談?wù)勎锢淼统杀緦嶒炠Y源的開發(fā)

趙福玉

[摘 要]物理學(xué)是一門實驗科學(xué)，物理實驗是學(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“做實驗不如講實驗，講實驗不如背實驗”和借flash動畫作模擬實驗的“應(yīng)試實驗”思想，背離了《物理課程標準》強化實驗教學(xué)的要求。

[關(guān)鍵詞]物理教學(xué)；物理實驗；實驗資源；加強開發(fā)

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

一、開發(fā)的價值

1.拉近物理與生活的距離。義務(wù)教育《物理課程標準》指出：“使用飲料瓶等日常用品進行物理實驗，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)的真實性3”使用低成本實驗資源進行物理實驗，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、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)低成本實驗資源的過程中，大家平時要養(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。低成本實驗是成本低而智慧不低，小實驗?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驗，其器材就是兩塊三棱鏡，但實驗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行物理實驗的，而常常用來解決“一種生活材料或物品可以做哪些實驗，一項實驗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)生參與低成本實驗資源的開發(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.提高物理教師實驗素養(yǎng)。物理低成本實驗資源的開發(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、形式多樣的實驗教學(xué)，可體現(xiàn)教師的個性和自創(chuàng)性”。所以，開發(fā)低成本實驗資源，也是廣大物理教師必須長期堅持的、不斷完善的常規(guī)化工作。

二、開發(fā)的原則

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

1.科學(xué)性。物理實驗首先應(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。有位老師的實驗設(shè)計如下：將氣泡換為蠟塊，第一步是做實驗：蠟塊在水管中向上運動，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動，先是加速，后來勻速，最后是減速；設(shè)計意圖是使蠟塊在水中的運動情況既有加速、又有勻速、還有減速，運動的類型全面，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動，怎么可能做減速運動呢？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)過微機處理的，才使得蠟塊在做減速直線運動。這種“人工處理”的方法與實驗事實相違背，失去了應(yīng)有的科學(xué)性，不可取。

2.直觀性。實驗中要讓學(xué)生用感官能夠直接觀察和感受具體的物理現(xiàn)象與實驗過程。開發(fā)低成本物理實驗資源時，要盡可能增加實驗的可見度，提高實驗的直觀性。為了讓學(xué)生能清晰地看到氣泡的運動情況，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動.

3.準確性。實驗是為建立概念、探究規(guī)律服務(wù)的，測量的實驗數(shù)據(jù)要準確、可靠。實驗中，準確測出氣泡運動的時間是關(guān)鍵，不少老師在設(shè)計中對此問題進行了一定的思考和改進。一是先通過測出各段時間、總時間后，再計算各段時間的分析，比較哪種方法誤差最??？二是在測量工具上做了改進，多數(shù)老師選用的是實驗室的秒表，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時秒表，一人可計幾個時間，同實驗小組的成員再根據(jù)記錄的時間求平均值，減小實驗誤差。

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、報廢器材、等各個方面去開發(fā)低成本物理實驗資源。

1.從學(xué)習(xí)用品中開發(fā)。學(xué)生身邊可以用作實驗的學(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、分子間存在引力、最簡單的滑動變阻器等實驗，拋出去還可演示慣性和受重力作用改變運動狀態(tài)的實驗。

2.從生活用品中開發(fā)。很多生活用品都可以用來設(shè)計有趣的物理實驗。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，用棋子觀察慣性現(xiàn)象，用牙膏皮研究浮力，用雞蛋研究浮沉實驗，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、粘膠自制驗電球等等。

3.從報廢器材中開發(fā)。實驗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驗器材或教具。如用廢舊電阻器、溫度計等制作焦耳定律演示器，用體育室中報廢的羽毛球、實心球、鉛球等也可做物理實驗。

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

參考文獻：

[1]彭偉達；；低成本物理實驗的開發(fā)與應(yīng)用[J]；數(shù)理化學(xué)習(xí)；2010年03期.

[2]成曉梅；；物理實驗教學(xué)中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J]；玉林師范學(xué)院學(xué)報；2006年S1期.

[3]覃金安；；淺談中學(xué)物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀與對策[J]；才智；2010年01期.