初中物理低成本演示實驗探討

樊琳

【摘要】本文針對初中物理演示實驗進行探討，總結低成本演示實驗的優勢，提出一些低成本演示實驗的設計思路和實施方法.通過對這些實驗的研究和實踐，發現低成本演示實驗不僅可以提高學生的學習興趣和參與度，還可以培養學生的實驗技能和科學素養.

【關鍵詞】初中物理；低成本實驗；實驗教學

初中物理實驗是初中物理課程中的重要內容，它涵蓋了力學實驗、電磁學實驗、光學實驗和熱學實驗等.為了幫助學生更好地理解和掌握這些知識，演示實驗是一種非常有效的教學方法.然而，傳統的演示實驗通常需要高昂的設備和材料，這對于一些學校來說可能是一個經濟負擔.因此，探索低成本演示實驗的方法和途徑具有重要的現實意義.

1? 低成本演示實驗的優勢

1.1? 降低教學成本

低成本演示實驗可以使用日常生活中的簡單材料和設備來進行實驗，減少了對昂貴實驗設備的依賴，有效降低了教學成本，最大限度地增加了演示實驗和學生實驗的開展，提高了實驗效率.

1.2? 提高學生參與度

低成本演示實驗更貼近學生的生活實際，能夠激發學生的興趣和好奇心，提高學生的參與度，讓學生更加主動地參與實驗和學習.由于成本較低，低成本演示實驗可以讓更多的學生有機會進行實驗，增加實驗機會，如果在教育領域中得到廣泛應用，會幫助學生更好地理解科學原理和實驗方法.

1.3? 培養學生的創新能力

低成本演示實驗的材料和設備相對簡單，操作容易，可以讓學生更容易嘗試新的實驗方法和思路，促進學生大膽創新，鼓勵學生利用身邊的資源進行實驗設計和制作，培養了學生的創新能力和解決問題的能力.

2? 初中物理低成本演示實驗的設計思路

第一，利用日常生活材料設計實驗.

例如? 用彈簧和小球演示“彈性碰撞”，用紙張和紙團演示“研究自由落體運動”等.這些實驗材料易于獲取，成本低廉，同時也能夠讓學生更好地理解物理學的基本原理.

第二，利用簡單工具設計實驗.

例如? 用繩子和重物演示“重力和拉力的關系”，用木板和小球演示“慣性”等.這些實驗工具簡單易得，操作方便，能夠讓學生更加直觀地感受物理學的現象和規律.

第三，利用現代技術設計實驗.

例如? 用智能手機和傳感器演示物體的速度，用電腦軟件演示牛頓第一定律等.這些實驗利用了現代技術，能夠更加準確地測量和記錄實驗數據，同時也能夠讓學生更好地了解現代科技在物理學中的應用.

3? 低成本演示實驗創作實例

例題? 在“探究液體壓強與哪些因素有關”的實驗中，某同學取四個相同規格的礦泉水瓶去底（其中B、C、D三個粗細相同），在瓶嘴上扎橡皮膜，將其倒置，如圖1所示，向A、B、C瓶中裝入水，D瓶中裝入鹽水.

（1）瓶嘴下方橡皮膜鼓起的程度可反映液體壓強的大小，此研究方法是（選填“控制變量法”或“轉換法”）；

（2）根據A、B兩瓶子橡皮膜鼓起的程度相同，可知：液體的壓強與液體的質量（選填“有關”或“無關”）；

（3）根據B、C兩瓶子橡皮膜鼓起的程度不同，可知：液體的壓強與液體的有關；

（4）為了探究液體壓強與液體密度的關系，要通過比較兩個瓶子橡皮膜鼓起的程度，得出的結論是：液體壓強與液體的密度有關；

（5）實驗后，該同學自制如圖2裝置繼續探究，已知隔板在容器的中央.他向隔板左側倒水，發現橡皮膜向右側凸起，這說明液體對容器有壓強（選填“底部”或“側壁”）.他再向隔板右側倒入另一種液體，當加到一定程度時，橡皮膜恢復原狀，如圖3所示，則此液體密度（選填“大于”“等于”或“小于”）水的密度.

解析? （1）由于實驗過程中液體壓強大小不易于直接比較，因此在實驗中，通過瓶嘴下方橡皮膜鼓起的程度來反映壓力作用效果，這種研究方法是轉換法.

（2）由題意可知，A、B兩瓶子所裝的都是水，由圖可知，A瓶子所裝水的體積大于B瓶子所裝水的體積，則A瓶子水的質量大于B瓶子水的質量，兩瓶子所裝水的質量不同，深度相同，但橡皮膜鼓起的程度相同，即液體的壓強相同，因此說明液體的壓強與液體的質量無關.

（3）由題意可知，B、C兩瓶子所裝的都是水，且兩瓶子粗細相同，由圖可知，C瓶子所裝水的深度大于B瓶子所裝水的深度，兩瓶子水的深度不同，橡皮膜鼓起的程度不同，即液體的壓強不同，因此說明液體的壓強與液體的深度有關.

（4）為了探究液體壓強與液體密度的關系，根據控制變量法可知，需控制液體的密度不同，液體的深度相同，由題圖可知，C、D兩瓶子符合題意.C、D兩瓶子液體的密度不同，液體深度相同，橡皮膜鼓起的程度不同，得出的結論是：液體壓強與液體的密度有關.

（5）如圖2所示，隔板左側倒水，橡皮膜在側壁上，發現橡皮膜向右凸起，表明橡皮膜所在的位置有壓強，這說明液體對容器的側壁有壓強.在圖3中，因為水對橡皮膜有向右的壓強，右側液體對橡皮膜有向左的壓強，但是橡皮膜恢復原狀，不再凸起，說明橡皮膜左右兩側壓強相等，則有ρ水gh水=ρ液gh液，因為h液＞h水，所以ρ液＜ρ水.

4? 初中物理低成本演示實驗的注意事項

第一，確保演示實驗安全.在進行實驗時，要確保實驗的安全性，教師應該對實驗材料和工具進行充分的檢查、準備和預判，避免出現安全事故.

第二，保證實驗結果的準確性.雖然低成本演示實驗使用的材料和工具相對簡單，但教師仍然需要保證實驗結果盡可能的準確.在進行實驗前，教師應該對實驗原理和方法進行充分的研究和準備，確保實驗結果的準確性.

第三，注重實驗的演示效果.低成本演示實驗的演示效果可能不如傳統的演示實驗那么明顯，因此教師需要注重實驗的演示效果.可以通過增加實驗的趣味性、可視化等方式來提高實驗的演示效果.

5? 結語

總之，低成本演示實驗是一種經濟、實用、有效的教學方法，它可以幫助學生更好地理解和掌握物理學知識.在設計和實施低成本演示實驗時，教師需要注重實驗的安全性、準確性和演示效果，以提高教學效果.

參考文獻：

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