初中物理低成本演示實驗的開發與利用研究

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2025）20-0110-03

物理是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗在教學中起著至關重要的作用.然而，在實際教學中，由于實驗器材昂貴、實驗場地限制等因素，使得一些學校無法開展豐富多樣的物理實驗.低成本演示實驗的開發與利用為解決這一問題提供了有效途徑

1初中物理低成本演示實驗的特點與價值

1. 1 初中物理低成本演示實驗的特點

第一，材料易得.低成本演示實驗的材料大多來源于日常生活，例如，用礦泉水瓶可以演示液體壓強與深度的關系，用氣球和吸管能模擬空氣浮力，用鉛筆和橡皮可以探究摩擦力的作用.這些常見的物品在我們身邊隨處可見，無需花費大量資金去購買專業的實驗器材[1].

第二，制作簡單.低成本演示實驗制作過程通常不復雜，不需要高超的技術和專業的工具.學生在教師的指導下，甚至可以自己動手制作實驗裝置.比如，用易拉罐和蠟燭制作簡易的小孔成像裝置，只需要將易拉罐底部鉆一個小孔，用半透明紙封住一端，再在易拉罐旁邊點上蠟燭，就可以觀察小孔成像現象.這種簡單的制作過程，既鍛煉了學生的動手能力，又讓他們在實踐中更好地理解物理知識

第三，趣味性強.低成本演示實驗往往具有很強的趣味性，能夠吸引學生的注意力，例如，用塑料瓶和水制作的“水火箭”，在發射的瞬間能激發學生的好奇心和探索欲；用氣球和毛衣摩擦產生靜電，然后讓氣球吸附在墻上的實驗，這能讓學生在歡樂的氛圍中感受到物理的奇妙.

1. 2 初中物理低成本演示實驗的價值

首先，能激發學生學習興趣.對于初中生來說，生動有趣的實驗現象能夠極大地激發他們對物理的學習興趣.低成本演示實驗以其獨特的魅力，讓學生在熟悉的物品中發現物理奧秘，當他們看到用日常用品就能做出神奇的實驗時，會對物理產生濃厚的興趣，從而主動去探索物理知識

其次，能增強學生的實踐能力.通過參與低成本演示實驗的制作和操作，學生的動手實踐能力得到了鍛煉，他們在制作實驗裝置的過程中，學會了使用簡單的工具，掌握了一些基本的制作技巧；在實驗操作中，他們學會了觀察現象、記錄數據、分析結果，提高了自己的實踐操作能力和科學探究能力.

再次，能促進學生對知識的理解.物理知識往往比較抽象，對于初中生來說，理解起來有一定的難度，而低成本演示實驗能夠將抽象的物理知識轉化為具體的實驗現象，讓學生更加直觀地理解物理概念和規律.例如，通過用彈簧測力計測量物體的重力，學生可以直觀地感受到重力的大小和方向

最后，能培養學生的創新思維.在制作和改進低成本演示實驗的過程中，學生需要發揮自己的想象力和創造力，他們可以嘗試不同的材料和方法，設計出獨特的實驗方案，這種創新思維的培養，對于學生的未來發展具有重要意義[].

2 初中物理低成本演示實驗的開發途徑與方法

在初中物理教學中，演示實驗是幫助學生理解抽象物理概念、激發學習興趣的重要手段.然而，由于經費等因素的限制，并非所有學校都能配備高端實驗器材，低成本演示實驗凸顯出其獨特的價值.

2.1 從生活中取材

生活中處處蘊含著物理知識，許多物品可以作為低成本演示實驗的材料.比如，用塑料瓶可以制作水的壓強實驗，在不同高度的塑料瓶側壁上扎幾個小孔，裝滿水后可以觀察到水從小孔中噴出的距離不同，從而直觀展示水的壓強隨深度的增加而增大.再如，用氣球和毛衣可以演示摩擦起電現象，將氣球在毛衣上摩擦幾下，然后靠近細小的紙屑，紙屑會被吸附在氣球上，學生可以深刻體會到靜電的存在

2.2 利用廢舊物品

廢舊物品經過巧妙改造，可以成為非常有價值的實驗器材.例如，廢舊的易拉罐可以用來制作小孔成像實驗裝置.舊電池也是很好的資源，可以用舊電池、導線和小燈泡制作簡單的電路實驗，通過連接不同的電路元件，學生可以了解電路的組成和基本的電學規律.

2.3 結合教材內容進行開發

教師可以根據教材中的物理知識，有針對性地開發低成本演示實驗.比如，在學習“光的折射”時，可以用透明玻璃杯、水和鉛筆進行實驗.將鉛筆插入裝有水的玻璃杯中，從側面觀察鉛筆會發現鉛筆好像折斷了，形象地展示了光的折射現象.在學習“聲音的產生與傳播”時，可以用一個空的塑料瓶和一些小豆子來制作實驗.將小豆子放入塑料瓶中，搖動瓶子可以聽到豆子撞擊瓶子的聲音，說明聲音是由物體的振動產生的，然后將瓶子放在耳朵邊，輕輕敲擊桌子，可以聽到通過固體傳播過來的聲音，以此加深學生對聲音傳播方式的理解.

