農(nóng)村中學(xué)開發(fā)低成本物理實(shí)驗(yàn)

1、農(nóng)村中學(xué)開發(fā)低成本物理實(shí)驗(yàn)上饒縣茶亭中學(xué)鄭輝兵物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),物理規(guī)律的建立和物理理論的驗(yàn)證都與實(shí)驗(yàn)密切相關(guān)。物理課程標(biāo)準(zhǔn)指出:使用身邊隨手可得的物品進(jìn)行探究活動(dòng)和各種實(shí)驗(yàn)，可以拉進(jìn)物理學(xué)和生活的距離，讓學(xué)生深切地感受到科學(xué)的真實(shí)性。然而，在一些農(nóng)村中學(xué)，“做實(shí)驗(yàn)不如講實(shí)驗(yàn)，講實(shí)驗(yàn)不如背實(shí)驗(yàn)”的“應(yīng)試實(shí)驗(yàn)”教學(xué)理念還支配著大多數(shù)物理教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。貧困地區(qū)的農(nóng)村中學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施差, 儀器陳舊老化、 嚴(yán)重短缺，這些客觀因素影響了中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的正常開展,改善貧困地區(qū)農(nóng)村中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的一項(xiàng)重要措施就是大力加強(qiáng)低成本物理實(shí)驗(yàn)的開發(fā)。    一、開發(fā)低成本物理實(shí)驗(yàn)的基本原

2、則開發(fā)低成本物理實(shí)驗(yàn)要遵循一定的原則，把握好開發(fā)原則，靈活地運(yùn)用各種途徑，是開發(fā)低成本物理實(shí)驗(yàn)的基本前提。設(shè)計(jì)低成本物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循以下基本原則：1科學(xué)性物理實(shí)驗(yàn)首先應(yīng)該正確反映物理現(xiàn)象和規(guī)律,反映物理現(xiàn)象變化的客觀過程。一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)除了器材上的合理應(yīng)用以外,還應(yīng)該包含精彩的實(shí)驗(yàn)方法,不僅能夠釋疑解難,而且能夠透過具體的實(shí)驗(yàn)給人以解決其他問題所需的智慧方法的啟迪,提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。2簡(jiǎn)易性麥克斯韋說過:“一項(xiàng)演示實(shí)驗(yàn)使用的器材越簡(jiǎn)單,學(xué)生就越熟悉,就越想徹底地獲得所驗(yàn)證的結(jié)果” 。尤其在農(nóng)村地區(qū)實(shí)驗(yàn)設(shè)施欠缺的情況下,我們所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)就更應(yīng)該用材簡(jiǎn)單易尋,就地取材,如利用生活中的廉

3、價(jià)材料(如橡皮筋、氣球、雞蛋、土豆、蠟燭、塑料袋) 、易得材料(如水杯、鋼勺、塑料尺、硬幣) 和廢舊材料(如易拉罐、飲料瓶、牙膏皮) 等。  3直觀性 實(shí)驗(yàn)的重要作用就是讓學(xué)生用感官能夠直接觀察和感受具體的物理現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)過程。利用低成本物理實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì),可以對(duì)書本上的一些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)：對(duì)現(xiàn)有儀器進(jìn)行改進(jìn)或改裝、自制或仿制新的教具、設(shè)計(jì)新的小實(shí)驗(yàn)或小制作等，盡可能增加實(shí)驗(yàn)的可見度和可信度,提高實(shí)驗(yàn)的直觀性。4安全性 在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該盡量避免一切有危險(xiǎn)的和對(duì)身體有害的實(shí)驗(yàn)。例如八年級(jí)教材中的托里折利實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中的水銀對(duì)人體有害,不宜安排為學(xué)生實(shí)驗(yàn),可將其改為一個(gè)演示實(shí)驗(yàn): 找一個(gè)醫(yī)用針筒,

