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农村中学开发低成本物理实验的研究 作者：雷?庆????文章来源：内蒙古师范大学学报????点击数： 8058????更新时间：2008-4-21  摘要：低成本物理实验不仅弥补农村中学物理实验仪器缺乏的现状,而且有效激励学生的学习动机、培养他们的动手实践能力和激发他们的创新思维。本文将结合中学物理教学探讨农村中学开发低成本物理实验的基本原则和基本途径。 关键词：农村中学；低成本物理实验；开发 物理学是一门实验科学,物理规律的建立和物理理论的验证都与实验密切相关。物理课程标准指出:使用身边随手可得的物品进行探究活动和各种实验，可以拉进物理学和生活的距离，让学生深切地感受到科学的真实性……[1] 。然而，在一些农村中学，“做实验不如讲实验，讲实验不如背实验”的“应试实验”教学理念还支配着大多数物理教师的实验教学[2]。贫困地区??农村中学实验设施差, 仪器陈旧老化、 严重短缺，这些客观因素影响了中学物理实验的正常开展,改善贫困地区农村中学物理实验的一项重要措施就是大力加强低成本物理实验的开发。“低成本物理实验”(Low - cost Physics Experiments)也是国际物理教育界所倡导的一种物理教学工作行为， 其宗旨是,一方面通过利用生活中的廉价材料开展物理实验教学可以解决或缓解实验器材短缺问题,满足经济落后国家或地区中学开展物理实验教学的需要;另一方面通过利用生活材料、物品或器具做物理实验,可以提高学生对物理的学习兴趣、培养学生动手能力和实践能力[3]。 1开发低成本物理实验的基本原则 开发低成本物理实验要遵循一定的原则，把握好开发原则，灵活地运用各种途径，是开发低成本物理实验的基本前提。设计低成本物理实验应遵循以下基本原则： 1.1科学性 物理实验首先应该正确反映物理现象和规律,反映物理现象变化的客观过程。一个巧妙的实验设计除了器材上的合理应用以外,还应该包含精彩的实验方法,不仅能够释疑解难,而且能够透过具体的实验给人以解决其他问题所需的智慧方法的启迪,提高学生解决实际问题的能力[4]。 1.2简易性 麦克斯韦说过:“一项演示实验使用的器材越简单,学生就越熟悉,就越想彻底地获得所验证的结果” [5]。尤其在农村地区实验设施欠缺的情况下,我们所设计的实验就更应该用材简单易寻,就地取材,如利用生活中的廉价材料(如橡皮筋、气球、鸡蛋、土豆、蜡烛、塑料袋) 、易得材料(如水杯、钢勺、塑料尺、硬币) 和废旧材料(如易拉罐、饮料瓶、牙膏皮) 等。 1.3直观性 实验的重要作用就是让学生用感官能够直接观察和感受具体的物理现象与实验过程。利用低成本物理实验的优势,可以对书本上的一些实验进行改进：对现有仪器进行改进或改装、自制或仿制新的教具、设计新的小实验或小制作等，尽可能增加实验的可见度和可信度,提高实验的直观性。 1.4安全性 在设计实验时应该尽量避免一切有危险的和对身体有害的实验。例如八年级教材中的托里折利实验[6],实验中的水银对人体有害,不宜安排为学生实验,可将其改为一个演示实验: 找一个医用针筒,用细线和薄膜堵住针筒口子,由于大气压的作用,针筒活塞下可以挂几千克的物体而不会掉下来,这既可证明大气压的存在,也可让学生粗略地测出大气压值。 1.5 创造性 低成本物理实验是学生探究活动的一个有机组成部分, 它的作用不仅仅是了解、研究自然规律和获取信息。学生通过自主的动手、动脑,他们的创造力得到培养，实践能力也都到发展。因此低成本实验的大部分器材可以让学生自己设计制作, 这样可以培养他们的实践能力和创新思维。 2开发低成本物理实验的基本途径 在学生的日常生活中的，可以利用的课程资源十分丰富，学生身边可以用作实验的物品比比皆是，教师要引导学生善于从生活用品、废旧物品、儿童玩具、日常体验等各个方面去开发设计低成本物理实验。 2.1 从生活用品中开发低成本物理实验 很多生活用品都可以用来设计有趣的物理实验, 这不但可以增加实验的真实感、可信度, 而且缩短了实验与学生间的距离。 例如声音能在液体中传播的实验,八年级物理教材是通过鱼儿听见拍手声音来探究的[7], 为了增强实验的趣味性和直观性,对其进行改进。先将手机装入塑料袋内,并用一根长线密封好，然后把它慢慢浸没于水槽中，如图1所示。 用另一个手机对其进行拨号,手机开始振铃。学生不仅看到手机屏幕的亮光,而且听到从手机发出的声音。实验表明了声音可以在固体、液体、气体中传播，同时也让学生体验了探究物理规律的方法。 在真空不能传播声音的实验中[8]，装置的气密性和抽气机的质量都会影响实验效果。选用暖水瓶做实验，效果会更好。将音乐芯片的开关打开，音乐声响起，然后将其放入空的暖水瓶中，塞