中學(xué)物理低成本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及其應(yīng)用

摘 要：本文分析了當(dāng)前中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀及進(jìn)行改革的必要性，并提出通過對中學(xué)物理低成本實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和應(yīng)用來更好地改變教學(xué)現(xiàn)狀，闡述了低成本實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)及其作用，并對中學(xué)物理低成本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及其應(yīng)用進(jìn)行探討研究。

關(guān)鍵詞：中學(xué)物理；低成本實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新設(shè)計(jì)

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理實(shí)驗(yàn)在中學(xué)物理中具有十分重要的位置，是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造力的重要環(huán)節(jié)。通過物理實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生對物理概念規(guī)律的理解，并能提高學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力，對培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和創(chuàng)造力具有很大作用。

一、 中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

通過調(diào)查中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)還存在著一些問題，與新課程標(biāo)準(zhǔn)之間還存在著較大差距。主要存在以下幾方面：

1. 有些地方實(shí)驗(yàn)課開出率不高，總有部分演示或?qū)W生實(shí)驗(yàn)開不起來；

2. 在實(shí)際教學(xué)中，有些還存在著重理論輕動手現(xiàn)象，甚至以講代做；

3. 在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，還存在著機(jī)械操作給定方法步驟，學(xué)生只動手不動腦現(xiàn)象。

可見，以上這些現(xiàn)象嚴(yán)重妨礙了培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才，我們必須努力改變這些現(xiàn)狀，在教學(xué)過程中，讓學(xué)生多動腦多動手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并增加一些與生活密切相關(guān)且有趣的小制作、小實(shí)驗(yàn)、小發(fā)明，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生創(chuàng)造性思維能力和創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生知識與能力的轉(zhuǎn)化，讓學(xué)生真正學(xué)會“從生活走向物理，從物理走向社會”。因此，通過開展低成本實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)及其應(yīng)用具有十分重要的作用，這樣才能更好地改變中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀。

二、 低成本實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)及其作用

（一） 低成本實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)

低成本實(shí)驗(yàn)主要指的是應(yīng)用自制教具來完成的實(shí)驗(yàn)。低成本實(shí)驗(yàn)具有如下特點(diǎn)：

第一，價(jià)格低廉，易于普及，可以就地取材，甚至變廢為寶，設(shè)計(jì)成形象直觀的自制教具；

第二，易使學(xué)生感到親切，使學(xué)生喜歡自制教具，有利于提高學(xué)生積極性，并主動參與；

第三，可操作性高，學(xué)生實(shí)際動手機(jī)會多，有利于揭示物理現(xiàn)象的本質(zhì)規(guī)律；

第四，含許多創(chuàng)造教育因素。在自制教具過程中，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力等。

（二） 低成本實(shí)驗(yàn)的作用

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要有意識地增加低成本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)及其應(yīng)用，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，動手能力和分析解決問題能力，從而提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)造力，更好地幫助學(xué)生認(rèn)識理解物理現(xiàn)象的本質(zhì)規(guī)律，真正地實(shí)現(xiàn)新課程改革的目標(biāo)。由此可見，低成本實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中具有十分重要的意義和價(jià)值。

三、 中學(xué)物理低成本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及其應(yīng)用

（一） 要善于發(fā)現(xiàn)和利用身邊的物品設(shè)計(jì)低成本實(shí)驗(yàn)

要善于發(fā)現(xiàn)和利用身邊的物品如從生活用品、廢舊物品等去創(chuàng)新設(shè)計(jì)低成本物理實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)能力。

例如：凸透鏡可以用玻璃和水來設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

又例如：實(shí)驗(yàn)探究液體壓強(qiáng)

在礦泉水瓶的側(cè)壁上扎幾個(gè)不同高度的小孔，往瓶內(nèi)加入水，觀察這時(shí)水從孔中流出的遠(yuǎn)近距離，可知液體壓強(qiáng)與深度有關(guān)，且深度越深，液體的壓強(qiáng)也越大。

