初中物理低成本实验开发与应用初探

解玲丽

【摘要】物理实验作为初中物理教学的重要组成部分，承担着激发学生兴趣，培养学生探究精神的重任。但是，现在的初中物理实验却因为实验器材数量不足，实验效果不够明显，实验操作过于复杂等原因，制约着初中物理实验的开展。本文从初中物理低成本实验开发的意义入手，对初中物理低成本实验在运用过程中，通过创设情境，改进常规实验，用低成本实验拉进学生和实验的距离，补充实验室无法完成的实验这些方面进行了探讨。

【关键词】初中物理；低成本实验；应用

初中物理实验是学习物理知识，锻炼物理能力的重要手段。物理实验探究能够激发学生物理的探究欲望，提高学习物理的兴趣。众所周知，许多物理原理的得出都来源于物理实验，而物理新课标也指出：物理课程应注重提高学生的科学素养，关注学生学习兴趣，满足学生发展需要，做到将物理学习和日常生活相结合，既能够用物理知识改变生活，也能够从生活中发现物理原理，激发学生从物理现象中发现物理变化的规律，为学生建立终生探究的理念，培养学生动手操作的能力和严谨的科学探究精神。

一、物理低成本试验开发的意义

物理学科的特点决定了实验教学贯穿于整个物理教学中，但是，实验室的器材是有限的，一部分实验效果不明显，加之与学生的生活认知距离较远，不能给学生留下深刻印象，实验效果不够理想。针对这些困难，一些物理老师存在懒散的心理，觉得既然实验室教学与这些实验材料都有了，就干脆把本该学生探究的实验进行了省略，直接把一些实验数据和实验想象告诉学生，把实验结果让学生记住即可。

实际上，低成本实验的开发与利用，完全可以有效弥补这方面的不足，并且低成本实验取材方便，操作简单，制作起来较为容易，实验成本低，学生参与积极性高，能够很好地吸引学生参与物理知识的探究。

低成本实验的原材料来源于生活中的常见物品，比如空饮料瓶、毛边材料等，这些实验材料能够更好地激发学生更强的探究欲望，有利于学生的动脑和动手，促进学生的智力发展。

二、低成本物理实验开发的应用

实践出真知。教师在物理教学过程中，往往可以通过低成本的物理实验开发，达到“四两拨千斤”的教学效果，具体做法阐述如下：

首先，用低成本实验进行情境创设，激发学生的探究兴趣。在日常物理教学过程中，教师要利用日常物品创设实验情景，从而激发学生的学习兴趣。例如，在进行大气压力这节课时，教师可以设计这样一个低成本实验：教师用生活中常见的洗衣液替换装瓶子（塑料，没有液体不能立住，盖子是折叠式的），并提前在底部扎一个小孔，不让学生看见。教师装满水，倒着拿进教室，并当着学生的面打开盖子，水就流了出来，这些都在学生的意料之中。同时，教师随后说“可以赋予瓶子神奇的力量，即使打开瓶子，水也不会流出来。”然后，教师假装对着瓶子念一通咒语，并往空中一划，堵住瓶底小孔，再打开盖子，水就不再流出。爱因斯坦说过：兴趣是最好的老师。为激发学生的参与热情和求知欲望，这时教师可让学生拿出自己的瓶子也试试，但是学生却每次都使水流出来，这时候学生的好奇心被有效地调动起来，教师引入新课《大气压力》，告诉学生，学完这节课，就会明白，从而学生以极大的热情投入到物理课程学习中去。

