初中物理实验资源的开发与应用

■邱伟峰

初中物理实验资源不仅是实验室储备的各种实验器材，生活用品、废弃器材、模拟软件以及社会公共资源等都是教师和学生可以利用的实验资源。学校和教师积极探索和挖掘更多的实验资源，不仅可以缓解学校和社会的经济压力，还能培养学生对知识的应用能力和解决问题的能力。本文从初中物理实验教学对学生成长的重要性出发，浅谈实验资源的开发与应用，希望能够帮助教师合理开展实验，帮助学生成长。

一、初中物理实验教学的重要性

初中物理实验能够培养学生的科学素养，提高学生的动手能力，加深学生对物理知识和原理的理解，是初中物理课程的重要组成部分。通过实验，学生能够参与到探索当中，提升自身的团队协作能力和解决问题能力。同时，物理实验可以帮助学生将教材知识与实际联系起来，将抽象的物理概念转化为直观的现象呈现给学生，使学生的批判性思维也能得到发展。教师应该充分发挥物理实验的作用，让其成为学生综合能力提升的有力工具。

现阶段，初中物理实验室中的实验设备比较完善，各种功能设计成熟，能够满足教师和学生的各种需求。然而，物理实验的成本比较高，部分偏远地区学校存储实验设备有限，教师在带领学生进行实验时，需要以排班的方式进行，导致学生不能及时验证所学知识。因此，初中物理实验资源的开发迫在眉睫。教师根据生活经验和教学实际，利用生活用品、社会资源、多媒体资源等，能够帮助学生创造更多的实验条件和机会，从而更好地发挥物理实验的作用。

二、实验设计和资源开发的原则

在初中物理教学中，教师需要根据学生的学习实际和实验要求，合理地设计实验和开发实验资源。

考虑教学目标和内容。教师应明确实验目的，通过实验，学生哪些能力得到了培养；优化实验步骤，确保实验能够达到预期的教学效果；还可以添加趣味性和挑战性元素，激发学生的学习兴趣。

考虑实验材料和设备的可获取性。教师在设计实验时，应充分考虑学生的实际情况，尽量选择价格低廉、易获取的日常用品，以减少学生和学校的经济负担。

考虑实验操作的可行性和简明性。初中物理实验的过程应该简单明了，以便学生能够快速掌握实验的操作要点。教师可以通过提供实验操作指南、演示实验操作过程等方式，引导学生进行正确的实验操作。此外，教师还需要注意实验中可能出现的安全问题，给予学生必要的安全提示和指导，确保学生的人身安全。

三、初中物理实验资源的开发与应用

1.生活中的实验资源

在初中物理课程中，许多物理实验都是对生活现象的解释和验证。因此，教师利用生活用品发开实验资源进行实验教学，对一些生活中常见的现象进行解释，是符合学生认知发展的教学方式。并且，生活用品常见、易获取，教师充分利用生活中的资源不仅可以降低教学成本，使得实验能够普遍开展，还能启发学生对身边事物的观察和思考，培养他们的想象力和创造力。学生在利用生活用品制作实验器材的过程中，他们的动手操作能力、实践能力也能得到培养。

例如，天平应用了杠杆平衡的原理，学生在进行“测量物体密度”这一实验时，需要使用天平来测量物体的质量。教师可以让学生自己动手制作天平，让学生用直尺代替天平的横梁，石子等代替砝码；在“横梁”的一端夹上一个夹子作为游码；“横梁”两端悬挂两个托盘；将“横梁”用绳子悬挂起来，使其水平平衡；再用电子秤测出夹子和石子的质量。同时让学生思考：“砝码”的质量如何设计更合理？如何标定“游码”的刻度？

学生在制作天平过程中，需要熟练掌握杠杆平衡的原理，考虑制作的材料，对比实验结果，思考改进措施。在自主设计、改进器材的过程中，学生对器材的性能、用途、实验的操作过程等方面进行深层次分析，培养和发展了实践创新能力和动手能力。

2.改装和统筹实验室资源

实验器材的长期使用，难免会损坏和缺失。由于大多数学科的实验器材是互通的。教师可以充分利用实验室资源，规划不同学科实验进度，统筹器材，合理安排学生进行实验，充分将资源利用起来，提高他们的学习效率。教师也可以设计针对性实验，让学生利用现有资源对器材进行改装，变废为宝。在这一过程中，学生需要熟练掌握器材设计的核心原理，了解核心部件设计意图，以及预估设计之后的器材能否按照自己的目的进行实验。因此，在设计和改装的过程中，学生需要对课堂中所学知识进行深度梳理，从而加深了他们对知识的理解，培养了他们的创新意识。

例如，电流表和电压表是学生在进行电学实验时常用的设备，学生操作不规范会导致电表指针被打弯、内部电阻烧毁等现象发生。教师可以整合这些器材，拆卸电表，把能用的零件进行整合，让学生根据所学，利用现有资源改装电表。这就需要学生对电路的设计，电流表、电压表设计原理，以及如何标定量程等知识有深刻的认识。学生通过改装电表，不仅对学科知识有了更深刻的理解，应用能力也得到了加强。

统筹和改装实验室资源能够将资源利用最大化，节约资源，也加深了学生对相关知识的理解，提高了实践操作能力。但在学生进行实验时，教师强调让学生规范使用实验器材更为重要，例如，避免让学生用手去触碰砝码、游码等容易生锈的器件等，爱护公共财产，防止器材损耗。

3.利用多媒体等辅助工具模拟实验

多媒体教室能够提供丰富、生动的教学体验，一些实验辅助软件的发展相对成熟，可以将抽象的物理概念可视化，让学生更直观地理解实验原理，提高他们的学习效果，能够满足学生的大多数实验需求。对于实验室配备不齐全，或者价格高昂的实验无疑是一种高效且节约的方式。

例如，电学实验是初中物理实验的重难点，一些基础实验学生可以在实验室完成；但对于一些偏向应用的场景，实验室条件有限，不能完整配置所需的各种材料。在此情况下，教师可以结合实际，让学生利用模拟软件设计电路，模拟现实生活中的场景，加深学生对知识的理解，提高学生对所学知识的应用能力。

学生利用多媒体辅助实验，能够不受成本和材料限制，提高实验效率，发展逻辑思维和创新思维。科学前沿的研究也需要利用模拟软件进行探索，学生提前熟悉并掌握软件的使用方法，有利于他们未来的发展。

有效地开发和利用物理实验资源能够为学生提供更多动手实践的机会，有助于提升他们的科学素养。在此过程中，教师要以开放的心态、眼光和思维思考课程资源的开发和应用，创新物理教学方式，引导学生在“做中学，学中做”。