乡土基，成本低：提高农村初中生物理实验操作技能的实践探索

李回武

摘 要：物理实验是学生理解物理概念、探究物理规律的基础，是培养学生实践能力和创新能力的重要途径。然而，在一些穷困的农村地区，学校无法配备全初中物理实验所需要的器材，使得学生不能更具体地理解知识。对此，我们应根据乡土实际情况，探索低成本的物理实验教学，以提高学生的参与积极性、动手能力和学习兴趣。

关键词：初中物理实验;低成本;操作能力

中图分类号：G63          文献标识码：A          文章编号：1673-9132（2016）10-0245-210

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2016.10.074

我国义务教育《物理教学标准（2011年版》）对义务教育物理课程的实验提出了明确的要求，指出凡是用“通过实验”这一措辞陈述的知识内容，都必须通过实验来学习。但当前，迫于应试教育的压力，不少学校的实验教学有逐步弱化的趋势，这不仅违背了新课程的理念，也弱化了学生的动手能力。在一些偏远落后的农村地区，由于实验器材匮乏，实验课程往往上成了“教师讲实验”“学生听实验”或者“动画看实验”。这直接影响着物理课程的课堂教学效率，影响着学生实验操作能力和创新思维能力的发展。有鉴于此，基于贫困乡村实际、重在引导学生参与低成本物理实验器材开发和实验操作，不仅弥补了实验器材的短缺问题，也提高了学生学习的主动性和实验动手操作能力。

一、低成本自制实验的意义

初中学生的思维尚处于形象思维阶段，因此初中物理教学还需要具体形象材料的支持。在物理实验教学中，实验器材的完备和易于被学生使用是非常关键的。在农村地区，从田间地头的农作物，到家庭生活的废弃品，都可以用于物理实验当中。以此分析，低成本物理实验在初中物理教学中意义特殊。

第一，物理实验是学生探究活动的一个有机组成部分，让学生参与制作低成本实验器材，可以培养学生的动手能力、实践能力、创新能力。

第二，低成本实验能提高教学效率。在农村学校，让学生参与自制实验器材，由于实验材料随手可得，随处可见，教师不用担心实验材料损坏的问题，学生可以自由操作体验，获得直接经验和深切感受。这有利于及时巩固和掌握课堂教学内容，打造高效率的课堂。

第三，低成本实验能够均衡城乡实验教学资源。农村中学虽然缺乏实验器材，但有丰富的待开发的低成本物理实验。如农村的山水沙石、草木庄稼、生产工具、生活用品，废物垃圾等，都是低成本物理实验资源。充分挖掘农村的乡土资源，经过巧妙构思设计，因地制宜地设计简单实验，能够缩短城乡实验资源差距，均衡城乡教育资源。

第四，低成本实验能够培养学生的乡土亲切感。农村的许多材料可以做成实验材料。如可以把春天的柳枝折下，抽掉实木的枝条，完整的外皮可以吹出悦耳的曲子，可以在声音的产生与传播学习中使用。由于学生对这些生活中经常见的材料和物品很熟悉，用它们呈现物理现象，探究物理规律，会使学生感觉到物理学习亲近、真实，能够感受到物理与社会和生活的密切联系，容易学习，增加了学生对家乡的热爱和亲近。

二、低成本自制实验工具提高学生动手操作技能的实例

我国著名的物理教育家朱正元先生说：“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验。”他力主教师自制物理实验材料。这在提高初中学生物理实验操作技能中同样适用。例如，启发学生在实验中可拿自家已有的农作物和农具、生活用品或者废弃物做实验器材。

（一）农用农具开发物理实验资源

在物理实验操作中，教师可以引导学生将家里司空见惯的农具作为实验器材。例如，学习“杠杆”时，绝大部分学生家里都有锄头、撬棒等农业生产工具，教师就可以请学生在课堂上讲这些农具的使用方法，并找出它们的支点、动力、阻力，画出动力臂、阻力臂，判断它们是省力杠杆，还是费力杠杆。这样的例子很有说服力，不但使学生感到亲切，还激励学生重视实践活动。

（二）用农作物开发物理实验资源

农村学校的泥土、木材、竹子、秸秆、石块、树叶、菜叶、羽毛等大部分可以用来做物理实验，并能达到奇特的实验效果。如在学“乐音三要素区分音调高低和响度大小”时，教师可以把学生带到附近的麦地边，让学生每人拿一根长麦秆，将其前端捏扁一些放在嘴中吹响，吹一声折断一截。再用同样大的力吹一声，比较前后两次的声音不同点，以此说明声音的高低（音调）不同。再让学生多折几次，比较前后两次声音的不同，以说明声音的大小（即响度）不同，让学生在大自然中对音调和响度有了深刻理解。

