初中物理低成本实验开发途径探究

邓瑞华

（江苏省徐州市丰县范楼镇范楼初级中学，江苏徐州 221742）

物理作为一个理论知识较为晦涩难懂且需要通过自行动手实验探究加深对学科知识理解的学科，相关知识的实验探究是进行物理学习必不可缺的一个过程。在新课程改革的要求标准下，也明确地提出了，初中物理教师，也要多使用自制的教具进行低成本实验，来探究物理原理。

初中物理低成本实验开发要如何开展，始终困惑着广大的物理教师。对于初中物理低成本实验的开发，我已经有一些深入的研究，整篇文章就从5个方面来分析一下低成本实验开发的途径，希望对其他的物理教师有一些参考意义。

一、初中物理低成本实验开发的意义探究

物理作为一个理论知识较为晦涩难懂且需要通过自行动手实验探究加深对学科知识理解的学科，相关知识的实验探究是进行物理学习必不可缺的一个过程。但是由于每个学校的实验条件水平参差不齐，且部分落后地区难以提供实验场所和器材，对实验教学造成了局限性，并且不能保证每个学生都有参与，其次物理实验在大部分人看来受到了实验环境和专业器材的局限。而对初中物理进行低成本实验开发有效解决了这一现状，同时也丰富了物理实验形式，拉近了学科知识与学生日常生活的距离。低成本实验使自行进行实验探究更为真实可行，极大地锻炼了学生的动手操作能力和实验设计逻辑能力，激发了学生的自主探究兴趣。

二、初中物理低成本实验开发途径探究

（一）变废为宝，帮助学生将理论知识与现实生活相联系

低成本的初中物理实验，在初中物理的教学过程上，进行广泛的应用能够在一定程度上帮助学生将理论知识和身边的现实生活联系起来，还能够在某种程度上降低学生学习物理的恐惧感，从而帮助学生提高他们的物理成绩和水平，促进学生物理核心素养的提高。

但是从目前来看，部分物理教师对于低成本物理实验的开发、认识还不够充分和全面，并不能够积极地开展低成本的物理实验，这样既不能够提高初中物理整体的教学水平，也不能够帮助学生提高自己的物理素养。

在新课程改革的大背景下，初中物理教师一定要学会转变自身传统的一些教学思想和观念，明确初中物理教学中学生培养核心素养在今后生活工作当中的重要意义，在日常教学过程当中要注意变废为宝，帮助学生将物理的理论知识和身边的生活联系起来，发挥出学生的积极主动性，并且教师要对实验的复习，给予足够的关注，以此来加深学生对于物理理论知识的理解和记忆，从而提高低成本实验开展的水平，这样来提高学生的核心素养。

初中物理和其他学科相比，涉及的知识更加抽象，对学生有着更高的要求，对于初中生来说学习物理的难度也很大。为了帮助学生更好地理解物理，初中物理教师在日常的教学过程当中也要积极地开展物理实验，通过实验把一些抽象的理论知识画成直观形象的物理现象，来降低学生学习的难度。

但是值得思考的是，高科技、专业化的物理实验成本很高，推广的难度也很大，虽然可以在一定程度上提高学生的物理水平，但也不能在初中物理的教育教学当中广泛应用。

在这样的情况下，低成本的物理实验就受到了更多教师的关注。低成本能不能实现，要求教师能够利用生活当中的废弃物品帮助学生完成实验，这样既能够保证实验效果，也能够降低生产成本，并且低成本的物理实验还能够帮助学生认识到物理和身边生活的联系，进而，在提高学习成绩的同时，也能够提高学生的物理核心素养。[1]

比如，在初中学习凸透镜、凹透镜的时候，如果按照传统的教学方法，我应该从实验室借来凸透镜进行演示。但是这样的方法去讲解，很难实现连续变焦，这不利于学生流畅地认识眼球晶状体的运动。在低成本物理实验的开发过程中，作为新时代的物理教师，我把学生喝完的可乐瓶，并且接了一些自来水，通过浇水模拟晶状体，并且利用了平行光开展实验，帮助班上的同学认识了近视和远视的原理，也帮助了学生能够将理论知识和现实生活联系起来。

