初中物理低成本實驗開發(fā)途徑探究

【摘

要】在初中教學(xué)體系內(nèi)，物理這一門學(xué)科十分關(guān)鍵。物理課堂教學(xué)過程中，涉及眾多實驗，實驗對學(xué)生探究物理知識具有引領(lǐng)作用。本文以初中物理低成本實驗為切入點，進一步分析通過低成本物理實驗讓學(xué)生積極參與物理學(xué)習(xí)活動的策略。文章先結(jié)合低成本實驗特點及教學(xué)意義等方面展開論述，研究低成本物理實驗為學(xué)生物理學(xué)習(xí)帶來的影響，并結(jié)合實踐探索行之有效的物理低成本實驗開發(fā)途徑?！娟P(guān)鍵詞】物理；初中；實驗；低成本隨著時代的發(fā)展，我國教育制度不斷進行著改革與創(chuàng)新。如今，初中物理教學(xué)改革越來越受到人們的關(guān)注。隨著社會和國家對初中物理教學(xué)的要求越來越高，初中物理教學(xué)質(zhì)量也越來越受到重視。因此，不管是學(xué)生，還是教師都應(yīng)該考慮在當(dāng)前的學(xué)習(xí)條件下，怎樣才能適應(yīng)新課程改革趨勢。教師要按照新的高考課程標(biāo)準(zhǔn)，對教學(xué)內(nèi)容、方式等進行合理調(diào)整，準(zhǔn)備新學(xué)習(xí)目標(biāo)，優(yōu)化新教學(xué)方法，致力于促進學(xué)生提高自身物理學(xué)習(xí)有效性。下面，主要結(jié)合物理教學(xué)實際經(jīng)驗，進一步分析進行物理低成本實驗的相關(guān)方法。一、初中物理低成本實驗的特點（一）實驗材料價格低廉物理學(xué)從生活中誕生，可應(yīng)用于現(xiàn)實中。低成本物理實驗，顧名思義就是因為其造價低廉，所使用的儀器大部分源自學(xué)生的日常用品，比如罐頭盒、塑料薄膜、紙張、火柴和雞蛋等。這些材料具有簡單、普遍、價格低廉等特點，在物理教學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用。（二）實驗過程相對簡單如今，初中物理知識比起新課改前，學(xué)習(xí)難度有所降低，而且增加了一些簡單的物理實驗內(nèi)容，可以在家里操作。低成本物理實驗所用材料多為學(xué)生每日看到的事物，學(xué)生做實驗時相對便捷，操作起來較為容易。（三）實驗結(jié)果相對直觀物理是一門以實驗為主的學(xué)科，要求學(xué)生在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，進而獲得知識。因?qū)嶒灢牧鲜趾唵?，操作也極其便捷，所以實驗過程和結(jié)果都具有直觀性，學(xué)生很容易看到實驗過程和結(jié)果，從而更好地理解實驗過程和結(jié)果。二、初中物理低成本實驗的意義（一）有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果鑒于初中生初學(xué)物理，難免會產(chǎn)生迷茫、抗拒的情緒。因此，如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引起學(xué)生對物理知識的關(guān)注，非常有必要。因低成本物理實驗材料普遍、操作簡單，教師在指導(dǎo)學(xué)生進行實驗時，可以采用低成本物理實驗。例如，在了解物理性狀是否影響其質(zhì)量之際，即可采用低成本物理實驗。既往教師在為學(xué)生演示時，普遍用橡皮泥或者天平進行測試，所以只有前排學(xué)生能看到實驗效果，學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度并不高。為了解決這一問題，教師可以讓學(xué)生使用舊草稿紙進行實驗。通過改變草稿紙的形狀，學(xué)生能在不同情況下，觀察每一次操作時質(zhì)量是否發(fā)生變化，由此可以得出結(jié)論，即物體外形對其質(zhì)量沒有任何影響。借由使用日常所見的物件，使全體學(xué)生均參與實驗，即可激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生教學(xué)效能。（二）有利于建構(gòu)物理知識網(wǎng)絡(luò)初中生第一次接觸到物理，難免會產(chǎn)生畏難情緒，認(rèn)為物理知識很難掌握，容易讓學(xué)生產(chǎn)生抵觸情緒，影響他們的日常學(xué)習(xí)。