初中低成本物理實驗實施策略

屠占勝

【摘要】通過低成本物理實驗制作，鼓勵學(xué)生展開小組合作。讓低成本實驗成為改善物理教學(xué)環(huán)境的一種途徑，在與正規(guī)實驗相融合過程中，使物理課堂緊密聯(lián)系生活、走向社會，在培養(yǎng)學(xué)生良好的自主探究能力方面發(fā)揮作用。

【關(guān)鍵詞】初中 低成本物理實驗 實施策略

在實際物理教學(xué)中，面對學(xué)校教學(xué)器材的匱乏和實驗材料的短缺，很多教師對于感到無所適從，覺得無法讓學(xué)生在課內(nèi)課外進(jìn)行物理實驗活動，影響了物理課程的實施。

物理學(xué)科知識具有極強的嚴(yán)謹(jǐn)性和邏輯性，許多物理課程內(nèi)容更應(yīng)該體現(xiàn)一定的教育價值。因而，物理課堂教學(xué)單單是理論教學(xué)的話，那么它并不是完善的，現(xiàn)如今物理理論知識教學(xué)已經(jīng)不能滿足學(xué)生的需求，需要教師帶入生活中的現(xiàn)象進(jìn)行模擬實驗或現(xiàn)場實驗，這樣學(xué)生才會非常高效地理解物理教學(xué)內(nèi)容。

很多經(jīng)驗豐富的教師已經(jīng)認(rèn)識到積極鼓勵學(xué)生親自生動手操作并配合教師精心設(shè)計常常能使教學(xué)效果事半功倍。然而，由于實驗器材過于貴重，很多教師甚至不敢讓學(xué)生去觸碰，導(dǎo)致物理實驗課堂的理論化。

現(xiàn)實中，一些優(yōu)秀教師已經(jīng)著手實踐著“低成本、高效率”的教學(xué)實踐，通過制作一些低成本的物理實驗，利用一些生活中常見的物品作為實驗材料，大大降低實驗的成本，另一方面還可以提高學(xué)生的參與度，改善教學(xué)效率，養(yǎng)成樂于動手、勤于思考的好習(xí)慣。低成本的實驗器材非常容易獲得，大多數(shù)學(xué)生都可以參與。初中物理的低成本實驗可以促進(jìn)物理課堂教學(xué)，激發(fā)學(xué)生對物理自主探究的能力。

一、低成本實驗對培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的作用

1.訓(xùn)練科學(xué)思維

初中物理實驗側(cè)重于觀察實驗和數(shù)據(jù)處理，綜合分析和因果分析，運用比較方法和類比方法進(jìn)行實驗研究;運用數(shù)學(xué)比值法定義物理量，總結(jié)物理規(guī)律;物理現(xiàn)象和物理規(guī)律經(jīng)常運用圖像方法進(jìn)行描述，理想化方法主要就是理想實驗和理想模型等;另外，還有類比方法、等效方法和非邏輯思維方法等。例如，在浮力實驗中，通過學(xué)生親自動手操作，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，以及動手操作能力。這些方法在科學(xué)認(rèn)識過程中起著極其重要的作用，促成物理學(xué)科科學(xué)教育的方法。

2.培養(yǎng)科學(xué)探究能力

通過學(xué)生操作低成本實驗，培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力，加強教師和學(xué)生的溝通和交流，構(gòu)建自主探究的平臺，提高了學(xué)生的自主探究能力。利用低成本實驗引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生日漸形成以能力發(fā)展為目的的學(xué)習(xí)方式，發(fā)展學(xué)生探究知識的能力、獲取信息的能力和提高自主學(xué)習(xí)的能力。

3.養(yǎng)成良好的品質(zhì)素養(yǎng)

物理實驗是對中學(xué)生教育的初始階段，因此在進(jìn)行實驗演示和物理實驗操作時，必須養(yǎng)成一切從實際出發(fā)，求真務(wù)實的科學(xué)態(tài)度，切勿弄虛作假，提倡嚴(yán)謹(jǐn)，實事求是、一絲不茍的素養(yǎng)。例如，由于實驗儀器過舊，操作過程不正確、觀察方法不得當(dāng)?shù)脑?，學(xué)生在進(jìn)行實驗操作時，數(shù)據(jù)有誤差是在所難免的，個別學(xué)生為和正確結(jié)論相相符合，導(dǎo)致實驗數(shù)據(jù)處理不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象，教師應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行教育，強調(diào)實驗數(shù)據(jù)應(yīng)該求實，找出誤差原因，實事求是是科學(xué)的前提?？茖W(xué)品質(zhì)素養(yǎng)的養(yǎng)成和培育是一項非常艱巨的工程。在科學(xué)素養(yǎng)教育過程中，教師應(yīng)該注重與教學(xué)內(nèi)容的融合，教育方法上的靈活、形式上的多樣化，這樣將會迅速提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)。