4、用細(xì)線和薄膜堵住針筒口子,由于大氣壓的作用,針筒活塞下可以掛幾千克的物體而不會(huì)掉下來,這既可證明大氣壓的存在,也可讓學(xué)生粗略地測(cè)出大氣壓值。 5 創(chuàng)造性 低成本物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生探究活動(dòng)的一個(gè)有機(jī)組成部分, 它的作用不僅僅是了解、研究自然規(guī)律和獲取信息。學(xué)生通過自主的動(dòng)手、動(dòng)腦,他們的創(chuàng)造力得到培養(yǎng)，實(shí)踐能力也都到發(fā)展。因此低成本實(shí)驗(yàn)的大部分器材可以讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)制作, 這樣可以培養(yǎng)他們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。 二、開發(fā)低成本物理實(shí)驗(yàn)的基本途徑在學(xué)生的日常生活中的，可以利用的課程資源十分豐富，學(xué)生身邊可以用作實(shí)驗(yàn)的物品比比皆是，教師要引導(dǎo)學(xué)生善于從生活用品、廢舊物品、兒童玩具、日常體驗(yàn)等各個(gè)方面去開

5、發(fā)設(shè)計(jì)低成本物理實(shí)驗(yàn)。1 從生活用品中開發(fā)低成本物理實(shí)驗(yàn)很多生活用品都可以用來設(shè)計(jì)有趣的物理實(shí)驗(yàn), 這不但可以增加實(shí)驗(yàn)的真實(shí)感、可信度, 而且縮短了實(shí)驗(yàn)與學(xué)生間的距離。例如聲音能在液體中傳播的實(shí)驗(yàn),八年級(jí)物理教材是通過魚兒聽見拍手聲音來探究的7, 為了增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的趣味性和直觀性,對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。先將手機(jī)裝入塑料袋內(nèi),并用一根長(zhǎng)線密封好，然后把它慢慢浸沒于水槽中，如圖1所示。用另一個(gè)手機(jī)對(duì)其進(jìn)行撥號(hào),手機(jī)開始振鈴。學(xué)生不僅看到手機(jī)屏幕的亮光,而且聽到從手機(jī)發(fā)出的聲音。實(shí)驗(yàn)表明了聲音可以在固體、液體、氣體中傳播，同時(shí)也讓學(xué)生體驗(yàn)了探究物理規(guī)律的方法。在真空不能傳播聲音的實(shí)驗(yàn)中，裝置的氣密性和抽氣機(jī)的質(zhì)

6、量都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效果。選用暖水瓶做實(shí)驗(yàn)，效果會(huì)更好。將音樂芯片的開關(guān)打開，音樂聲響起，然后將其放入空的暖水瓶中，塞緊瓶塞，音樂聲消失。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)用極易尋得的暖水瓶克服了課堂上制備真空的難題，實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生來說感到格外親切,拉近了物理學(xué)與生活的距離,讓學(xué)生深切地感受到科學(xué)的真實(shí)性,科學(xué)和日常生活的關(guān)系。2 從廢舊物品中開發(fā)低成本物理實(shí)驗(yàn)一些廢舊物品也是可以充分利用的實(shí)驗(yàn)資源, 如廢舊的紙盒、易拉罐、塑料瓶、舊彈簧、橡皮筋等，充分地利用他們，不僅可以變廢為寶，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)和勤儉節(jié)約的習(xí)慣。例如在摩擦力的教學(xué)中9，教師先在一個(gè)容量為25升的雪碧瓶里裝滿水，旋緊瓶蓋，然后讓一位力氣小的女生手

