趙福玉

[摘 要]物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生建立概念、探究規(guī)律的基礎(chǔ)，是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、動手能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的重要途徑。但目前一些物理教師還存在著“做實(shí)驗(yàn)不如講實(shí)驗(yàn)，講實(shí)驗(yàn)不如背實(shí)驗(yàn)”和借flash動畫作模擬實(shí)驗(yàn)的“應(yīng)試實(shí)驗(yàn)”思想，背離了《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。

[關(guān)鍵詞]物理教學(xué)；物理實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)資源；加強(qiáng)開發(fā)

著名的物理教育家朱正元教授曾倡導(dǎo)“壇壇罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”的主張1，義務(wù)教育《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》也提出：“除專門配備的儀器外上，應(yīng)提倡師生利用身邊的物品、器具、材料進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)”，“教學(xué)中應(yīng)該多做試一試、動動手之類的隨堂小實(shí)驗(yàn)，還應(yīng)該讓學(xué)生多做一些家庭小實(shí)驗(yàn)”，“應(yīng)該充分利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的器材，尤其應(yīng)該利用多年閑置的器材開發(fā)新的實(shí)驗(yàn)。學(xué)校實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該為師生利用身邊的物品、廉價(jià)的材料進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)提供便利。有些成功的實(shí)驗(yàn)可以作為學(xué)校的常規(guī)實(shí)驗(yàn)保留下來”2。由此可見，改善物理實(shí)驗(yàn)的重要措施就是大力加強(qiáng)低成本實(shí)驗(yàn)資源的開發(fā)。

一、開發(fā)的價(jià)值

1.拉近物理與生活的距離。義務(wù)教育《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：“使用飲料瓶等日常用品進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，這樣可以拉近物理學(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3”使用低成本實(shí)驗(yàn)資源進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，由于學(xué)生對生活中經(jīng)常使用或身邊隨處可見的材料和物品很熟悉，用它們呈現(xiàn)物理現(xiàn)象，探究物理規(guī)律，會使學(xué)生感覺到物理學(xué)親近、真實(shí)、可靠，感受到物理與社會和生活的密切聯(lián)系，充分體現(xiàn)了“從生活走向物理，從物理走向社會”的新課標(biāo)理念。

2.培養(yǎng)學(xué)生節(jié)儉環(huán)保意識。在開發(fā)低成本實(shí)驗(yàn)資源的過程中，大家平時(shí)要養(yǎng)成收集廢棄物品的意識，發(fā)現(xiàn)生活中有可利用的廢棄物品都要及時(shí)收集起來以備用，如易拉罐、飲料瓶、泡沫塑料、塑料袋等等，這些原本都是廢品，但都成為老師和學(xué)生收集的備用材料。這樣變廢為寶，同時(shí)也滲透了環(huán)保意識，美化了環(huán)境。

3.培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力。低成本實(shí)驗(yàn)是成本低而智慧不低，小實(shí)驗(yàn)?zāi)芙沂敬蟮览?。被評為物理學(xué)史上第七大美麗的牛頓三棱鏡實(shí)驗(yàn)，其器材就是兩塊三棱鏡，但實(shí)驗(yàn)卻揭示了光的色散現(xiàn)象。由于有些物品本來的用途并不是進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的，而常常用來解決“一種生活材料或物品可以做哪些實(shí)驗(yàn)，一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)活動可以利用哪些生活材料和物品”的發(fā)散性問題，讓學(xué)生參與低成本實(shí)驗(yàn)資源的開發(fā)過程，能培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力和創(chuàng)新思維能力。

4.提高物理教師實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。物理低成本實(shí)驗(yàn)資源的開發(fā)和利用是物理課堂教學(xué)的重要組成部分，是提高物理業(yè)務(wù)水平的重要渠道之一，“借用生活材料開展內(nèi)容豐富、形式多樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可體現(xiàn)教師的個性和自創(chuàng)性”。所以，開發(fā)低成本實(shí)驗(yàn)資源，也是廣大物理教師必須長期堅(jiān)持的、不斷完善的常規(guī)化工作。

二、開發(fā)的原則

開發(fā)物理低成本實(shí)驗(yàn)資源要遵循一定的原則。恰當(dāng)?shù)匕盐蘸瞄_發(fā)原則、靈活地運(yùn)用開發(fā)途徑是開發(fā)的前提。

