利用常规器材和低成本生活用品开发高中物理实验的探究和实践

李红霞

【摘要】众所周知，高中物理知识较为抽象，对学生能力要求较高，学生普遍感觉物理难学。而物理本身是一门以实验为基础的学科，所以我们课题组便运用了利用常规器材和低成本生活用品开发物理实验的方法，对突破高中物理难学这一难题，进行了有效尝试。主要表现在

自制和改进教材中的实验以及习题实验化两方面。

【关键词】高中物理实验 低成本生活用品 突破物理难学

一、利用常规器材和低成本生活用品自制和改进高中物理教材中的实验

用“做”物理实验替代“讲”物理实验，可以很好地以实代虚，增加感性认识，激发学生兴趣，有效地降低教学难度。而常规器材和低成本生活用品随处可见，易于取才，方便设计。所以我们便利用常规器材和低成本生活用品尽可能自制和改进教材中的实验，多做实验。

自制一：学完“自由落体运动”后，学生用硬纸板自制反应尺，分组进行测试。人人参与，练习公式，加深理解。学生在玩中学，乐此不疲。

自制二：学习抽象的“静电场”一章中的“电荷以及库仑定律”时，用1号干电池1节，干毛巾一条，完全相同的塑料吸管三根等常见的低成本生活用品，将“摩擦起电”和“库仑定律的定性研究”等现象形象地展现在学生的面前。随着吸管的转动，学生欢呼雀跃，深入探究物理规律的欲望和热情很好地被调动了起来。正所谓欲使之学好之，必先使其好学之。

自制三：学习“涡流、电磁阻尼和电磁驱动”时，用铝制易拉罐一只，强磁铁一块，细铁丝一根等生活中常见的物品，演示出了“电磁驱动”的现象。当磁铁在易拉罐上方运动时，易拉罐也随之发生了运动，此时教师加上了形象生动的语言：“这就是磁铁和易拉罐的幸福生活，夫唱妇随”，学生听到这里开怀大笑，与此同时，学生也迫切期待着进一步研究电磁驱动的原理和本质。在这里，实验起到了至关重要的作用。

二、利用常规器材和低成本生活用品将高中物理习题实验化

高中物理习题教学是物理教学中很重要的一部分。但由于教学内容多，教学进度快，习题教学多采用“教师先讲类型题方法，学生再练习，然后教师评讲”的方法。看似节省了时间，实则学生在不理解抽象的物理情景的情况下，多以机械记忆为主。结果就导致了教师讲过多遍的题，学生一错再错。针对这个难题，本课题组立足于利用常规器材和低成本生活用品将习题中的物理情景演示出来，充分使学生能够将形象思维和抽象思维有机结合起来，在理解的基础上解决问题，很好地降低了高中物理习题教学的难度。

案例一：如图所示，小车上有固定支架，支架上用细线拴一个小球，线长为L（小球可看作质点），小车与小球一起以速度v0沿水平方向向左匀速运动，当小车突然碰到矮墙后车立即停止运动，此后小球升高的最大高度可能是（线未被拉断）（

）

A.大于V02/2g B小于V02/2g C等于V02/2g D等于2L

上题是学生在学习必修二时遇到的一道将圆周运动与机械能守恒定律相结合的典型题目。在这道题目中，学生想象不出各种情景，尤其是B，很容易漏选或错选。我们便利用很常规的器材：轻绳一根，带孔的钢球一个，将选项B、C、D对应的情景演示出来：

在第一幅图中，在小球达到最高点之前，轻绳已发生了弯曲。而在第三幅图中，小球达到最高点时，轻绳被绷紧。对比这两幅图，B选项的理解就变得容易多了。学生将此形象的一幕深深地印在脑海中，以后每次做此类题都可以很快地找到切人点。

案例二：学生在学过必修一第三章《相互作用》之后，会遇到如下题目：如图所示，在固定好的水平和竖直的框架上，A.B两点连接着一根绕过光滑的轻小滑轮的不可伸长的细绳，重物悬挂于滑轮下，处于静止状态，若按照以下的方式缓慢移动细绳的端点，则下列判断正确的是（ ）

A.只将绳的左端移向A点，拉力变小

B.只将绳的左端移向A点，拉力不变

C.只将绳的右端移向B点，拉力变小

D.只将绳的右端移向B点，拉力不变

我们对这个问题答案进行了猜想，这道选择题属于分组型选择题，包含了两种情景：A、B选项属于一组，轻绳的一端点在一条竖直线上移动；C、D选项属于另一组，轻绳的一端点在水平线上移动。对于c、D选项，我们根据感性认识，容易猜出轻绳间夹角变大，则拉力变大。难点在于A、B选项，学生没有感性认识，举棋不定。在此我们对解决问题的方式进行了设想，一般容易想到的方法是理论推导，用数学方法解决物理的平衡问题。理论推导精确无误，但抽象一些。课题组成员提出，本题所涉及到的器材并不复杂，利用身边的一些生活物品可以完成，将物理习题实验化，通过增加感性认识促进理性理解，将逻辑推理和物理实验有机结合起来。

总之，高中物理知识比较初中，难度增加，对抽象思维以及逻辑思维能力要求较高。许多情况下，需要用数学知识解决物理问题。并且，高中知识点较多，课时紧张，为了应试，许多学校又将教学进度提前，这些都增加了学生学习物理的难度。在大难度的情况下，学生长时间没有成就感，对物理学习没有兴趣。长此以往，就会形成恶性循环。但我们不能忽视，物理原本就是一门实验学科，逻辑推理和实验探究是物理学的两大研究方法，相辅相成，缺一不可。所以，课题组的初衷是通过习题实验化，利用常规器材和低成本生活用品将习题中的情景实验化，增加学生的感性认识，引导学生发现问题，并对问题进行探究，在此过程中提高动手能力和创新能力。

三、结论

综上所述，利用常规器材和生活用品开发高中物理实验，真正实现了低成本、高效果。主要表现在以下三方面：其一，利用常规器材和生活用品，自制和改进教材中的实验以及习题实验化，高效地解决了学校实验仪器单一、陈旧，实验经费投入不足的问题。其二、利用常规器材和生活用品，无论是設计实验验证结论，还是从实验中获得新发现，都可以最大限度地提升学生的观察能力、动手能力、创新能力以及思维能力，从而对突破高中物理难学这一难题有不错的效果。其三、利用常规器材和生活用品开发高中物理实验，高效地提升了教师的研究能力、实验能力、以及团队协作能力。