初中物理低成本實驗開發途徑探究

鄧瑞華

（江蘇省徐州市豐縣范樓鎮范樓初級中學，江蘇徐州 221742）

物理作為一個理論知識較為晦澀難懂且需要通過自行動手實驗探究加深對學科知識理解的學科，相關知識的實驗探究是進行物理學習必不可缺的一個過程。在新課程改革的要求標準下，也明確地提出了，初中物理教師，也要多使用自制的教具進行低成本實驗，來探究物理原理。

初中物理低成本實驗開發要如何開展，始終困惑著廣大的物理教師。對于初中物理低成本實驗的開發，我已經有一些深入的研究，整篇文章就從5個方面來分析一下低成本實驗開發的途徑，希望對其他的物理教師有一些參考意義。

一、初中物理低成本實驗開發的意義探究

物理作為一個理論知識較為晦澀難懂且需要通過自行動手實驗探究加深對學科知識理解的學科，相關知識的實驗探究是進行物理學習必不可缺的一個過程。但是由于每個學校的實驗條件水平參差不齊，且部分落后地區難以提供實驗場所和器材，對實驗教學造成了局限性，并且不能保證每個學生都有參與，其次物理實驗在大部分人看來受到了實驗環境和專業器材的局限。而對初中物理進行低成本實驗開發有效解決了這一現狀，同時也豐富了物理實驗形式，拉近了學科知識與學生日常生活的距離。低成本實驗使自行進行實驗探究更為真實可行，極大地鍛煉了學生的動手操作能力和實驗設計邏輯能力，激發了學生的自主探究興趣。

二、初中物理低成本實驗開發途徑探究

（一）變廢為寶，幫助學生將理論知識與現實生活相聯系

低成本的初中物理實驗，在初中物理的教學過程上，進行廣泛的應用能夠在一定程度上幫助學生將理論知識和身邊的現實生活聯系起來，還能夠在某種程度上降低學生學習物理的恐懼感，從而幫助學生提高他們的物理成績和水平，促進學生物理核心素養的提高。

但是從目前來看，部分物理教師對于低成本物理實驗的開發、認識還不夠充分和全面，并不能夠積極地開展低成本的物理實驗，這樣既不能夠提高初中物理整體的教學水平，也不能夠幫助學生提高自己的物理素養。

在新課程改革的大背景下，初中物理教師一定要學會轉變自身傳統的一些教學思想和觀念，明確初中物理教學中學生培養核心素養在今后生活工作當中的重要意義，在日常教學過程當中要注意變廢為寶，幫助學生將物理的理論知識和身邊的生活聯系起來，發揮出學生的積極主動性，并且教師要對實驗的復習，給予足夠的關注，以此來加深學生對于物理理論知識的理解和記憶，從而提高低成本實驗開展的水平，這樣來提高學生的核心素養。

初中物理和其他學科相比，涉及的知識更加抽象，對學生有著更高的要求，對于初中生來說學習物理的難度也很大。為了幫助學生更好地理解物理，初中物理教師在日常的教學過程當中也要積極地開展物理實驗，通過實驗把一些抽象的理論知識畫成直觀形象的物理現象，來降低學生學習的難度。

但是值得思考的是，高科技、專業化的物理實驗成本很高，推廣的難度也很大，雖然可以在一定程度上提高學生的物理水平，但也不能在初中物理的教育教學當中廣泛應用。

在這樣的情況下，低成本的物理實驗就受到了更多教師的關注。低成本能不能實現，要求教師能夠利用生活當中的廢棄物品幫助學生完成實驗，這樣既能夠保證實驗效果，也能夠降低生產成本，并且低成本的物理實驗還能夠幫助學生認識到物理和身邊生活的聯系，進而，在提高學習成績的同時，也能夠提高學生的物理核心素養。[1]

比如，在初中學習凸透鏡、凹透鏡的時候，如果按照傳統的教學方法，我應該從實驗室借來凸透鏡進行演示。但是這樣的方法去講解，很難實現連續變焦，這不利于學生流暢地認識眼球晶狀體的運動。在低成本物理實驗的開發過程中，作為新時代的物理教師，我把學生喝完的可樂瓶，并且接了一些自來水，通過澆水模擬晶狀體，并且利用了平行光開展實驗，幫助班上的同學認識了近視和遠視的原理，也幫助了學生能夠將理論知識和現實生活聯系起來。

