低成本實驗在高中物理教學中的應用

張莉

摘 要：在物理教學中充分利用與開發(fā)低成本實驗，對于教師來說，利用身邊隨手可得的普通物品做物理實驗大大降低了實驗準備的難度。對于學生來說，低成本實驗拉近了物理與生活的距離，讓學生體會到生活中處處有物理，激發(fā)了學生的學習興趣和探究熱情。

關鍵詞：低成本實驗 高中物理 教學應用

低成本實驗在高中物理教學中的運用，其對物理教學有重大意義。所以，物理教師們要不斷改變自己的教學方法，將低成本實驗完美融合到物理教學中，來保證學生們高效的學習。

1引起學生對物理的樂趣

高中的物理原理并不是很深，精確度的要求也不是特別高，很多實驗材料可以自己制作，這樣與真實情景更加貼近，效果更好。比如，在學習“超重與失重”時，很多老師會運用專業(yè)的體重計，借助蹲下、站起的動作研究超重和始終原理。如果通過生活里使用的工具制作構造簡單的器材進行這個實驗，會有更明顯的效果。實驗1：取一條紙帶，于中間位置裁個洞口，將紙帶的一邊與重物相連，用手抓住紙帶另一邊，小心的把重物提起來，紙帶并沒有斷裂。再提高速度向上方提起重物，這時紙帶斷了，再次提起重物快速下降，然后突然停止下降，這時紙帶同樣斷裂。實驗2：找一條自行車的鏈條，長度大約0.5米，把其中一端和顯示刻度的杠桿一頭相連，另一端借助細線將鏈條掛在杠桿上，將砝碼用細線掛在杠桿另一頭，把砝碼調整到支點處，平衡好杠桿。然后用火燒斷懸掛鏈條的線，火燒斷細線的瞬間，杠桿打破了平衡，鏈條的另一方忽然抬高，這時候杠桿失衡的實驗現(xiàn)象就出現(xiàn)了，當鏈條再次歸于靜止時，杠桿則再次平衡。教學中這樣的實驗很多，將物理與生活聯(lián)系起來，學習物理就容易多了，學生對學習物理的積極性也會提高。

2利用低成本實驗，直觀展現(xiàn)物理現(xiàn)象和規(guī)律

利用低成本實驗，可以讓學生充分觀察到物理現(xiàn)象發(fā)生、發(fā)展的全過程，體會其中的物理原理。在獲得豐富的感性知識之后，容易使物理知識與認知之間形成聯(lián)結，為構建新知識奠定基礎。例如，在“全反射”一課中，教師可以用一個礦泉水瓶和一支激光筆向學生展示發(fā)生全反射的全過程。首先將裝了一半水且密閉的礦泉水瓶橫向水平放置。打開激光筆，從有水的一側的右下方從下到上發(fā)射激光，并逐漸增大入射角，在水中可以看到清晰的入射光線，在礦泉水瓶的上方可以看到有光斑不斷向左移動，說明折射角增大。當入射角增大到一定角度，礦泉水瓶上的光斑消失，此時看似透明的水面似乎變成了一面完美的鏡子，激光在水中來回反射多次，形成一幅美麗的畫面。通過這個實驗可以讓學生觀察到發(fā)生全反射的過程，直觀地證明了發(fā)生全反射的條件之一是，入射角要大到一定角度。隨后，教師再用激光筆，從沒水的一側從上到下發(fā)射激光，發(fā)現(xiàn)無論怎樣增大入射角，都可以同時看到上方瓶子上的反射光斑和水中的折射光線，這說明光線只有從光密介質射向光疏介質時才會發(fā)生全反射。

3培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維

由于低成本實驗來自于生活，取材方便，保證了實驗的開放性，為學生搭建了一個平臺，實驗室的大門隨時向學生敞開，為學生創(chuàng)造了更多的實踐機會。學生可以任意發(fā)揮，時間不設限，內容也更豐富，學生做實驗更自由，更有樂趣，提升了學生的動手能力和實踐水平，有利于學生創(chuàng)新能力、探究精神等方面的和諧發(fā)展。例如，在講“摩擦力”一節(jié)的內容時，課前要求學生自帶一把家里的毛刷，刷子毛朝下，使刷子在桌面上運動，摩擦力的方向一目了然。學生對于摩擦力中“相對運動”的理解比較困難，但只要讓其擺放毛刷，并讓它們運動，就可以解決了這個問題。

4發(fā)散思維進行低成本實驗

在高中的物理實驗中，并不是所有的實驗器材都能夠在生活中找到，但是我們不一定要尋找已確定的實驗器材，我們也可以改變相應實驗方法，進行相關的物理實驗。比如，對于研究平拋物體的運動這個實驗，標準的實驗器材是需要一個精準的攝像機，記錄物體在平拋運動中的軌跡，我們通過軌跡的研究和計算，進行推論和驗證平拋運動的規(guī)律。使用精準的攝像機進行實驗，不符合我們低成本的實驗要求，所以教師們要發(fā)散自己的思維，改變相應的實驗方法，我們可以使用描跡法來進行實驗得出相應的平拋運動軌跡。

5低成本實驗克服物理難點

對于高中物理中難點重點教學，低成本實驗在物理教學中的運用，可以較好的解決這個弊端。教師們可以針對不同的物理知識難點進行設計出一個小實驗，讓學生們真正的了解物理知識的概念，進而突破教學的難點。比如，對于浮力的方向問題。在物理教材中明確的指出浮力總是垂直向上的，但是學生們不了解其中的緣由，進而對浮力不能夠熟練的運用或者記憶。所以，教師們可以創(chuàng)新出下面這個具有針對性的物理實驗來幫助學生們的理解和記憶。

6利用低成本實驗，培養(yǎng)學生動手嘗試的意識

教師要給學生傳遞這樣的意識：物理實驗不一定要在實驗室做，生活中隨手可得的材料都可以作為實驗器材。在關于電磁波的教學過程中，往往會遇到學生提出：“紅外線的穿透能力怎么樣？能不能穿過塑料板”等問題，在遇到學生提出此類問題的時候，教師可以不必急于回答，而是鼓勵學生借助生活中常見的物品去試一試。例如，回家用電視機遙控器試一試就能知道紅外線的穿透能力。在學完“光的偏振”這節(jié)課后，教師可以鼓勵學生回家用觀看3D電影的眼鏡進行一系列的探究，先讓學生對比戴上3D眼鏡和摘掉眼鏡光線的亮度，可以發(fā)現(xiàn)戴上3D眼鏡光線亮度變弱，這說明偏振片只能讓一部分自然光通過。然后，將兩副眼鏡的鏡片相對，慢慢轉動鏡片方向，可觀察到光線逐漸變化，當轉動到兩鏡面垂直時就幾乎看不到光線了。在學完“通電導線在磁場中受到的力”一節(jié)課后，教師可以布置課后作業(yè)，讓學生自制小電動機。學生利用干電池、銅線和釹磁鐵，可以制成各式各樣的電動機。這樣的趣味小制作，為學生搭建自主探究的平臺，培養(yǎng)了學生的動手能力和創(chuàng)新思維能力，激發(fā)了學生學習物理的興趣。

結 語

長期以來，物理實驗教學有著以下兩個方面的不足：一是對實驗是物理教學的基礎和重要性認識不夠，把物理實驗當成是可有可無的教學內容；二是忽略了物理實驗是一種培養(yǎng)學生科學態(tài)度和價值觀的有效手段。物理教學中充斥著教師“講實驗、看實驗、練實驗”的機械學習現(xiàn)象，實驗的教育功能未能得到應有的發(fā)揮。

參考文獻

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