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，要具有科學(xué)性。有位老師的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下：將氣泡換為蠟塊，第一步是做實(shí)驗(yàn)：蠟塊在水管中向上運(yùn)動，先是加速，后來勻速；第二步是播放視頻：在蠟塊中按一圖釘，蠟塊在水管中向下運(yùn)動，先是加速，后來勻速，最后是減速；設(shè)計(jì)意圖是使蠟塊在水中的運(yùn)動情況既有加速、又有勻速、還有減速，運(yùn)動的類型全面，很有創(chuàng)意！給人的疑問的是，蠟塊最后應(yīng)該以收尾速度做勻速直線運(yùn)動，怎么可能做減速運(yùn)動呢？是不是在長玻璃管下部的外面放了磁鐵，吸引圖釘、增大摩擦的緣故呢？！咨詢此老師，他解釋道：此視頻效果是經(jīng)過微機(jī)處理的，才使得蠟塊在做減速直線運(yùn)動。這種“人工處理”的方法與實(shí)驗(yàn)事實(shí)相違背，失去了應(yīng)有的科學(xué)性，不可取。

2.直觀性。實(shí)驗(yàn)中要讓學(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。開發(fā)低成本物理實(shí)驗(yàn)資源時(shí)，要盡可能增加實(shí)驗(yàn)的可見度，提高實(shí)驗(yàn)的直觀性。為了讓學(xué)生能清晰地看到氣泡的運(yùn)動情況，有位老師在水中滴了幾滴紅墨水，這樣透明的氣泡在紅墨水中運(yùn)動；有位老師將氣泡換成紅蠟塊，這樣讓紅蠟塊的透明的水中運(yùn)動.

3.準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)是為建立概念、探究規(guī)律服務(wù)的，測量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確、可靠。實(shí)驗(yàn)中，準(zhǔn)確測出氣泡運(yùn)動的時(shí)間是關(guān)鍵，不少老師在設(shè)計(jì)中對此問題進(jìn)行了一定的思考和改進(jìn)。一是先通過測出各段時(shí)間、總時(shí)間后，再計(jì)算各段時(shí)間的分析，比較哪種方法誤差最??？二是在測量工具上做了改進(jìn)，多數(shù)老師選用的是實(shí)驗(yàn)室的秒表，而有位老師用的是學(xué)生隨身帶的手表或電子表，有位老師用的是鬧鐘，還有位老師用的是多計(jì)時(shí)秒表，一人可計(jì)幾個時(shí)間，同實(shí)驗(yàn)小組的成員再根據(jù)記錄的時(shí)間求平均值，減小實(shí)驗(yàn)誤差。

三、開發(fā)的途徑

在學(xué)生的日常生活中的，可以利用的課程資源十分豐富，教師要引導(dǎo)學(xué)生善于從學(xué)習(xí)用品、生活用品、報(bào)廢器材、等各個方面去開發(fā)低成本物理實(shí)驗(yàn)資源。

1.從學(xué)習(xí)用品中開發(fā)。學(xué)生身邊可以用作實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)用品比比皆是。如用鋼尺或塑料尺研究聲音的音調(diào)與頻率的關(guān)系、響度與振幅的關(guān)系。用鉛筆可做滾動摩擦比滑動摩擦小、固體壓強(qiáng)、分子間存在引力、最簡單的滑動變阻器等實(shí)驗(yàn)，拋出去還可演示慣性和受重力作用改變運(yùn)動狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)。

2.從生活用品中開發(fā)。很多生活用品都可以用來設(shè)計(jì)有趣的物理實(shí)驗(yàn)。如用蠟燭觀察固體的熔化，用杯子和水觀察光的折射，用圖釘研究固體的壓強(qiáng)，用棋子觀察慣性現(xiàn)象，用牙膏皮研究浮力，用雞蛋研究浮沉實(shí)驗(yàn)，用筷子做成秤演示杠桿的平衡，用橡皮筋演示彈性勢能，用空洗發(fā)精塑料瓶一只、乒乓球一只、香煙盒鋁箔紙、粘膠自制驗(yàn)電球等等。

3.從報(bào)廢器材中開發(fā)。實(shí)驗(yàn)室里都有一些廢舊的儀器，把不能修的有用部分拆下來，經(jīng)過加工組合可制成有用的實(shí)驗(yàn)器材或教具。如用廢舊電阻器、溫度計(jì)等制作焦耳定律演示器，用體育室中報(bào)廢的羽毛球、實(shí)心球、鉛球等也可做物理實(shí)驗(yàn)。

總之，“開發(fā)低成本實(shí)驗(yàn)是我國教育條件的客觀需要”。開發(fā)的低成本物理實(shí)驗(yàn)資源，不僅是實(shí)驗(yàn)器材的簡單， 更是實(shí)驗(yàn)裝置的簡化， 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的明了，實(shí)驗(yàn)時(shí)間的縮短。低成本物理實(shí)驗(yàn)成本雖低， 但“成本低而智慧不低、成本低而技術(shù)不低、成本低價(jià)值不低”， 它代表了中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一種發(fā)展趨勢和方向，因此大力開發(fā)低成本物理實(shí)驗(yàn)資源具有廣闊有前景。

參考文獻(xiàn)：

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