中学物理低成本实验开展策略研究
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作者:郭少强
【摘要】本文主要概述物理低成本实验的选择和开展策略，对教师在实验教学中因地制宜开展科学探究实验给予建议，让学生通过自主创设、开展简单易行的低成本实验，有效提升物理学科核心素养。
【关键词】中学物理 低成本实验 开展策略
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2020）17-0164-02
物理是一门以实验为基础的学科，在教学中时刻关注物理实验尤为重要，部分现有实验室器材操作不便、现象不明显，导致学生实验过程仅局限于重复教材上的实验步骤，简单追求能重复实验现象、数据，对物理实验理念无法透彻理解、不能揭示实验背后的逻辑，导致教学中的探究实验效果大打折扣，教师若能在实验教学中尽可能开发出更多贴近学生认知特点、实验器材容易获取、实验现象清晰的低成本的物理实驗，尽量多的让学生多参与到实验中的各个环节，调动学生的实验意识使得学生分析和解决问题的能力有效提升，乃至于更好的提升学生的学科核心素养。
一、中学物理低成本实验选择策略
（一）低成本物理实验的选择需要促进学生的实验技能
低成本物理实验虽然花费很少，成本偏低，但仍然能从一个简单的实验中揭示出很多深刻的道理。古人曾言“格物致知”，主要是通过探索事物获取真理，以更好的揭示实践是检验真理的唯一标准。低成本物理实验取材便捷，能为学生动手制作和实践提供大量的可能性，学生在实践中能对物理知识的来龙去脉有着较为充分的认知，进而能在反复品位隐含物理本质和原理的过程中，获得知识的主动构建。如，选择物理实验的时候教师让学生自己动手完成“照相机”模型的时候，在制作过程中学生可以对凸透镜的成像规律进行主动构建。
实验选择的时候教师尽量让学生自己动手完成，且选择一些较低成本的仪器，以便于学生拆成零件，也不用担心学生毁坏昂贵仪器，可以减少教师包办，尽量通过低成本实验提升学生的动手能力，且在选择实验的时候尽量为学生设置各类问题，让学生能在实验过程中不断地解决问题，发现新问题，以培养学生的实践技能。
（二）低成本实验需要创设生活探究情境
中学物理课程标准提出“从生活走向物理，从物理走向社会”。低成本实验材料的选择要尽量贴近生活，在生活中易于获取，降低学生获取实验器材的难度，避免抑制学生的学习积极性。但同时低成本材料中也有很多固有的物理属性，所以在教学的时候要从物理本质入手，在开发学生一系列较为感兴趣的探究性实验后，使得学生能在实验中了解相关内容。如，探究塑料、玻璃的导热性能，探究鸡蛋、易拉罐的密度情况，探究弹力的作用以及其与拉伸量的关系等。这些实验的选择都能让学生对生活的很多内容有感悟，甚至能让学生结合生活经验更好的感知课堂内容，也方便学生自主探究。
二、中学物理低成本实验开展的策略
（一）低成本热学实验
教学工作中，教师需要在实验中融入趣味性内容，同时打破学生的原有认知经验，可以提高学生对于学习的兴趣，使学生能够拥有更强的求知欲。颠覆学生的原有认知，在此基础上使学生能够对微观物理现象进行有效理解，这样的教学方式能够很好地实现低成本物理实验教学的目标。
例如，在研究物体燃烧与着火点之间的关系时，我们可以在棉布条上加入一些低燃点物质，使其在低温度下进行燃烧。先选择一块棉布条，用净水将其淋湿后，在其中央位置滴上一些酒精。再用手将布条的两端拿起来，将布条打开后使用酒精灯对滴撒酒精的位置进行灼烧，这时便会发现棉布条被火焰灼烧的位置升起了火焰。从视觉上看便好像是火焰穿过了布条一样。将酒精灯移走，会发现火焰依然在燃烧，待其熄灭之后会发现棉布条依然完好无损。这样的实验会与学生的认知产生剧烈的冲突，学生对于棉布条为什么会保持完好产生疑惑。使用这样的实验可以让学生更好地体会着火点与物体燃烧之间所存在的关系。通过对学生感官的刺激，可以使学生在物理知识的学习中得到更好的体验，使学生能够更加深刻地记忆相关知识点。在后续的教师讲解环节中也可以进行更好地理解，这样的教学理念应当成为重要的改革方向。
