高中物理教學(xué)中低成本實(shí)驗(yàn)的運(yùn)用簡(jiǎn)析

李杰

摘 要：物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的課程，物理實(shí)驗(yàn)對(duì)物理知識(shí)的形成和發(fā)展起著重要作用，它是提高學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力不可缺少的途徑。作為物理教師更應(yīng)該充分發(fā)揮物理實(shí)驗(yàn)的作用，提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。在高中物理課上開(kāi)展低成本實(shí)驗(yàn)，一方面是對(duì)物理實(shí)驗(yàn)課形式的創(chuàng)新，另一方面它能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和求知欲望。通過(guò)開(kāi)展一些簡(jiǎn)單易做的小實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)生動(dòng)的物理學(xué)習(xí)情境，從而改變高中生在物理實(shí)驗(yàn)課上的心情，促進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)課的高效開(kāi)展。本文分析在高中物理教學(xué)中對(duì)低成本實(shí)驗(yàn)的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：低成本實(shí)驗(yàn);高中物理教學(xué);運(yùn)用

前言：物理教學(xué)需要開(kāi)展相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，這種情況下教師可以發(fā)散思維，將一些生活中的物品運(yùn)用到低成本實(shí)驗(yàn)中，促進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)的高效開(kāi)展。

一、低成本實(shí)驗(yàn)融入到高中物理教學(xué)

高中生要面臨諸多物理知識(shí)的學(xué)習(xí)，這樣會(huì)讓高中生逐漸產(chǎn)生疲憊感，為了緩解這種疲憊感，教師可以對(duì)實(shí)驗(yàn)形式進(jìn)行適當(dāng)改變，開(kāi)展低成本實(shí)驗(yàn)是一種思路。所謂的低成本實(shí)驗(yàn)就是指實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單、容易獲得，實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)便易行，成本不高、投入低的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)操作就可以揭示深刻的物理原理，使學(xué)生獲得豐富的感性知識(shí)。

在探究動(dòng)量變化與沖量的關(guān)系之前，可以引導(dǎo)學(xué)生做這樣的實(shí)驗(yàn)。其中會(huì)運(yùn)用到的器材是比較簡(jiǎn)單的，在生活中可以進(jìn)行尋找。需要雞蛋、泡沫塑料墊、玻璃板。在實(shí)驗(yàn)中，操作的步驟也非常簡(jiǎn)單，讓雞蛋從一定高度落下，當(dāng)落到泡沫塑料墊上后會(huì)反彈起來(lái)，老師把它接住，緊接著將雞蛋從同一高度落到玻璃板上，雞蛋被摔碎。通過(guò)這一簡(jiǎn)單的演示，使學(xué)生產(chǎn)生的探究學(xué)習(xí)的欲望[1]。

在開(kāi)展這一低成本實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，要注意兩次釋放雞蛋的高度相同，保證實(shí)驗(yàn)足夠嚴(yán)謹(jǐn)。又比如，在學(xué)習(xí)“超重與失重”時(shí)，很多老師會(huì)運(yùn)用體重計(jì)，借助蹲下、站起的動(dòng)作來(lái)給學(xué)生做演示，進(jìn)而研究超重和失重的原理。在高中物理課上，教師要結(jié)合授課的內(nèi)容，適當(dāng)對(duì)低成本實(shí)驗(yàn)展開(kāi)應(yīng)用，促進(jìn)物理實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展，從而提高課堂效率。

二、發(fā)散性思維展開(kāi)低成本實(shí)驗(yàn)

在物理實(shí)驗(yàn)中，并不是所有的器材都是能在生活中收集到，因此有時(shí)需要發(fā)散思維，很多實(shí)驗(yàn)的方法可以進(jìn)行改變，從而對(duì)生活中的材料展開(kāi)應(yīng)用，將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成低成本實(shí)驗(yàn)。比如研究平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的實(shí)驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)方案需要攝像機(jī)，但是在低成本實(shí)驗(yàn)中，攝像機(jī)是無(wú)法準(zhǔn)備的。這種情況下，可以用描述法，即通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)讓物體以相同的初速度做平拋運(yùn)動(dòng)，然后把運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所經(jīng)過(guò)的一些點(diǎn)記錄下來(lái)，最后用平滑的曲線進(jìn)行擬合，對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行呈現(xiàn)[2]。