同時，在進行連通器原理探究時，教師可以選擇廢棄水管進行實驗研究，將水管一端固定，倒入液體，根據連通器原理在另一側尋找液體平衡位點。教師也可以利用廢棄紙杯和繩子進行傳聲器的研究設計，紙杯底部挖洞后用繩子連接起來，就成了一個簡易傳聲器，提高了低成本實驗的水平，加深了學生的印象，提高了學生的物理核心素養。

（二）要發揮學生的主動性，讓學生多制作儀器

低成本實驗在初中物理的教學當中，更能夠發揮出學生的主動性。開展低成本實驗能夠為學生在物理實驗當中的主體地位，幫助學生更好地學習物理理論知識，提高學生的物理水平，促進學生全面發展。低成本的實驗，還要求教師鼓勵引導學生利用熟悉的物品來制作實驗器材，能夠在實驗開展的過程中引導學生動手操作，培養學生的創新能力，進而促進學生全面發展。

初中物理教師在實踐的過程當中，要從生活走向物理，從物理走向社會。新課程改革雖然降低了教材知識的深度，但增加了實驗的內容，特別是在初中物理教材當中增加了實驗的內容，這是利用了初中生，善于動手，善于思考的心理特點。這是建立了更加合理的教材體系，初中物理的教材也安排了許多和生活實際的小實驗和制作，學生也能夠通過自己動手制作實驗，用技能實現理論知識和動手能力的轉化，這是課堂教學一個重要的補充內容。

物理教師可以布置一些小實驗，安排給學生，在課下去做，這也能激發起學生之間的良性攀比，激發學生的學習興趣，發揮學生的主動性，同時也能豐富學生的課余生活。這些簡單的物理實驗取材容易，不受條件限制，塑料瓶、廢紙板、塑料袋都可以成為物理實驗的材料。并且，這樣的小實驗也能夠激發起學生的想象力，創造力，能培養學生的獨創性。如果教師能夠加以引導，初中學生還能夠舉一反三，自己發明出更多的小制作。[2]

比如，如果在交流過程中經常去分析，探索在初中的課堂上還有哪些地方可以做實驗，并且我也調動起學生，自主地設計新穎的低成本物理實驗，制作新穎的器材，利用身邊常用的物體改造我們需要的實驗器材。比如在學習光現象這一部分的時候，我讓學生自己制作一個潛望鏡，很多學生發揮自己的想象，用牙膏盒和一面小的平面鏡，做成了一個簡易潛望鏡，學生蹲在桌子下面觀察外面的情景。

在學習光的折射這一章節的時候，在學習到生活當中的折射現象時，我和學生做了一個游戲：叉魚游戲。我先自制模型，把魚和魚缸給學生展示，并且讓學生自制魚叉學生將魚用細線和一個重物連接起來，懸浮在水中，這樣向水中叉魚。這樣的小游戲一下子把學生的瞌睡蟲趕跑了，學生的精神頭立馬就上來了，紛紛舉手想要參與進來，大家都積極地制作著魚叉，即使有昏昏欲睡的學生，也把注意力轉到了課堂上來。這樣的游戲材料易得，成本低，同時也調動起學生的積極主動性制作了材料和工具。

在學習密度知識的時候，我也設計了一個鑒寶的小實驗。我準備了一個鐵做的白色戒指，準備一個同樣的黃色戒指，先不告訴學生是什么材質的，讓學生自主準備材料設計時間去判斷。很多學生根據所學的質量和密度的理論知識去測量這兩枚戒指的密度之后根據教材當中的密度表去對比，得出了正確的戒指材質。通過實踐，讓學生記住去測量密度，完成水壓，能夠給教師及時的反饋：學生是否能正確使用天平？是否能使用排水法測體積，以及對密度的計算是否了解和掌握，這比做幾道密度計算題更能引起學生的積極性。

（三）低成本實驗開發、明了實驗現象

在初中物理實驗教學中注重低成本實驗的開展，能有效地幫助學生明了實驗現象。低成本的物理實驗是說利用易得的材料，做一些簡便、有趣、形象的物理實驗。低成本就說明實驗材料可以是日常生活中的用品，或者身邊隨手可得的物品，經過加工，成為實驗替代品來做實驗。利用低成本的材料去完成物理實驗并不是器材上的簡單替代，而是將實驗裝置更簡化，讓實驗現象更加清晰明了。[3]