低成本物理實驗使用的都是學(xué)生平時看到的物品，第一步就是讓其對物理實驗產(chǎn)生一種親近感，再在實驗中糾正其錯誤認(rèn)知，從而建立起正確的知識網(wǎng)絡(luò)。例如，教師在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)“力的作用是互相的”內(nèi)容時，由于受日常生活中的經(jīng)歷影響，學(xué)生極可能產(chǎn)生錯誤認(rèn)識，如“棍棒打頭，只有頭部受力”等，認(rèn)為只有受力的人才會受到力，而施力的人則不會受到力。為了糾正這種誤解，教師可讓學(xué)生一人手持兩只氣球，并在氣球內(nèi)填滿等量的水，在同一時間內(nèi)不斷地擠壓氣球，觀察氣球的變化，并引導(dǎo)學(xué)生思考為何兩個氣球會同時發(fā)生變形。通過這種簡單的實驗，可以使學(xué)生的認(rèn)識發(fā)生變化，從而使其更好地了解和建立起物理知識網(wǎng)絡(luò)。（三）有利于發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維物理實驗有很多種驗證和操作的方式，但每個實驗方法都不一樣，只要能用科學(xué)方式驗證實驗結(jié)果，即為最合理的辦法。教師應(yīng)鼓勵學(xué)生采用廉價物理實驗方法進行實驗，擴大學(xué)生日常思考，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性。例如，教師在解釋“浮力”時，部分學(xué)生不明白浮力的方向總是垂直向上的這句話中的“總是”一詞，因教科書里有一個實驗，為了證明“浮力總是垂直向上”，教師可以通過實驗來證明。同時，教師還可以提供一些實驗所需物件，讓學(xué)生自己去思考和操作。利用此種方法，使物理實驗教師能在日常教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生思維能力，促進其發(fā)揮創(chuàng)造性。三、初中物理低成本實驗開發(fā)途徑探究（一）取材現(xiàn)實生活，進行低成本實驗在教學(xué)過程中，教師要將趣味化的內(nèi)容融入實驗中，打破學(xué)生固有認(rèn)知體驗，從而增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的求知欲。致力于突破學(xué)生固有思維的束縛，并以此為依據(jù)，對微觀物理現(xiàn)象進行有效的了解，從而達到低成本物理實驗的教學(xué)目標(biāo)。比如，在研究物體燃燒和著火點關(guān)系時，教師可以在現(xiàn)實生活中選取實驗材料，在棉條上添加少量的低燃點材料，在較低溫度下進行燃燒。首先，挑選一塊棉布，用清水浸泡，再在中間點灑上一點酒精。然后，將布條兩端取下來，將布條拆開，用酒精燈將酒精灑在被燒焦的位置，這樣即可看到被燒焦的位置有一團火在燃燒。如同布條被穿透一般，將酒精燈拿開，會發(fā)現(xiàn)里面的火焰還在熊熊燃燒，等火焰熄滅時棉花還在。此種實驗和學(xué)生認(rèn)知發(fā)生了激烈沖突，學(xué)生開始懷疑，棉布是怎么保存下來的？通過這種試驗，學(xué)生可更好地理解著火點和物體燃燒的關(guān)系。通過激發(fā)學(xué)生的感官體驗，令其更好地體會物理知識，并加深對物理知識的理解。在日后教師的講解中，即可確保學(xué)生對此有較好的了解。因?qū)嶒炈柙O(shè)備成本較低，而且可以為學(xué)生帶來直觀體驗，讓學(xué)生在實際操作中直觀了解到所需知識，從而激發(fā)其各種感官體驗，增強學(xué)生的參與意識。又如，在學(xué)習(xí)有關(guān)分子運動知識時，學(xué)生用自己的鼻子嗅一嗅，即可很好地了解分子的運動，諸如此類的簡單實驗，不僅操作簡單，可以激發(fā)學(xué)生味覺，還可加深學(xué)生微觀抽象分子運動知識的學(xué)習(xí)印象。（二）依托教材插圖，開發(fā)低成本實驗在初中物理教材中，明確規(guī)定了物理實驗流程，一些實驗用大量插圖形式進行展示，這樣更生動、有趣，形象且準(zhǔn)確，深受學(xué)生喜愛。教師在進行低成本實驗時，可以將這些圖畫加以完善，使課堂與課本聯(lián)系更加緊密，也能使學(xué)生從課本中學(xué)到更多知識，并積極地為學(xué)生創(chuàng)造出更好的物理學(xué)習(xí)環(huán)境。