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    【浅谈如何挖掘农村中学低成本物理实验器材】高中物理实验

    时间:2019-04-03 03:17:06 来源:柠檬阅读网 本文已影响 柠檬阅读网手机站

      摘要:针对目前农村初中物理实验设施状况不容乐观的现状。通过利用农村常见的材料作实验仪器;巧用农村生活日用品开展实验;利用废旧物品制作实验;选用外形相似物品替换课本上的实验器材;以贴近生活的实验代替课本上的实验等方面的论述,阐述了农村初中物理低成本实验开发的途径及一些实例。
      关键词:农村初中 物理实验 低成本开发
      近年我参加了2010年“国培计划——中西部农村骨干教师培训项目”初中物理骨干教师培训。通过几位专家讲授及展示优秀教师们的优质课课例,让我耳目一新,受益匪浅。这些优秀教师在课堂上不仅将教材中要求的实验让学生探究,还开创性的利用身边的物品给学生呈现出了许多有趣的实验,如石家庄的马老师在《串联和并联》课上,利用小灯泡、硬木板、导线等设计的“加油” 发光板,很好的揭示了串、并联电路的判断规律;北京的郝老师在《大气压强》课上,利用良心壶变魔术,激发了学生的好奇心,又对大气压强的讲解做了很好的铺设;再如某教师在《光的折射》课上,利用不同浓度的糖水设计的糖水蜃景;在《光沿直线传播》课上,利用皮影体现光沿直线传播等,给了我很大启发。我在农村任教初中物理多年,基于对农村中学现状的感触和思考,越发感受到农村初中物理实验开发的紧迫性和重要意义。
      物理是—门以实验为基础的学科,实验操作能力的培养是初中物理教学的主要教学目标之一,物理实验的开展还能极大地激发学生的学习兴趣,使学生有效地把握物理基础知识,培养学生的科学态度和科学作风。物理课程标准指出:“使用身边随手可得的物品进行探究活动和各种实验,可以拉进物理学和生活的距离,让学生深切地感受到科学的真实性……”。“必须把培养学生学习物理的爱好、提高科学素养放在首要的位置” 。因此,无论是兴趣培养还是知识掌握,都应该大力加强实验教学。
      尽管农村初中办学条件有了很大的提高,但是目前农村初中物理实验设施状况不容乐观。一是实验器材、设备短缺。二是实验器材陈旧,老化严重。而且这些实验室很少对学生开放,学生进入实验室的机会少,造成了有限的资源也得不到有效的利用。然而,在一些农村中学,“做实验不如讲实验,讲实验不如背实验”的“应试实验”教学理念还支配着大多数物理教师的实验教学。
      由于初中物理实验仪器一般都比较简单,多数实验都是定性的,有些定量的实验精确度要求也不高,所以,很多物理实验仪器都可以自制或代替。实际上,教师若能因陋就简,开拓思路,利用农村常见物品和器具开发试验,也能够取得良好教学效果。可供选择的器材也很广泛。我们可以利用学生身边的生活资料、日用品、废旧材料作为实验器材来开发低成本实验。
      一、利用农村常见的材料作实验仪器
      农村学校与城市学校相比,虽然条件落后,但同时有着特殊的低成本物理实验资源。如大自然中的生活资料木材、竹子、桔杆、树叶、菜叶、羽毛、泥土等。其中,很多都可以用来做物理实验达到特殊的效果。比如,用竹子做小孔成像、潜望镜、太阳测高仪等实验;用粘土制成课堂教学所需的教具和学具,如测量大气压的存在,研究质量、密度、物体体积和外形变化与浮力的关系,演示空心以增大浮力等; 在真空不能传播声音的实验中,要求制备真空,装置的气密性和抽气机的质量都会影响实验效果。如果选用暖水瓶做实验,既方便效果又好。
      二、巧用农村生活日用品开展实验
      麦克斯韦说过:“一项演示实验使用的器材越简单,学生就越熟悉,就越想彻底地获得所验证的结果”。我们身边可以做物理实验的物品比比皆是,这些实验能使学生感受到物理知识就存在于生活中,从而激发学生的学习兴趣和求知欲。如利用日常生活用品开发的试验:筷子做成秤演示杠杆的平衡;铅笔可以做滚动摩擦比滑动摩擦小的实验,粉笔抛出去还可以演示惯性和受重力作用改变运动状态等实验;用铅笔、土豆、图钉研究固体压强;通过杯子、水、筷子、纸板,观察光的折射、大气压强的作用;用蜡烛观察熔化;用牙膏皮、易拉罐研究浮力等。
      也可利用生活中常用食品,如鸡蛋就能做很多实验,例如:在教学《浮力》时,我引导学生探究物体沉浮的条件时,将一只鸡蛋放入浓盐水中,然后缓缓倒入清水稀释、搅拌,随着盐水的不断稀释,鸡蛋排开液体的体积随着增大,由漂浮状态慢慢变成悬浮状态,最终沉入杯底。以此来演示浸在液体中物体的上浮和下沉,决定于它所受浮力和重力的合力。还可以利用鸡蛋观察热胀冷缩的性质,演示惯性、摩擦阻力现象,演示惯性现象,制作“不倒翁”,演示鸡蛋不怕压力的趣味实验。这些生活用品通过巧妙设计就能充分发挥物理实验中的效能,并创设物理教学情景,启迪学生思维,激发学生的学习主动性和积极性。
      三、利用废旧物品制作实验
