农村初中物理低成本实验的开发与应用

张红阳

【摘要】2014年我国提出“核心素养概念”，并写入课程标准.物理实验在培样养学生科学素养方面有着无法替代的作用.发展学生素养是提升我国国际竞争和综合实力的迫切需要.这就要求农村物理教师开发低成本实验，开足，做好物理实验.下面就从农村初中物理教学实例出发，探讨低成本实验的意义、开发原则，以及方法使用问题。

【关键词】物理教学;低成本实验;开发应用

一、低成本实验的概念及现实意义

低成本实验的概念，目前没有统一的标准。它与自制教具意思相近.一般认为低成本实验是利用生活当中廉价材料做物理实验，用来解决实验器材的短缺，满足落后学校实验之需.更重要的是，通过利用生活材料、器具或物品来做实验，对培养学生实践意识，创新意识，形成高素质人才具有极其重要的现实意义。

二、低成本实验实验的设计原则

2.1低成本实验的趣味性原则

利用日常器具实验，简便易操作，具有较强的亲和力，初中生容易产生兴趣，有了学习兴趣，就能保证他们的学习积极性，真正的学习就会发生.例如，在上八年级第一堂物理教学，教师就可以选用一块条形磁铁，吸引一个一元正立的硬币，然后在，吸引五个一元正立的硬币，学生观察到硬币不仅没有吸引，反而倾倒了，形成认知冲突，能让学生产生浓厚兴趣，保持强烈的求知欲望。

2.2低成本实验的科学性原则

科学性是实验的本质特征，是实验得以实施的前提.对实验原理、方法、选材，观察现象，数据收集，分析结论等环节进行科学性可行性分析，合理科学开发使用低成本实验。

在感受大气压实验时，有的教师选用“会爬行的试管”演示，如图，笔者对其做实验，发现小试管存在掉下、静止、上升三种状态，不易操作，情况复杂，造成学生不能直观的感受大气压的存在。而传统的覆杯实验比较简洁，直接说明问题。

2.3低成本实验应简单明了

低成本实验源于生活，取材方便.操作简单明了，效果明显，尺寸要大，以便全班学生都能看清.这都是设计低成本实验的基本要求.如让学生制作并纸锥下落，让学生参与进来，获得物体运动的而感性认识，为建立速度概念打下坚实的基础。

再以模拟马德保半球实验为例，可以用金属小碗或金属盆，在容器内点燃酒精棉花，盖上盖子，根本不需要抽气机，对学生以强烈的视觉冲突，能够深切感受到大气压的存在。

三、开发低成本实验的方法

3.1改进教材中的实验

教材中由于历史原因，存在一些落后老旧实验在所难免.如苏科版教材中，学习液体内部的压强后，课后习题语言叙述、配图不够明确.内容如下：小实验：如图10-15所示，瓶中注满水若在a、b（a、b在同一水平面上）`c处各扎一个小孔，你会看到什么现象？

由于液体流速问题，就存在不确定性.若改为如上右图，标出流水点下落相同高度这样一个参考平面，较为直观科学。

3.2增加教材中省略的实验

蘇科版教材有时候对有关实验，只是一句话.出现如“实验证明，温度影响导体的电阻，温度越高，电阻越大”的表述。其实这是一个很好的实验。教师可以启发学生设计实验，验证.最后教师可以作如下演示：小灯泡与钨丝串联，使灯泡正常发光，用酒精灯烧钨丝，发现灯泡变暗，停止加热，灯泡渐渐变亮，恢复原来的亮度。

再如浮力的方向，苏科版教材直接给出了“浸在液体或气体里的物体，受到液体或气体向上的托力，这个力叫做浮力”这一定义，为什么浮力的方向向上，且不论教材省略何故，笔者认为这是锻炼动手探究的好机会，应当放手调动学生自选器材验证，老师要相信学生，才能使实验真正渗透到学生头脑之中。绝不轻易演示，越俎代庖。

3.3把课后习题材料，做成演示实验

物理教材后面的习题，根据课堂教学的需要，应制作一些低成本实验。有些重要内容教材采取直接告知的方式，学生只能阅读，印象不深，可以改为演示实验。例如液体沸点受液体上方气压影响的实验，传统教材是用抽气机直接抽取烧瓶上方空气，后来苏科版教材改为把事先使烧瓶里的水沸腾，将其封口倒立，再在烧瓶底部浇冷水，演示效果明显。网传用注射器吸入热水，封口，口朝下，再抽拉活塞以减小气压，我做了验证实验，是可以的.效果明显，可以减小危险。

物理低成本实验的还有许多，它来源于我们观察，思考，创造。比如利用手机就可以完成许多实验，如声音的特性演示，时间测量，频闪拍照，数据处理，物体运动轨迹追踪等。随着网络技术的发展，许多技术手段，一定会不断出现，如Phet仿真实验，这就要求老师要不断跟上科技的步伐，开发构建出新型实验装备和技术手段。

结尾：当前在存在城乡教育资源不均衡的条件下，作为一个农村初中物理教师，要培养培养学生的物理素养，必须也必然在实验教学中实现，就要不断思考创造适合本土的实验教学，自己和学生开发创造低成本实验的能力是一条必要的现实途径。

参考文献：

[1]教育部.义务教育物理课程标准（2011年版）[S]北京：北京师范大学出版社，2012.

[2]刘炳昇，冯容士.中学物理实验教学与自制教具[M].上海：上海教育出版，2000.