中学物理实验低成本教学资源开发策略研究
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作者:谢睿
摘 要：物理实验教学是中学物理教学的重要组成部分，是提升学生实践操作能力的有效途径。但当前一些学校面临实验器材不适用、不耐用的问题，因此教师在教学中利用生活中的物品进行低成本物理实验就显得十分重要。文章分析中学物理实验低成本教学资源的内涵与特点，并对中学物理低成本实验教学资源的开发策略进行探讨。
关键词：中学物理;实验教学;教学资源;教学效率
中图分类号：G633.7 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2020）18-0036-02
中学物理学科知识内容比较复杂，知识的严谨性和逻辑性联系比较紧密，教师在教学过程中应充分利用实验教学，体现物理教学的教育价值和意义。长期以来，教学仪器更新的周期较长，学校配备的仪器一直难以适应和满足教师灵活多变、形式多样的物理教学需求。而教师单纯的物理知识理论讲解既不完善，也不利于培养学生的核心素养。在实际的物理教学中，物理实验教学器材的不足或不适用，让一些物理教师感到教学无所适从，不能有效地开展物理实验教学，影响了物理实验课程教学的顺利实施。因此，让教师运用身边的材料开发“低成本、高效率”的教学实验就尤为重要，这不仅能够提高教学效率，降低物理实验教学的成本，还有利于培养学生的自主探究能力。
一、中学物理实验教学低成本内涵与特点
1.中学物理实验教学低成本内涵
中学物理实验低成本是指在实验教学中多采用生活中的废旧物品作为器材，这种器材在生活中随处可以找到，和学生的日常生活经验与学习实际紧密联系，能够激发学生的知识来自生活、知识和生活紧密联系的意识。废旧物品作为器材，实验的成本极为低廉，能够保证实验的科技含量、智慧内涵和教育价值非常高。废旧物品作为器材，不仅能够拓宽物理课堂教学空间，而且操作方便，实验效果明显。
2.中学物理低成本实验教学的特点
（1）低成本物理实验耗费极低、操作简单。教师可采用生活中能够方便获取的物品作为实验器材，如生活中的废旧物品、更新换代或报废的仪器、家用电器等，对实验的原材料不会产生任何损坏，而且易于操作。教师在一些实验中只需要做一些改进，就能应用于演示实验、综合实验、分组实验、课外实验，方便实现学生做中学、学中做，使学生对物理学产生一种亲近感。这样，通过低成本的物理实验，展示物理原理，能帮助不同水平的学生掌握和理解物理知识。
（2）低成本物理实验的原理清楚，功能作用较大。在中学物理教学中，通过采用低成本器材开展物理实验，能够为学生获取物理知识提供思维方法，符合从简单到复杂、从具体到抽象、从感性到理性的认知规律，增加学生学习物理的兴趣。例如，许多玩具是根据物理原理设计而成的，如音乐旋转陀螺、古怪“浮沉子”、玩具溜溜球等。在实验教学中，教师运用玩具所表现出的物理色彩与现象，能在很大程度上吸引学生的注意力，活跃课堂气氛，激发学生的探究心理，培养学生的创新能力，起到实验仪器所不能替代作用。
（3）低成本物理实验方法巧妙，安全性高。中学物理实验教学中，采用低成本的实验方式，可以避免让学生接触到一些危险的、有毒性的物质，提高物理实验的安全性。如“压缩气体做功内能增大”实验，如果用空气压缩引火仪和硝化棉，实验较为复杂，也有一些不安全因素，但如果用打气筒对自行车轮胎快速打气，学生一会儿就会摸到筒壁热起来。打气的过程就是对空气实施压缩的过程，打气越快，同样时间内做功越多，空气内能增加也越多，筒壁因此而发热。这样不仅能保证实验的安全，而且可操作性强、透明度高，能帮助学生较好地通过实验现象理解物理知识。
二、中学物理低成本教学资源开发的策略
中学物理低成本实验教学具有安全性、简易性、创造性、科学性、直观性等特征，在具体的教学过程中，教师需要结合具体的实验情境，开发出感性的教学资源，培养学生的观察、思维、想象、创新能力。
1.利用生活用品开发实验器材
在人们的日常生活中，生活用品繁多，容易取材，稍加处理就是很好的实验器材。将生活用品开发成实验器材，可拉近物理与生活的距离，同时极大地激发学生学习物理的热情。在中学物理教学中，教师要充分利用身边的物品制作实验器材，提高学生对物理原理的理解能力。教师还要充分鼓励学生自己动手制作实验器材，发挥自己的创新能力，提高自己的科学素养。
2.利用人体体感开发物理器材
新课标强调体验式学习目标，让学生在互动的过程中利用触觉、压觉、温觉、痛觉等在物理实验中获得体验，从而深刻地理解物理知识，领略物理知识的魅力，掌握物理学习的方法。教师要通过学生的人体体感，增强他们对物理知识的理解，让他们在真实的情境中体验到低成本物理实验的优势。例如，“验证电磁波的存在”这个实验，教师可让学生准备普通收音机一台、螺丝刀一把、导线一段、细塑料管一段。在实验中，教师让学生打开收音机的后盖和开关，转动调谐旋钮，把收音机的音量开到最大，选一个无广播电台的位置，用螺丝刀的金属部分或导线触碰收音机的可变电容，收音机会发出“咔咔”的声响;用收音机的绝缘部分去触碰，声音会变小;换成绝缘的塑料管去触碰，则听不到声音。这个实验说明，电磁波是通过人体和金属导体进入收音机的电路产生声响，由此证实了电磁波的存在，人体和金属导体起到了接收天线的作用。
3.从游戏活动中开发实验器材
游戏活动中蕴含着很多物理现象，让学生参加游戏活动，既能增加他们对物理的学习兴趣，又能提高他们学习的自信心和原动力。例如，“火烧手帕”这个实验中，教师用打火机点燃一块普通的手帕，火熄灭以后，手帕完整无损，就是利用了物理学中的汽化吸热原理。表演前，教师对手帕预先处理，用水浸湿并蘸上酒精，因为酒精的燃点较低，被点燃后，其燃烧产生的热量被水汽化吸收，手帕自然安然无恙。
4.从现有的物理教学器材中开发教学实验器材
学校实验室中的一些实验器材因更新换代或老化损坏而被淘汰，如学生电源、电流表、电压表、电能表等。这些废弃的器材在报废销账后教师应妥善保管，不可一丢了之。首先，废旧仪器中的电子元件和零件作为配件可有效进行利用。比如，废弃的录音机喇叭中的磁铁在物理实验室就有很大的用途。其次，将废旧的实验器材重新组合，能变废为宝，应用于物理实验教学中。比如，教师把这些废旧的实验器材拆开，让学生仔细观察其内部结构，了解其工作原理，画出其结构图和电路图，能使枯燥的物理实验课堂变得丰富多彩。在实验结束后，教师可要求学生按照拆卸的流程，再将设备安装好，锻炼学生的反向思维，提高他们的动手实践能力和创新能力。
三、结束语
总之，在中学物理教学中，教师充分运用身边的器材作为物理实验器材，不仅能够降低物理实验教学的成本，还能够提升学生参与物理实验的兴趣。教师让学生参与到物理实验器材的制作中，对他们实践能力的培养也具有一定的促进作用。这就要求教师要多开发低成本物理教学实验器材，并将其运用到物理实验教学中，进而不断提高中学物理实验的教学质量。
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