二、低成本實驗教學(xué)的實施策略

1.建立低成本實驗設(shè)計合作共同體

小組合作實驗更有助于師生之間溝通，同學(xué)之間相互了解，通過小組合作低成本實驗的方式強化了學(xué)生對學(xué)習(xí)的責(zé)任感，相互幫助，相互鼓勵，進(jìn)而使他們的人機關(guān)系建立，培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力?！暗统杀尽辈粫a(chǎn)生過多的經(jīng)濟(jì)壓力和矛盾，讓學(xué)生在輕松實驗氛圍中學(xué)會交流。例如，簡單的一根竹筷，能夠演示杠桿原理，在嘗試力的大小、力矩等過程中，難免會有損壞，然而，學(xué)生的屢次失敗并不會對實驗器材、成本產(chǎn)生太大的影響。

低成本物理實驗不僅能夠讓學(xué)生學(xué)會在活動中合作，還能搭建平臺，針對具體問題形成細(xì)化的任務(wù)、目標(biāo)，使每個學(xué)生都有獨立的探究素材。

小組合作低成本實驗?zāi)芡怀鰧W(xué)生在課堂教學(xué)的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生主動參與意識，激發(fā)學(xué)生對物理知識的求知欲望。有些物理實驗不只是教師一個人完成的，它還需要學(xué)生的配合，所以在物理實驗教學(xué)過程中需要學(xué)生分組合作，尤其是在一些實驗器材的不充足的情況下，需要教師和學(xué)生做一些低成本的物理實驗。例如，在探究浮力的實驗中，涉及各種實驗數(shù)據(jù)，于是便可以分解為物品重力的測量、溢水杯的重力測量、彈簧測力計的選取、盛水杯的重力測量，這樣，每個學(xué)生都帶著任務(wù)進(jìn)行探究，獨立探究精神、探究意識得到培養(yǎng)。

2.低成本實驗與學(xué)生實驗有機結(jié)合

在物理實驗教學(xué)中，低成本實驗和正規(guī)實驗的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)效果、教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)是一致的，低成本實驗作為正規(guī)實驗的輔助實驗，它們都能夠直觀地將演示實驗現(xiàn)象呈現(xiàn)在學(xué)生面前，使學(xué)生更具體了解知識內(nèi)容。

在應(yīng)用低成本探索性實驗教學(xué)的過程中，為了保證低成本實驗教學(xué)的效率，要在教學(xué)形式上采用多樣化的處理方法以增加低成本實驗的吸引力。物理教師應(yīng)當(dāng)在符合初中物理教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上進(jìn)行初中低成本物理探究性實驗教學(xué)，幫助學(xué)生設(shè)計具有探索性的實驗題目，讓學(xué)生在解決問題中提升對初中物理探究性實驗的興趣，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究精神。

在一些物理課堂教學(xué)中，往往都是以教師為主體，學(xué)生為旁觀者，不能直接參與，不能培養(yǎng)學(xué)生的實踐操作能力，及學(xué)生的科學(xué)探究精神。而低成本實驗的制作大大的填補了這一漏洞，不僅把物理實驗帶進(jìn)課堂，而且把實驗帶到每個學(xué)生身邊，使得每個學(xué)生都能參與實驗，并且樂于其中，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究精神。

通過低成本實驗的教學(xué)，巧妙地把課本上的實驗帶到生活中，把低成本實驗轉(zhuǎn)化為學(xué)生的探索性實驗，使得學(xué)生對實驗產(chǎn)生興趣，更有利于課堂的教學(xué)效率，有助于學(xué)生的成績提高。通過低成本實驗教學(xué)慢慢的培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，科學(xué)素養(yǎng)，并在生活中積極探索各種小實驗，研究新的小發(fā)明，間接激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究精神。

3.低成本實驗與生活、社會相結(jié)合

低成本物理實驗素材來源于生活并運用于生活，利用生活中隨手可得的材料，制作一些巧妙的實驗，緊密聯(lián)系生活和社會是其主要特征。立足于生活中的低成本素材、著眼于社會實踐、專注于學(xué)生的實踐能力提升使其具有強大的生命力和深遠(yuǎn)的教育價值。

在《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中對物理教學(xué)提出了明確的要求，即“從生活走向物理，從物理走向社會”。低成本物理實驗?zāi)軌驈纳钪刑釤捤夭?、從社會中尋找問題，讓學(xué)生的實踐活動有所指向、有所依托。例如，一個普通的塑料水瓶能夠演示彈性形變、液體壓強、氣體壓強以及物態(tài)變化等實驗現(xiàn)象。又如生活中常見的注射器可以完美地詮釋流體流速與壓強的關(guān)系、真空中不能傳聲、壓縮體積可以使氣體液化、大氣壓的存在、液體沸點與壓強的關(guān)系等實驗。

日常教學(xué)中的低成本實驗有助于豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)世界，通過動手實踐培養(yǎng)了學(xué)生的自主能力。日積月累的培養(yǎng)、熏陶可以讓物理知識、物理實驗深入學(xué)生的內(nèi)心，為其日后工作、學(xué)習(xí)奠定扎實的基礎(chǔ)，形成良好的科學(xué)習(xí)慣和堅定的信念，更提升了其生活適應(yīng)技能。

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