比如，當(dāng)講到“沸點”與“壓力”時，課本上的插圖是用圓底燒瓶做實驗設(shè)備。此時，用一個密閉玻璃瓶代替水，將酒精燈加熱，讓其變得滾燙，當(dāng)溫度上升時，把玻璃瓶取出來，等其停止沸騰后，把它放入冷水中再取出，因里面的空氣遇到冷壓變小，經(jīng)過觀察即可發(fā)現(xiàn)里面的酒精又開始沸騰。通過這種方式進行實驗，學(xué)生進一步加深對物理概念和規(guī)律的學(xué)習(xí)印象，提高物理學(xué)習(xí)能力。（三）使用報廢儀器，組織低成本實驗物理實驗室設(shè)備中，包含家庭電子產(chǎn)品，其中一些設(shè)備因新產(chǎn)品的升級而報廢，如果將其扔掉，則較為浪費。教師可以搜集工具，和學(xué)生一起在報廢設(shè)備中挑選高價值部件，將有用零件拆卸出來。同時，在拆卸時，通過親手組裝的方式，可以讓學(xué)生更好地理解設(shè)備內(nèi)部構(gòu)造，并且整個拆卸過程，十分有趣，學(xué)生參與度較高，可從根源處提高物理學(xué)習(xí)的有效性。比如，在物理低成本實驗中，電流計和電壓計都是由上電導(dǎo)線受到磁場的影響而制造出來的。如果這臺設(shè)備出現(xiàn)故障，教師就可以將它拆下來，讓學(xué)生觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，即可明白其工作原理。電流經(jīng)過之后，會產(chǎn)生強大的磁場，當(dāng)其被電流經(jīng)過時就會轉(zhuǎn)動，在其頂端有一個指示器，可以讀出電壓或者電流。此外，如果電壓計中過大電流把電表燒壞，此時必須在電壓計內(nèi)部線路上串聯(lián)一大塊電阻器，經(jīng)過這種改裝后，電壓計仍能正常工作。（四）圍繞自然現(xiàn)象，實施低成本實驗物理學(xué)作為一門自然學(xué)科，其研究對象是自然界中的物體，包括物體的基本結(jié)構(gòu)、形態(tài)變化、運動規(guī)律等。發(fā)展新物理學(xué)試驗想法，也能從自然現(xiàn)象中得到啟發(fā)。例如，教材中提到了“海市蜃樓”，但因“海市蜃樓”的概念過于抽象，大多數(shù)學(xué)生都只是猜測，并沒有親身體驗，很難讓學(xué)生理解。因此，教師則可適當(dāng)開發(fā)低成本實驗，準(zhǔn)備一個碗及一枚硬幣，在碗中放進硬幣。因碗相對較深，學(xué)生可以從不同側(cè)面觀察硬幣的不同狀態(tài)，由于學(xué)生觀看位置不變，當(dāng)教師把水加入碗中后，水面逐漸升高，學(xué)生從原有無法看清硬幣的狀態(tài)變?yōu)榭梢钥吹接矌?。通過此種小模型，即可幫助學(xué)生進一步了解折射知識，并且將所學(xué)內(nèi)容遷移應(yīng)用。（五）鼓勵學(xué)生實踐，創(chuàng)新低成本實驗在掌握基礎(chǔ)實驗知識后，要認(rèn)真地學(xué)習(xí)每一個步驟。大多物理實驗流程以儀器為主，將各個實驗環(huán)節(jié)有機地融合在一起。因為受認(rèn)知水平、實踐能力等因素的限制，學(xué)生在做實驗時往往會模仿教師的行為，所以必須對實驗操作進行規(guī)范。為提高學(xué)生的實踐操作能力，在確保實驗安全的情況下，教師要鼓勵學(xué)生進行實驗操作，并大膽嘗試。在實驗中，教師可以利用多媒體播放相關(guān)的教學(xué)錄像，對實驗進行分解、細(xì)化，從而達到教學(xué)效果。舉例來講，在“歐姆定律”“電阻測量”實驗中，使用滑塊變阻器、電池、壓力表、電流表、導(dǎo)線等工具進行實驗，學(xué)生在上一節(jié)課前就已經(jīng)掌握歐姆定律，并且能夠自己設(shè)計和實驗。首先，將各個元素聯(lián)系起來，讓學(xué)生在小組中扮演不同角色，然后手拉手，并分別探討這類實驗的設(shè)計目標(biāo)。教師將對學(xué)生進行全面評價，在學(xué)生熟悉實驗流程后，教師將帶其到實驗室進行實際操作。教師在講臺上進行演示，并說明在教學(xué)中要注意的事項。在實驗設(shè)備上，教師要做到讓每位學(xué)生都有專屬實驗設(shè)備，這樣才能更好地發(fā)揮實驗的作用，但不同學(xué)生對實驗的理解不同，也會影響實驗結(jié)果。只有確保每一位學(xué)生都有實踐活動體驗，才能真