2.4 鼓勵學生自主開發

教師應鼓勵學生發揮自己的創造力和想象力，自主開發低成本演示實驗.學生可以在課余時間收集材料，設計實驗方案，并在課堂上進行展示和分享.這不僅可以培養學生的創新思維和實踐能力，還能增強他們對物理學習的興趣和自信心.例如，有的學生用舊光盤和磁鐵制作了一個簡單的電動機模型，將磁鐵固定在舊光盤上，然后用導線連接電池和光盤邊緣的金屬部分，當有電流通過時，光盤就會旋轉起來，生動展示了通電導體在磁場中受到力的作用

3初中物理低成本演示實驗在教學中的有效使用策略

3.1 合理選擇實驗內容

教師在選擇低成本演示實驗內容時，應緊密結合教學目標和教材內容.例如，在講解“浮力”這一章節時，可以用塑料瓶、橡皮泥和水進行浮力實驗，將不同形狀的橡皮泥放人裝滿水的塑料瓶中，觀察橡皮泥的浮沉情況，從而引出浮力的概念.在講解“光的折射”時，可以利用玻璃杯、水和筷子進行實驗，讓學生直觀看到光的折射現象.同時，要考慮學生的認知水平和興趣愛好，選擇一些趣味性強、現象明顯的實驗，能夠更好地吸引學生的注意力.比如，用氣球和吸管制作的噴氣小車實驗，不僅能讓學生感受到反沖力的作用，還能激發他們的好奇心和探索欲.

3.2 精心設計實驗方案

在進行低成本演示實驗之前，教師要精心設計實驗方案，明確實驗目的、所需材料、實驗步驟和預期結果等.例如，在進行“摩擦力”實驗時，設計的實驗目的是讓學生了解摩擦力的大小與哪些因素有關，所需材料有木板、木塊、砝碼、彈簧測力計等，實驗步驟為將木塊放在木板上，用彈簧測力計水平拉動木塊，記錄拉力大小，然后在木塊上增加砝碼，再次拉動木塊，記錄拉力大小，預期結果是木塊上的砝碼越多，摩擦力越大.

3.3 加強實驗指導

在學生進行低成本演示實驗時，教師要加強實驗指導.首先，要向學生介紹實驗器材的使用方法和注意事項，確保實驗安全進行.例如，在使用電池和導線進行電路實驗時，應提醒學生注意正負極的連接，避免發生短路.其次，引導學生正確觀察實驗現象，思考實驗背后的物理原理.在實驗過程中，教師可以提出一些問題，讓學生邊觀察邊思考.比如，在進行“壓強”實驗時，可以問學生：為什么同樣的重量，針尖比筆頭更容易扎破紙張？以此引導學生思考壓強與受力面積的關系.最后，鼓勵學生積極參與實驗，動手操作.讓學生在實踐中體驗物理的樂趣，提高他們的動手能力和創新思維

3.4 注重實驗評價

實驗結束后，教師要注重對實驗進行評價.評價可以從實驗操作的規范性、實驗現象的觀察能力、實驗結果的分析能力和團隊合作精神等方面進行.通過評價，學生可以了解自己在實驗中的優點和不足，從而不斷提高自己的實驗能力.同時，教師還可以組織學生進行實驗交流和分享，讓學生展示自己的實驗成果，講述實驗過程中的收獲和體會[3].

4低成本演示實驗制作案例一自制沉浮子

4.1 作品的特點

浮在水中的小玻璃瓶，用手指捏大塑料瓶時，小玻璃瓶能按照操作者的意圖實現自主沉浮.

4.2 制作材料

500ml 的礦泉水塑料瓶一個 ?2ml 的小玻璃瓶一個以及水等.

4.3 制作方法

（1）將小玻璃瓶去蓋，注入適量的水備用，如圖1.（2）在大塑料瓶中裝一半水，把小玻璃瓶從瓶口倒著塞入裝有水的大塑料瓶，使小玻璃瓶剛好能懸浮.（3）用手指捏大塑料瓶，同時逐漸緩慢改變壓力，可以看到小玻璃瓶能上下浮動，如圖2.

4.4 使用方法

本裝置在“物體的沉浮條件及其應用”一節導入新課中使用，在課堂小結中講解原理.小玻璃瓶懸浮時，瓶子所受浮力等于重力，用力壓大塑料瓶時，小瓶子內有密閉的空氣，當壓力增大時，空氣體積變小，有水進入小玻璃瓶，其重力增大，而浮力不變，浮力小于重力，即下沉.松手或壓力減小時，小瓶子內空氣壓強變小，體積增大，排出一部分水，重力變小，又可以實現上浮.

5 結束語

低成本演示實驗在初中物理教學中具有重要的作用.開發和利用低成本演示實驗，可以激發學生的學習興趣，提高教學效果，培養學生的創新思維和實踐能力.在實際教學中，教師應積極探索低成本演示實驗的開發途徑與方法，合理選擇實驗內容，精心設計實驗方案，加強實驗指導，注重實驗評價，充分發揮低成本演示實驗在初中物理教學中的作用，為提高初中物理教學質量做出貢獻

參考文獻：

[1］韓象忠.初中物理低成本演示實驗的開發[J].江西教育，2016（36）：22-23.

［2］吳悅福.初中物理低成本演示實驗的開發與研究[J].試題與研究，2020（19）：15.

[3］張梅.初中物理低成本演示實驗的開發與應用[J].數理化解題研究，2019（11）：37-38.

[責任編輯：李 璟]