以上這些器材學(xué)生都非常的熟悉，隨手都可以得到，通過實(shí)驗(yàn)既可以起到“引導(dǎo)”“解惑”的作用，又有利于使學(xué)生明白物理就在身邊，物理與實(shí)際生活緊密聯(lián)系在一起。

（二） 積極開展課外小實(shí)驗(yàn)、小制作活動，為低成本實(shí)驗(yàn)的開發(fā)設(shè)計(jì)提供平臺

通過積極開展課外小實(shí)驗(yàn)、小制作活動，有利于提高低成本實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的開展，并提高學(xué)生的積極性和興趣，拓展學(xué)生的知識領(lǐng)域，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

例如：自制望遠(yuǎn)鏡，可以采用老花鏡片與近視鏡片來制作，通過調(diào)節(jié)兩鏡片間的距離，來觀察景物的變化。

又例如水火箭的制作活動，材料易得，包含的物理知識又多，可以讓學(xué)生知道反沖，作用力和反作用力等物理知識，具有較大的教育意義。

（三） 應(yīng)用低成本實(shí)驗(yàn)，自制教具，提高實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果

通過設(shè)計(jì)開發(fā)低成本實(shí)驗(yàn)，有利于增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的直觀性和趣味性，并能較好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力，調(diào)動了學(xué)生的好奇心，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新理念，并能提升培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和解決問題能力。

例如：在摩擦力的教學(xué)中，讓一位同學(xué)手握緊裝滿水的礦泉水瓶，很容易將其舉高。然后在瓶子外表面涂上潤滑油，再讓該同學(xué)重新手握涂有潤滑油的表面，發(fā)現(xiàn)很難提起。通過觀察并進(jìn)行對比，提高了課堂的教學(xué)氛圍，并引起學(xué)生的好奇及對知識的求知欲望，從而提高課堂的效率。

（四） 創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)低成本物理實(shí)驗(yàn)

通過低成本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性，并對學(xué)生起到潛移默化的作用，讓學(xué)生真正理解物理概念規(guī)律，突破教學(xué)重難點(diǎn)。通過利用身邊的物品來進(jìn)行小制作、小發(fā)明、小實(shí)驗(yàn)，可以很好地培養(yǎng)學(xué)生自主探究能力，提高問題解決能力和創(chuàng)新能力。

例如：讓學(xué)生將彈簧測力計(jì)改裝成一個(gè)能直接測浮力的測力計(jì)。通過小發(fā)明制作，把枯燥的練習(xí)融入到生動的活動中，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣，從物理走向社會。

（五） 應(yīng)用低成本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行小制作時(shí)，要手腦并用，積極創(chuàng)新

低成本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循科學(xué)探究的方法來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、制作，積極創(chuàng)新，避免盲目性，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力。

例如：可以用盛水玻璃杯代替三棱鏡觀察太陽光的色散。

又例如：做阿基米德原理實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以用塑料瓶子，在瓶底插入一根吸管，并使吸管口低于瓶口，便可制成一個(gè)溢水杯。

綜上可知，低成本實(shí)驗(yàn)在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中具有重要的作用，低成本實(shí)驗(yàn)成本雖低，運(yùn)用的智慧不低，具有的內(nèi)涵不低，教育價(jià)值不低，它便于物理教學(xué)生活化，讓學(xué)生真正體驗(yàn)到“從生活走向物理，從物理走向社會”。

四、 結(jié)語

以上對中學(xué)物理低成本實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了探討，如何更好地進(jìn)行低成本實(shí)驗(yàn)教學(xué)還有待于我們在不斷地實(shí)踐中繼續(xù)研究探討，希望更多的教師關(guān)注這一問題，共同研究探討。

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作者簡介：

潘永城，福建省泉州市，福建省泉州市永春華僑中學(xué)。