例如，我在教學大氣壓強的時候，我準備了幾個低成本的物理實驗。首先我們用紙杯玻璃杯各一個，接滿水。之后將不易被水浸濕的紙，背對著蓋在杯口，然后用手壓著紙，將杯倒過來，結果發現了一個神奇的現象，雖然紙很薄，但是紙杯里的水不會掉出來。通過這樣的實踐讓大家體驗了大氣壓強的作用。

之后我又利用試管和水，自制了一個簡單的教具：用逆流而上的試管做成了大氣壓強的簡易測量儀。首先用口徑小的試管，管口向上插入裝滿水的大試管中，并立即將它倒過來，這時候我們發現大試管的水不斷地流了出來，小試管不但不往下，反而向上慢慢地進入到了大試管中。這兩組雖然都是簡單的小實驗，但是它代替了傳統復雜的馬德堡半球實驗，同樣也向我們展示了大氣壓強的存在，并且實驗現象更加直觀、更加真實，實驗也比較容易進行操作，增加了實驗的可信度。

（四）低成本實驗開發、形象化實驗原理

低成本物理實驗的開發能讓學生認識到物理理論知識，還可以在我們的日常生活當中去應用，并且，這樣能夠豐富我們的實驗教學，激發學生主動學習物理，積極學習物理，最終能實現我們在新課改的背景下的教學目標。作為一門實用性很強的科學物理規律和理論的驗證，綜合物流學院，密不可分，作為教師一定要改變的做實驗不如講實驗，傳統的初中物理實驗教學思想，一定要想辦法去開發創新低成本物理實驗。這樣就會有緩解專業生器材短缺的現象還能夠形象化實驗原理，讓學生通過一些熟悉的器材，進行物理實驗能夠讓他們去理解。同時利用生物材料開展初中物理的實驗，還能夠提高學生對初中物理學習的興趣，能夠有助于教師培養學生的動手能力和實踐操作能力。[4]

例如，在講解流速和液體壓強的關系這一部分的時候，我帶領學生進行了低成本的物理實驗，使用兩張紙，把雙面膠粘在了提前準備的兩只鉛筆上。之后我讓一位學生將兩張紙平行，并且自然下垂，保持一定的間距，他們之間沒有吸引和排斥，這表明內外氣壓是平衡的。當向兩張紙中間吹氣的時候，兩張紙神奇地向中間靠攏，并且吹得力氣越大，靠攏得越厲害，這說明兩張紙之間在用力吹氣的時候氣體流動速度加快，外側的空氣流速變小，外側氣壓大于內側氣壓，兩張紙之間才會靠攏。通過這樣的低成本實驗，形象化了物理現象。

（五）將教學與多媒體技術有效結合起來

在當前的現代化教育教學領域當中，多媒體在初中物理實驗當中的應用，也逐漸地廣泛了起來。現在的教育不真實，老師單純地講課，硬件的設施也很重要，所以在初中教育教學過程當中，充分利用多媒體也是一個很好的選擇。

因為物理是一門綜合性的學科，涉及的實驗比較多，材料也有些貴，所以如果能將教育教學的內容和多媒體技術結合起來，比如在上課之前先讓學生通過多媒體視頻去了解一個物理生活的常識，就可以跟學生先了解物理的現象營造起物理學習的氛圍，然后再自然地引入到本節課的教學當中。

同時，教師還可以在講述一些物理實驗的時候，利用多媒體、微課、課件等一些方法給學生播放一些小視頻，讓學生觀察實驗操作。這樣，就更有利于節約成本，有利讓學生了解物理知識，在這樣的學習當中培養學生對物理的興趣。新穎的教學方式能夠提高學生的學習動力，也能夠烘托好課堂氛圍，還能夠提高初中物理課堂教學的整體水平和效果，對于低成本實驗構建物理的課堂也有很大的好處。[5]

比如，在進行電流表測電流的物理實驗中，由于實驗器材的缺乏，我利用了多媒體等信息化手段，播放完整的測電流的實驗過程，學生在觀看的過程中，對這個實驗的操作有了更加完全和清晰的了解。

三、結束語

綜上所述，初中物理的教育教學過程中，采用低成本的實驗教學不光能夠形象清晰化，實驗現象還能夠幫助學生突破重難點，認識到物理和生活的聯系，還能夠幫助學生更深刻地理解物理知識，提高物理水平。低成本實驗在初中物理中進行開展，不但能適應新課程改革的理念，還能夠讓學生學會學以致用，舉一反三，將學到的理論知識和實踐結合，使知識又得到了升華，培養了學生的物理核心素養。