同时，在进行连通器原理探究时，教师可以选择废弃水管进行实验研究，将水管一端固定，倒入液体，根据连通器原理在另一侧寻找液体平衡位点。教师也可以利用废弃纸杯和绳子进行传声器的研究设计，纸杯底部挖洞后用绳子连接起来，就成了一个简易传声器，提高了低成本实验的水平，加深了学生的印象，提高了学生的物理核心素养。

（二）要发挥学生的主动性，让学生多制作仪器

低成本实验在初中物理的教学当中，更能够发挥出学生的主动性。开展低成本实验能够为学生在物理实验当中的主体地位，帮助学生更好地学习物理理论知识，提高学生的物理水平，促进学生全面发展。低成本的实验，还要求教师鼓励引导学生利用熟悉的物品来制作实验器材，能够在实验开展的过程中引导学生动手操作，培养学生的创新能力，进而促进学生全面发展。

初中物理教师在实践的过程当中，要从生活走向物理，从物理走向社会。新课程改革虽然降低了教材知识的深度，但增加了实验的内容，特别是在初中物理教材当中增加了实验的内容，这是利用了初中生，善于动手，善于思考的心理特点。这是建立了更加合理的教材体系，初中物理的教材也安排了许多和生活实际的小实验和制作，学生也能够通过自己动手制作实验，用技能实现理论知识和动手能力的转化，这是课堂教学一个重要的补充内容。

物理教师可以布置一些小实验，安排给学生，在课下去做，这也能激发起学生之间的良性攀比，激发学生的学习兴趣，发挥学生的主动性，同时也能丰富学生的课余生活。这些简单的物理实验取材容易，不受条件限制，塑料瓶、废纸板、塑料袋都可以成为物理实验的材料。并且，这样的小实验也能够激发起学生的想象力，创造力，能培养学生的独创性。如果教师能够加以引导，初中学生还能够举一反三，自己发明出更多的小制作。[2]

比如，如果在交流过程中经常去分析，探索在初中的课堂上还有哪些地方可以做实验，并且我也调动起学生，自主地设计新颖的低成本物理实验，制作新颖的器材，利用身边常用的物体改造我们需要的实验器材。比如在学习光现象这一部分的时候，我让学生自己制作一个潜望镜，很多学生发挥自己的想象，用牙膏盒和一面小的平面镜，做成了一个简易潜望镜，学生蹲在桌子下面观察外面的情景。

在学习光的折射这一章节的时候，在学习到生活当中的折射现象时，我和学生做了一个游戏：叉鱼游戏。我先自制模型，把鱼和鱼缸给学生展示，并且让学生自制鱼叉学生将鱼用细线和一个重物连接起来，悬浮在水中，这样向水中叉鱼。这样的小游戏一下子把学生的瞌睡虫赶跑了，学生的精神头立马就上来了，纷纷举手想要参与进来，大家都积极地制作着鱼叉，即使有昏昏欲睡的学生，也把注意力转到了课堂上来。这样的游戏材料易得，成本低，同时也调动起学生的积极主动性制作了材料和工具。

在学习密度知识的时候，我也设计了一个鉴宝的小实验。我准备了一个铁做的白色戒指，准备一个同样的黄色戒指，先不告诉学生是什么材质的，让学生自主准备材料设计时间去判断。很多学生根据所学的质量和密度的理论知识去测量这两枚戒指的密度之后根据教材当中的密度表去对比，得出了正确的戒指材质。通过实践，让学生记住去测量密度，完成水压，能够给教师及时的反馈：学生是否能正确使用天平？是否能使用排水法测体积，以及对密度的计算是否了解和掌握，这比做几道密度计算题更能引起学生的积极性。

（三）低成本实验开发、明了实验现象

在初中物理实验教学中注重低成本实验的开展，能有效地帮助学生明了实验现象。低成本的物理实验是说利用易得的材料，做一些简便、有趣、形象的物理实验。低成本就说明实验材料可以是日常生活中的用品，或者身边随手可得的物品，经过加工，成为实验替代品来做实验。利用低成本的材料去完成物理实验并不是器材上的简单替代，而是将实验装置更简化，让实验现象更加清晰明了。[3]