（三）从农村生活用品中开发物理实验资源

农村家庭的很多生活用品都可以用来设计有趣的物理实验。如用蜡烛观察固体的熔化，用杯子和水观察光的折射，用图钉研究固体的压强，用棋子观察惯性现象，用牙膏皮研究浮力，用鸡蛋研究浮沉实验，用筷子做成秤演示杠杆的平衡，用橡皮筋演示弹性势能。

（四）从农村废旧物品中开发物理实验资源

农村生活中有很多废弃的物品，教师可以教学生利用这些废旧物品来进行物理实验。如用易拉罐证明大气压的存在，用饮料瓶可以做探究液体压强实验、浮沉子实验、用酒瓶底可作凸透镜，用塑料泡沫可做静电实验，用大注射器演示大气压强、物体对外做功、内能减小的实验。

三、低成本提高学生物理实验操作技能的案例

案例1.海市蜃楼

一般中学物理教学讲到海市蜃楼现象，通常只是看视频，学生兴趣不大，但如果用实验让学生亲身感受海市蜃楼，则学生的兴趣会大大提高。鉴于农村教学实际，可以让学生先在自己家里制作如图1的实验装置，然后在课堂上继续。

图1 海市蜃楼实验装置                图2 海市蜃楼实验现象

实验器材：圆弧形的自制水槽，盐（白砂糖），水，激光笔。

实验过程：

1.让学生先用透明塑料板拼装成圆弧形水槽，用玻璃胶黏结，保证容器不漏水，并拿到课堂上（图1）。

2.在课堂上，让学生在圆弧水槽中装满水。

3.在水槽中均匀洒上1层盐（或白砂糖），不可搅拌，放置30分钟以上。此过程中，师生可以上其他内容的课程。

4.30分钟后，让学生用激光笔从水槽一侧射入激光，在较暗的环境下，可以看得激光在水中沿曲线运动（图2）。

此实验操作方便简单，成本低，学生完全可以自己操作，能直观演示光在不均匀介质传播，光的传播方向会发生改变。同时，可让学生亲自观察到海市蜃楼现象，感受实验操作的奇妙之处，提高动手操作的兴趣。

案例实验2：固体传声实验

一般初中物理讲到液体和固体传声时，是通过水中游泳的鱼能听到岸上的人声被吓跑，土电话等来举例说明。一方面，这种举例说明只能让学生理解原理和记住结论，却不能让学生实际感受固体如何传声，并没有增加课堂的趣味性。另一方面，如果单纯以作业的形式让学生制作土电话，学生只会带着压力制作，感受不到实验中的乐趣。实际上，让学生分组，以玩游戏的方式亲自制作土电话，并感受用土电话能听到空气中听不见的声音，他们自己动手操作的积极性会大大提高。

实验器材：两个完好纸杯、细绳（约有教室的长度）、竹签、大头针、小刀。

实验过程：

1.将竹签切成比杯底宽度小一点的小段，放入每个杯中。

2.将一个纸杯底部戳一个不大的孔。将细绳一段塞入，并从杯口取出拴在竹签上。

3.将棉线的另一端也同样操作，一个简单的土电话就做好了。

4.三人一组，甲乙两名同学保持一定的距离（教室前后各一人最佳）。先让甲同学轻声读出丙同学纸上显示的动作，让乙同学根据听到的内容去完成这些动作。由于甲同学的声音很小，所以乙同学听不到，很难做出正确的动作。

5.甲同学以同样的声音，对着土电话轻声读出丙同学纸上的动作，让乙同学通过土电话去听声音完成相应的动作。由于借助了土电话，乙同学很轻松地做出正确的动作。此游戏非常生动地排除了空气传声的干扰，说明了固体可以传声。同时，也锻炼了学生的合作能力，增加了实验的趣味性。

总之，自制低成本教具进行实验探究活动，有利于学生动手，发展学生实验技能，培养学生的创新意识。

[1] 蒋淑芳.初中物理中的低成本实验[J].中学物理，2013（6）：

33-34.

[2] 谢桂英.自制低成本教具，提高初中物理演示实验教学的有效

性[J].物理实验，2014（4）：11-15.

[3] 廖伯琴.义务教育物理课程标准（2011年版）解读[M].北京：高等

教育出版社，2012：125.

Practical Exploration to Improve the Physics Experiment Operation Skill of Rural Junior School Students

LI Hui-wu

（Wanquan Middle School， Zhuanglang Gansu， 744600， China）

Abstract： Physical experiment is the basis for students to understand the physical concept and explore the laws of physics. It is an important way to cultivate students practice ability and innovative ability. In rural areas， however， schools could not equip with all the equipment required in physics experiments， and students cannot understand the knowledge more specifically. Teachers should explore low cost physical experiment teaching， in order to improve the students participation motivation， ability and interest in learning.

Key words： junior school physics experiment; low-cost; operation skill

[ 责任编辑 赵建荣 ]