由于实验最主要的器材相对廉价，同时也能够让学生得到最为有效的教学体验，使学生在实践的过程中去理解相关知识点，调动学生的多种感官能力，这便使得学生在教学活动中的参与性变得更强，能够很好地提高学生的学习意识。例如，在学习分子运动相关知识点时，让学生用自己的鼻子去闻花香的方式，可以很好地帮助学生体会分子运动现象，让学生理解由于分子的不断运动使得花香能够得到扩散。这样的简单实验便可以对学生的嗅觉进行刺激，学生也可以对分子运动的微观、抽象的知识点有所体会。
（二）低成本光学实验
演示性实验的应用可以使学生有效地对物理规律进行理解，可以使教师在帮助学生总结相关物理规律的过程中，让学生更好地进行记忆。同时简单的演示性实验的应用还可以帮助教师有效地开展低成本光学实验。
例如，在进行凸透镜成像规律相关实验时便可以进行演示性实验。这一实验内容是初中物理教学工作中非常重要的组成部分，教师要在实验过程中帮助学生理解并掌握光的折射相关的知识点，要让学生通过对实验现象的观察，对相关知识点进行深入理解。常规实验当中会使用蜡烛作为实验对象，观察实验现象的过程中，蜡烛火焰的像无论是放大或者缩小，无论在正立还是倒立都能够非常直观地展现到学生的面前。但学生在观察的过程中很难通过自己的观察发现凸透镜在成像的过程中会出现左右互置这一特点。为了能够有效地帮助学生进行观察，并使学生在观察的过程中更好地体会凸透镜的这一特点，教师可以将实验进行再进，使用干电池和二极管作为主要实验工具。将发光二极管摆放成一个上字，用其代替传统实验当中的蜡烛。这时开展演示性实验的过程中，学生将会更好地观察到相关实验现象，同时也能够对凸透镜的左右互置的特点进行体会。通过这样的方式进行实验改进，可以有效地节约实验材料，教师也不用再因为蜡烛的燃烧而不断地进行更换，并且避免了蜡烛的燃烧在教室内产生异味。另外，在这样的演示性实验中，由于没有任何的安全风险隐患，教师可以放心的将实验器材交给学生，让学生进行更好地观察。避免了传统实验中为了防止蜡烛燃烧在学生自主操作过程中存在的安全隐患，而无法让学生自己在教室中进行操作的问题。
再如，通过一些小实验也可以有效开展光学实验。例如，可以在白炽灯下让学生做手影游戏，手的动作不断改变的过程中会产生不同的影子，通过这样的小实验让学生对光的直线传播进行简单的体会。
（三）低成本电学实验
通过模拟的形式可以将很多复杂的电学实验过程简单化，使学生能够在实验的过程中更好地掌握相关知识点，同时也可以更好地开发低成本的电学实验。教师还可以利用生活当中常见的一些物品开展最为简单的实验。例如，教师可以让学生利用手中的塑料材质的笔管在头发上进行摩擦，之后便可以用其吸附小纸屑之类的小物体。这样的小实验具有较为明显的实验现象，可以很好地进行教学应用。
（四）低成本力学实验
浮力相关的知识点在很大程度上具有较强的抽象性，这也是学生在学习的过程中，对于浮力知识点理解得并不透彻的主要原因。教师可以用一个常见的大饮料瓶和一个注射器作为实验器具。在瓶子中灌满水，之后用注射器分别吸满空气和水，放入瓶中观察实验现象。再调整空气和水的量，观察注射器在瓶中的沉浮。用这样的实验来验证浮力相关的知识点与公式应用，使学生能够更好地认识到浮力的存在以及相关的规律。
结束语
教学过程中教师要对低成本物理小实验给予足够的重视度，在积极开展中要给予正常的指导，进而能在更好激发学生兴趣的前提下，强化学生的物理学习信心，使得学生的观察、创造、分析问题的能力有显著提高。
参考文献：
[1]潘忠成.初中物理趣味实验教学策略实践探析[J].成才之路.2014（02）：19-20.
[2]冯化友.初中物理随堂实验教学策略的实践研究[J].教学仪器与实验，2016（03）：16-17.
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