米德通過洗澡水往外溢發現了流體靜力學規律，等等。生活中處處包含著物理知識，因此從生活中的一些現象中找到物理知識，這樣的實驗教具會更加貼近生活，更容易被學生所理解。

2. 結合自然中的物理現象進行開發

物理一門自然學科，其研究對象就是自然界的物質，包括它的基本結構、形態變化、運動規律等，任何一個自然現象中都可能蘊藏著無數的物理知識。開發新的物理實驗的思路也可以從自然現象中獲得靈感。

比如，在講光的折射時課本當中用了海市蜃樓的例子，但這部分內容太過抽象，而且海市蜃樓對于大部分學生來說只是一個想象，并沒有親自的感知，所以對大部分學生來說很難理解，教師開發出一個低成本實驗：將一枚硬幣放在一個碗中，由于碗比較深，從側面觀察不到硬幣，學生的觀察位置不變，這時教師在碗中加入水，隨著水面的不斷升高，后來居然能看到硬幣了。通過這個小模型就能幫助學生用相近的知識幫助學生理解折射，并達到知識遷移的作用。

3. 結合教材插圖進行開發

在初中物理教材中，明確的寫出物理實驗流程要求進行物理實驗演示，或學生探究的實驗比較少，取而代之的是大量的插圖，這些插圖比較生動有趣、形象準確，學生也比較愛看。教師在開發新的低成本實驗時，可以充分利用這些插圖進行改進，這樣不僅加深了課堂與書本的關聯，而且又能引導學生不要停留在書本的講解上，而是要主動創造條件去驗證書本知識，促進學生的自主探索。

例如，在講沸點隨著氣壓的升高而升高，隨氣壓的降低而降低時，書中的插圖用圓底燒瓶作為實驗器材進行實驗，這時，教師可以用一個密封的玻璃瓶并將水換成酒精，將用酒精燈加熱改成開水加熱，這樣，酒精沸騰后，將玻璃瓶拿出，過了一會兒，觀察酒精會不再沸騰，然后將密封玻璃瓶放在冷水中，再拿出來，由于瓶內空氣遇冷壓強降低，通過觀察發現瓶內酒精反而再次沸騰。這樣開發的新實驗讓學生覺得書中的概念和規律看得見，摸得著，更容易理解。

4. 取材于報廢儀器資源的低成本物理實驗

物理實驗室的一些實驗儀器以及家庭當中的電子產品，或者因為損壞或者因為產品升級而慘遭淘汰的儀器，扔了有點可惜，不扔又占地方。教師可以收集這些儀器，與學生們一起動手“開膛破肚”，把有用的部分拆下來，電子產品中的電路板、電池、攝像頭、顯示器等都可以經過加工組合制成有用的實驗器材或教具。同時在拆裝的過程中，通過親自肢解成品，可以讓學生了解儀器的內部結構，加深學生對物體的感性認識，而且拆裝的過程充滿樂趣，學生學習的興致很高，而且實踐動手能力和創新思維能力得到明顯地提高。

例如，在物理實驗中電流表和電壓表就是利用通電導體在磁場中受磁場力的作用而制成的。這個儀器壞掉的話，這時，教師可以通過拆電壓表，讓學生觀察電壓表的內部結構，從而了解電流表的工作原理：通過電流后，會使線圏產生磁場，這樣線圈通電以后在磁鐵的作用下會旋轉，這個旋轉在表頭上有個指針，通過讀數可以知道電壓或電流的大小。另外，如果電壓表中的電流過大燒壞了電表后，這時需要在電壓表內部電路中串聯一個很大的電阻，通過這樣的改造，電壓表就可以繼續正常使用了。

物理的概念和原理就是對生活現象的高度總結和理想化，學習物理知識離開了對生活和自然的觀察，變成純理性思維的過程，會減少很多的樂趣。開發低成本的實驗，一方面可以讓學生養成驗證知識的習慣，另一方面也能提高學生的探索欲。

參考文獻

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