      生活中有很多废弃的物品,利用这些废旧物品来进行实验探究活动,既化废为宝,体现环保,又拉近物理学与生活的距离,还增加了学生动手的机会,有利于学生动脑、动手,培养学生的实验技能及创新能力。例如,利用酒精灯加热玻璃珠,来证明绝缘体在一定条件下变成导体的实验。我们可以把玻璃珠换成废灯泡中的玻璃芯,将小灯泡换成发光二极管。用酒精灯加热玻璃芯。由于发光二极管只需很小的电流通过就可发光,所以实验容易成功。稍稍加热后发光二极管就开始发光,随着温度的升高,发光二极管发出的光逐渐增强,当玻璃芯被加热变红时,发光二极管发出亮光,以此可演示和说明玻璃在高温下变成导体。这种作法效果非常好,而且比较安全。
      再如,在证明大气压的存在的实验时,我们用一个空的易拉罐,在里面装少量水,放在酒精灯上加热至沸腾,然后用面团迅速堵住它的开口,易拉罐会变瘪。它不仅能演示大气压的存在,还能演示大气压的威力。同样,利用废弃的饮料瓶也可以做很多实验,如探究液体压强、物体的沉浮,模拟帕斯卡“裂桶”等实验;利用废旧自行车上的零件可做摩擦、杠杆、运动和力的作用等实验;利用酒瓶底可作凸透镜;很多实验器材师生都可以共同开发:利用废报纸、包装用的塑料泡沫、塑料袋也可以做很多实验。没有弹簧秤我们可以发动学生用废钢丝绕制;没有平底试管,我们用废旧的平底小药瓶代替等等。   四、选用外形相似物品替换课本上的实验器材
      演示实验的可见度直接影响到实验教学效果。如果选用体积较大常见仪器,就能增加实验仪器的可视度。例如:在探究动能跟哪些因素有关时,不同的小球可用铅球和小排球来代替,被推物体可用大的空纸盒来代替,由于铅球和小排球是农村学生上体育课所用的体育用品,用它们来做实验,学生感到非常熟悉、亲切,能激发学生的学习兴趣和好奇。同时由于铅球、排球和纸盒的体积都比较大,能让班上的所有同学看清楚整个实验的过程及现象。由于排球和铅球的质量的对比度较大,它们推动纸盒移动的距离差距较大,学生很容易明白动能跟哪些因素有关。此外,体育用品中的乒乓球、羽毛球、实心球、铅球等等都可来做代替实验。如用乒乓球演示微小形变、浮力产生原因、显示发声体振动、潜水艇模型、浮沉条件等。在做演示实验时,应尽可能选用可见度大的器材,不仅利于观察、激发学生的兴趣,而且给学生留下更深刻的印象。
      五、以贴近生活的实验代替课本上的实验
      生活中要处处观察,时时留心,随时联系物理原理、物理实验。例如九年级教材中的托里折利实验,水银蒸汽对人体有害,就不宜安排成学生实验,但可以用其他实验代替,如:找一个医用针筒,将针筒先抽水,再将水压出,然后用眼药水瓶上的小橡皮帽把针筒口封住。在活塞下加砝码,直到活塞刚能拉动时为止,这样不仅可以满意地证明大气压的存在,并且可以根据针筒的截面积粗略地测出大气压的值。
      同样是“大气压强”一节,还有“马德堡半球”实验,演示大气压强把两个半球压在一起拉不开。但农村中学并不一定有马德堡半球这种器材,我们可以将两手掌交叉合拢,排空掌心空气,再分开两手时可听到空气进入声音,同时可感受到大气压强的力量。也可换用两片玻璃,用水把玻璃间的空气排除后,两手不易掰开。通过对玻璃受力进行分析和讨论,学生对大气压强就不难理解了。这个实验既简单又能激发学生的求知欲。
      多年前,朱正元老教授就留下了“坛坛罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验”的至理名言。开发与利用物理低成本实验资源,是农村初中改变实验教学薄弱状况的有效途径,它能提高学生的实践能力和创新能力,激发教师的创造欲望;更加直观、形象、生活化的实验有助于激发学生兴趣和学习参与主动性;有助于培养学生善于观察、善于思考的能力;这些低成本实验,效果有时也比课本的正规实验更有优势,因为这种“土器材”随处可取,对学生来说比较亲切,而且大家都能做,所以很适合农村学生。如果自己设计、自己动手制作,学生看到自己的作品,他们将会获得成功的喜悦,不仅激发了兴趣,巩固了知识,还能激发创新意识,培养创造才能,真正体现了从生活走向物理,从物理走向社会的新课程标准的理念。
      参考文献:
      [1]中华人民共和国教育部 全日制义务教育物理课程标准(实验稿)[S].北京:北京师范大学出版社 2001,7(第1版)
      [2]张希博.贫困地区中学物理实验教学的现状与思考[J].实验教学与仪器,2006(2)
      [3]廖伯琴,何润伟.物理(8年级)[M].上海 上海科学技术出版社,2004,8(修改版) :
      [4]候建平.新课改下如何改进中学物理演示实验教学[J].物理实验与仪器,2007(7-8)
      [5]廖伯琴,何润伟.物理(8年级)[M].上海 上海科学技术出版社,2004,8(修改版):

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