7、握雪碧瓶，將其舉高，女生輕而易舉的完成。接著在雪碧瓶外表面涂上洗潔劑，再請(qǐng)一位力氣大的男生重復(fù)女生的動(dòng)作，他使出全身力氣，結(jié)果也沒有把雪碧瓶舉起來。通過這個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，課堂氣氛迅速活躍起來,學(xué)生的好奇心和探究欲望一下被調(diào)動(dòng)起來，學(xué)習(xí)了凸透鏡后，要求學(xué)生課外收集身邊的一些凸透鏡，并用他們來觀察身邊的物體。學(xué)生們收集的凸透鏡可謂五花八門：盛滿水的玻璃杯、盛滿水的透明氣球、盛滿水的飲料瓶 、盛滿水的一次性塑料杯、盛滿水的廢舊燈泡、玻璃球(如跳棋),甚至還有自己磨制的冰塊等。學(xué)生的積極性很高,對(duì)觀察的結(jié)果也很好奇。這樣的課外小實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單易做, 取材容易, 不受條件限制,拉近物理學(xué)與生活的距離，對(duì)學(xué)生的獨(dú)創(chuàng)

8、性、想象能力的培養(yǎng)有極大的好處。3 從人體體驗(yàn)中開發(fā)低成本物理實(shí)驗(yàn)新課程不僅重視知識(shí)和技能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，而且特別強(qiáng)調(diào)體驗(yàn)性學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成。充分地開發(fā)人的器官在學(xué)習(xí)中的體驗(yàn)潛能，可以讓學(xué)生在探究活動(dòng)中獲得知識(shí)，增長(zhǎng)才干。例如寒冷的冬天，學(xué)生通過搓手使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，手變暖和了，從而體會(huì)了摩擦生熱的道理。農(nóng)村地區(qū)道路普遍較差，下雨以后，路面很滑，學(xué)生很容易摔倒，有的學(xué)生通常在鞋上拴上稻草或繩子后，就不易打滑了，學(xué)生從中體會(huì)到了摩擦力和接觸面的粗糙有關(guān)的道理。摩擦力的方向也可以通過一個(gè)小實(shí)驗(yàn)來感受：將手掌緊貼桌面，用力使手掌向前推，可以感受到桌面與手掌接觸面上阻礙運(yùn)動(dòng)的力（即摩擦力）的存在，同時(shí)也可

9、感受到這個(gè)力的方向。通過學(xué)生的這些親身感受所學(xué)到的知識(shí)，比任何語言描述都更生動(dòng)，更可信，印象也更深。4從兒童玩具中開發(fā)低成本物理實(shí)驗(yàn)很多兒童玩具都是利用物理原理設(shè)計(jì)制作的。所以, 玩具也是一種難得的課程資源，利用兒童玩具開發(fā)低成本物理實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生在玩中學(xué)習(xí)物理知識(shí)。例如學(xué)習(xí)了平拋運(yùn)動(dòng)后，讓學(xué)生回家自己制作教具來研究做平拋運(yùn)動(dòng)的物體的軌跡。學(xué)生們積極地開動(dòng)腦筋，充分地利用各種資源：愛好體育的學(xué)生用手拋?zhàn)闱騺硌菔酒綊佭\(yùn)動(dòng)的軌跡；喜歡戲水的學(xué)生用向水中扔石塊來研究平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，有的學(xué)生用手?jǐn)D盛滿水的眼藥水瓶來研究平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡；有的學(xué)生用盛水的輸液瓶和輸液管來演示平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，甚至有學(xué)生用玩具水槍來研究平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。通過學(xué)生的積極動(dòng)手，反復(fù)實(shí)踐，使他們?cè)谕嫠Ｖ袑?duì)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡和射程等知識(shí)有了比較深刻的體驗(yàn)。這樣的課外活動(dòng)一方面豐富了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，增加他們學(xué)習(xí)的樂趣和信心，另一方面也培養(yǎng)他們的科學(xué)實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。總之，低成本物理實(shí)驗(yàn)不僅是實(shí)驗(yàn)器材的簡(jiǎn)單替代, 更是實(shí)驗(yàn)裝置的簡(jiǎn)化, 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的明了。低成本物理實(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)