其次，改进常规实验，突出实验效果。在物理教学中，常规实验有些操作较为复杂、并且实验现象不是很明显，而在实验过程中，实验器材如果很多，学生的意识也会成为不可忽视的安全隐患，然而通过开发和利用低成本的教学实验，这些问题在一定程度上都可以得到有效解决。例如，对于做功改变气体内能的实验结论，一般情况下是通过观察气体增加压力后，冲开胶塞产生白汽得出的结论。学生要在教师的分析教学过程中，通过教师提前暗示，才可以观察实验现象，一些外部因素会影响到实验效果。如果利用低成本实验就会避免这些情况的发生。教师可以用两个大玻璃瓶，一个打气筒，把电子测温计的探头放入瓶中，并用橡胶塞把瓶口塞紧，通过橡胶管向瓶中加压气体。学生可以看出，瓶中气体在压力作用下内能增加，电子测温计的读数上升，很容易可以得出瓶内气体温度在增加的结论。当增压到一定程度时，瓶内气体就会把瓶塞推出来，这表明瓶内气体对瓶塞做功，这时候，瓶口会出现白汽，这是瓶内空气内能降低，水蒸气遇冷凝结成的小水滴。这时候，瓶内电子测温计的读数也迅速下降。这个实验利用电子测温计把內能改变，引起的温度变化，通过电子测温计直观的展示出来，能大大增强实验效果。

有些时候，低成本实验虽然看似简单，但是实验效果明显，学生的感受深刻，达到事半功倍的效果。

再次，低成本实验可以拉近学生和实验教学的距离。说起实验，学生总认为这是非常科学严谨的事情，培养学生科学严谨的实验态度是每个老师的责任。但是，学生内心会认为实验离自己很远，必须在实验室利用仪器完成，这就使实验和学生之间产大距离感。而开发低成本实验，可以让学生看到，这些实验就在学生身边，是生活当中随处可见的现象，也是俯首可拾的材料演示出来的，消除实验的神秘感，让学生乐于在生活中体验和发现。例如，大气压强实验，可以让学生用手挤压空塑料瓶，瓶内气体会把瓶盖顶开。如图：

最后，低成本实验可以补充实验室中无法完成得一些实验，甚至对于课本中一些警示也可以通过低成本实验，让学生明白为什么需要注意这些问题。例如，针对一些加油站会在明显处“严禁接打手机”的警示语，学生往往不理解，甚至不会引起注意。针对这种情况，物理课本中没有设计静电打火引起火灾的实验，教师可以利用地成本实验，为学生演示静电打火会产生什么后果。教师用500ml的无色透明饮料瓶，塞上橡皮塞，在瓶口下三分之一处对称插入2根缝衣针，距离为5～6厘米，用一块泡沫中间挖出瓶底大小的凹坑把瓶子固定在泡沫中。用红、白两色的电线，其中一根和打火机的压电打火装置连接，另一端和其中一根针的针眼连接，另一根电线和另一根针连接，另一端接地，接线过程中，要做好绝缘，固定在泡沫底座上的同时，调整两根针之间的距离，使电弧长度适当。然后，教师把0.5ml酒精用注射器推入瓶中，塞好橡皮塞并晃动瓶子，使酒精和空气充分混合，让学生站在安全范围内，教师按动打火机，学生会发现，瓶内气体迅速燃烧，瞬间会产生巨响，瓶塞被击出。这个实验现象惊心动魄，学生深刻体会出，如果在加油站接打手机会产生静电电弧，因为加油站所贮藏的汽油是易挥发的，这正如瓶中的酒精空气混合，当混合气体达到一定浓度，就会在接打手机中产生爆炸。这种简单而直观的实验现象，对学生的冲击胜过教师千言万语的说教。实验装置如图。

操作简单，以及开发材料易得的低成本物理实验，更能够激发学生的学习兴趣，也能够促使学生运用自己身边的材料进行科学实验，拉近物理实验和学生之间的距离。

由此来看，教师在物理实验教学过程中，积极开发低成本实验，有着明显的亲和力，吸引学生广泛参与，为学生创造更多的动手机会，降低了实验成本，有利于推进物理课堂教学，具有很大的探究意义和探究空间。

参考文献：

[1]蒋淑芳.初中物理中的低成本实验[J].中学物理：初中版，2013.(6)：33-34

[2]潘卫卫.初中物理中的几个低成本实验[J].物理教师：高中版，2011.(12)：44