又如學(xué)生在剛學(xué)習(xí)靜摩擦力判斷方向的時(shí)候，如果只是靠單純的口述方式給學(xué)生介紹，他們理解起來(lái)是比較困難的，主要是因?yàn)閷W(xué)生頭腦中缺少感性認(rèn)知的支持。這時(shí)可以引導(dǎo)學(xué)生做這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)，用彈簧測(cè)力計(jì)去拉一把放在桌面上的毛刷，通過(guò)觀察鬢毛的形狀，結(jié)合受力分析，判斷受摩擦力的方向。有助于學(xué)生透過(guò)物理表象，認(rèn)識(shí)物理規(guī)律。

因此教師要在設(shè)計(jì)低成本實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，具備足夠的發(fā)散思維。在物理課上應(yīng)用低成本實(shí)驗(yàn)，靈活性是最重要的，教師要結(jié)合實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容以及知識(shí)點(diǎn)的要求，鼓勵(lì)高中生發(fā)散自己的思維，在低成本實(shí)驗(yàn)中可以利用好便利的條件，將低成本實(shí)驗(yàn)完成，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理知識(shí)的充分掌握。

三、利用“仿真物理實(shí)驗(yàn)室軟件”模擬實(shí)驗(yàn)

對(duì)于不易操作，或?qū)嶒?yàn)器材受限制的一些物理實(shí)驗(yàn)，我們可以充分利用“仿真物理實(shí)驗(yàn)室軟件”模擬實(shí)驗(yàn)?！胺抡嫖锢韺?shí)驗(yàn)室軟件”可以運(yùn)行已編好的實(shí)驗(yàn)，以動(dòng)畫(huà)的直觀形式演示實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，也可以利用仿真物理實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)驗(yàn)元件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。仿真物理實(shí)驗(yàn)室可以提供大量實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)環(huán)境，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)環(huán)境的布置和搭配可以方便的創(chuàng)建出各種各樣的實(shí)驗(yàn)。比如單擺、彈簧振子或者驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)都可以在較短時(shí)間內(nèi)就制作出來(lái)。又比如帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的一些復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)都可以利用仿真軟件進(jìn)行模擬演示，還可以利用該軟件“運(yùn)行”菜單欄下的“實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線”，把各物理量之間變化關(guān)系曲線描繪出來(lái)，使一些復(fù)雜、抽象的物理過(guò)程和物理狀態(tài)問(wèn)題變得形象直觀，便于學(xué)生理解掌握。利用該種軟件模擬實(shí)驗(yàn)成本低，便于操作，只要教室有多媒體就可以操作演示。

結(jié)論：總之，在高中物理課上開(kāi)展低成本實(shí)驗(yàn)，是對(duì)環(huán)保理念的一種貫徹，也是為了讓高中生更加方便參與到物理實(shí)驗(yàn)中，鍛煉高中生的思維能力以及實(shí)踐能力。針對(duì)目前物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，低成本實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中仍然有著廣泛的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景，教師要注重對(duì)低成本實(shí)驗(yàn)的靈活應(yīng)用，發(fā)揮出低成本實(shí)驗(yàn)的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]閻金鐸，郭玉英.中學(xué)物理教學(xué)概論（第三版）.高等教育出版社.2009（12）：110-111.

[2]竇興明.基于核心素養(yǎng)的高中物理課堂教學(xué)目標(biāo)的構(gòu)建——以“研究平拋運(yùn)動(dòng)”教學(xué)為例.物理教學(xué)，2019（04）：37-39.