例如，我在教学大气压强的时候，我准备了几个低成本的物理实验。首先我们用纸杯玻璃杯各一个，接满水。之后将不易被水浸湿的纸，背对着盖在杯口，然后用手压着纸，将杯倒过来，结果发现了一个神奇的现象，虽然纸很薄，但是纸杯里的水不会掉出来。通过这样的实践让大家体验了大气压强的作用。

之后我又利用试管和水，自制了一个简单的教具：用逆流而上的试管做成了大气压强的简易测量仪。首先用口径小的试管，管口向上插入装满水的大试管中，并立即将它倒过来，这时候我们发现大试管的水不断地流了出来，小试管不但不往下，反而向上慢慢地进入到了大试管中。这两组虽然都是简单的小实验，但是它代替了传统复杂的马德堡半球实验，同样也向我们展示了大气压强的存在，并且实验现象更加直观、更加真实，实验也比较容易进行操作，增加了实验的可信度。

（四）低成本实验开发、形象化实验原理

低成本物理实验的开发能让学生认识到物理理论知识，还可以在我们的日常生活当中去应用，并且，这样能够丰富我们的实验教学，激发学生主动学习物理，积极学习物理，最终能实现我们在新课改的背景下的教学目标。作为一门实用性很强的科学物理规律和理论的验证，综合物流学院，密不可分，作为教师一定要改变的做实验不如讲实验，传统的初中物理实验教学思想，一定要想办法去开发创新低成本物理实验。这样就会有缓解专业生器材短缺的现象还能够形象化实验原理，让学生通过一些熟悉的器材，进行物理实验能够让他们去理解。同时利用生物材料开展初中物理的实验，还能够提高学生对初中物理学习的兴趣，能够有助于教师培养学生的动手能力和实践操作能力。[4]

例如，在讲解流速和液体压强的关系这一部分的时候，我带领学生进行了低成本的物理实验，使用两张纸，把双面胶粘在了提前准备的两只铅笔上。之后我让一位学生将两张纸平行，并且自然下垂，保持一定的间距，他们之间没有吸引和排斥，这表明内外气压是平衡的。当向两张纸中间吹气的时候，两张纸神奇地向中间靠拢，并且吹得力气越大，靠拢得越厉害，这说明两张纸之间在用力吹气的时候气体流动速度加快，外侧的空气流速变小，外侧气压大于内侧气压，两张纸之间才会靠拢。通过这样的低成本实验，形象化了物理现象。

（五）将教学与多媒体技术有效结合起来

在当前的现代化教育教学领域当中，多媒体在初中物理实验当中的应用，也逐渐地广泛了起来。现在的教育不真实，老师单纯地讲课，硬件的设施也很重要，所以在初中教育教学过程当中，充分利用多媒体也是一个很好的选择。

因为物理是一门综合性的学科，涉及的实验比较多，材料也有些贵，所以如果能将教育教学的内容和多媒体技术结合起来，比如在上课之前先让学生通过多媒体视频去了解一个物理生活的常识，就可以跟学生先了解物理的现象营造起物理学习的氛围，然后再自然地引入到本节课的教学当中。

同时，教师还可以在讲述一些物理实验的时候，利用多媒体、微课、课件等一些方法给学生播放一些小视频，让学生观察实验操作。这样，就更有利于节约成本，有利让学生了解物理知识，在这样的学习当中培养学生对物理的兴趣。新颖的教学方式能够提高学生的学习动力，也能够烘托好课堂氛围，还能够提高初中物理课堂教学的整体水平和效果，对于低成本实验构建物理的课堂也有很大的好处。[5]

比如，在进行电流表测电流的物理实验中，由于实验器材的缺乏，我利用了多媒体等信息化手段，播放完整的测电流的实验过程，学生在观看的过程中，对这个实验的操作有了更加完全和清晰的了解。

三、结束语

综上所述，初中物理的教育教学过程中，采用低成本的实验教学不光能够形象清晰化，实验现象还能够帮助学生突破重难点，认识到物理和生活的联系，还能够帮助学生更深刻地理解物理知识，提高物理水平。低成本实验在初中物理中进行开展，不但能适应新课程改革的理念，还能够让学生学会学以致用，举一反三，将学到的理论知识和实践结合，使知识又得到了升华，培养了学生的物理核心素养。