中学物理低成本实验教学

摘 要：提高中学生实验的观察能力和动手能力的培养,是全面提高学生素质的一个十分重要的方面.但分析中学物理实验教学现状、初中新教材实施的基础上,提出为了充分发挥学生思维的主体性,促进学生创造性思维的培养,提高学生的创新能力,应改革实验教学现状及进行低成本实验教学的必要性.

关 键 词：低成本实验教学；直观教学

中图分类号：G632文献标识码：B文章编号：1672-1578（2015）05-0338-01

物理学是一门实验科学,尤其是现在使用的新课本,物理教学时要以物理实验作为出发点,作为帮助学生探究物理知识的桥梁.

但分析中学物理实验教学现状、初中新教材实施的基础上,提出为了充分发挥学生思维的主体性,促进学生创造性思维的培养,提高学生的创新能力,应改革实验教学现状及进行低成本实验教学的必要性,并举例阐述了在初中物理教学中如何进行低成本实验教学.

1.中学物理实验教学现状与新课程标准之间存在着差距

中学物理实验是学生学习、研究物理的基础,是培养学生的创新精神和提高创新能力的不可替代的实践环节.然而在中学物理实验教学中却存在着许多问题：

其一：重理论轻动手.由于中考中实验内容采用笔试和许多老教师上了多年老教材；一些学校的实验仪器设备条件不十分完备,特别是在农村学校；未考虑实验这项繁琐复杂的工作,由于评估体系的严重偏差,消弱了实验这一环节.有的教师用教师演示实验代替学生动手实验；甚至引发了"做实验不如讲实验","讲实验不如背实验"的荒谬作法,加之多媒体进入课堂,使得部分教师过分追求和迷恋多媒体的模拟实验,让学生看看了事,不重视让学生看实物和实际操作.这样做结果是影响了学生思维能力和动手能力的发展.

其二：只动手不动脑.有的教师为了赶进度舍不得在实验上花时间,在学生实验中让学生盲目地照课本或教师讲的步骤按部就班,机械操作,更有甚者教师预先印发实验报告让学生照"实验报告"逐条操作,填写数据.这样学生做完实验知其然而不知其所以然,同样影响了学生思维能力和创造能力的发展.

总之,目前相当数量的教师不做或少做实验,放弃了运用实验的直观教学方法,这一现象严重妨碍了培养具有创新能力的人才.

2.自制低成本实验教具

由于初中实验往往跟我们的生活联系十分密切,所需的器材比较简单易找.因此,做为一名中学物理教师应该具备自制教具开展低成本实验的能力.学会利用我们日常生活中的现有的物品,及学生身边的物品来做实验.例如：1.用水和玻璃做光的色散实验2.在玻璃上滴上一滴水做凸透镜等等,这些器材学生都非常的熟悉,随手都可以得到,更有利于使学生明白物理就在身边,物理与生活联系非常紧密.另外,还可以开展各种课外科技活动小组,让学生自己找身边的材料动手做一做,感受物理知识的精妙,提高学习的兴趣.

低成本实验取材简单,常常使用日常用品甚至废弃物品取代实验室专用器材,因而花费很少,因此要善于发现身边的"低成本实验".

例如：用纸杯做个简易的,还可以做个小孔相机、用钉子和木板做的压力小桌等等.但是,更值得欣赏和提倡的不是实验器材的简单替代,而应该是实验装置的简化.因为"实验的教育价值与实验装置的复杂程度成反比".而实验装置的简化,特别要对一个原本已不太复杂的实验装置做进一步的简化,实际上不是一件简单的工作.例如,我们知道,直流电动机中有一个被称为其构造特征的重要部件换向器,它的作用就是在转子线圈转动时相应周期性地改变输入电流的方向,使线圈得以持续地转动.如果想把这个本不十分复杂的换向器也省掉,即要设计一个简化的、不用换向器的电动机：用漆包线绕一个三匝左右的方型线圈,两抽头位于其中两对边的正中间且在同一条直线上,把线圈置于两个固定在泡沫板上的M型导电金属架上,当线圈平衡时,以漆包线抽头和导电支架接触点为半圆顶点,左右刮去一半的漆,另一个抽头的漆全都刮掉；将线圈放在金属架上,在线圈下放一个喇叭（纸盆朝下）,再给两金属架分别通上正负电源,线圈将会转动起来,这就是一个简易的电动机模型了.

总之,初中物理教材的演示实验、学生实验及课外小实验已形成一个完整的体系,做好这些实验,使学生在知识、智能、技能等方面的综合素质得到较好地发展,从而才能真正实现由应试教育向素质教育转轨的效能.而低成本实验在初中的开展不仅适应了新教材的课改理念,也弥补了一些学校仪器的不足,更将使学生学以致用,将所学的知识与实践相结合,应用到实践中,既巩固了知识,又使所学的知识得到升华.让学生尽情体会"从生活走向物理"的乐趣.

3.低成本实验的教育特点

在理科教育改革中,有一种令人深思的趋向,这就是无论是在发展中国家还是在工业发达国家,都主动运用低成本的器材,如日常生活的用品、玩具、废料、边角料来制作小制作,即开发低成本小制作、小实验,这似乎与现代科技现代化的发展不相称,这种求朴返真,是由自制教具等小实验的教育特点所决定的.低成本实验具有如下特点：

3.1价廉.由于它随手取材,教师和学生自己制作,成本价廉,有利于普及,特别对边远山区和贫困农村,自制低成本教具是解决资金短缺的得力措施.

3.2亲切.由于取材于学生身边熟悉的东西而且制作又比较简单,因此有利于消除学生实践研究的神秘感,激发学生参与活动和学习的兴趣,这是激发学生学习动机的钥匙,这正是许多学生喜欢自制教具的直接原因.

3.3简单明了,易于揭示事物的本质特征.由于这些教具主要是教师或学生在教师的指导下完成的,教师对教学的需要体会深切,力图使设计符合学生的认识规律.因此应用它的教学效果一般都比较好.

3.4含创造教育因素.由于教具自己制作,往往在构思.在取材或在局部结构方面可以有自己的特点和某些改进,或者在制作过程中遇到这样那样的问题,需要自己解决,会给学生以创造的启示,有效地开发学生的智力和发展良好的、非智力因素.同时学生在做的过程中得到了动手的锻炼,而当成功时将具有极大的成就感,这不仅激发了学生的兴趣,在学习动机方面也将起到极大的作用.

因此,低成本实验具有现代教育思想的本质特征,体现了精神的现代化（当然也不排除采用现代化的物质和技术）,具有强大的生命力,能够得以广泛的开展.

通过上面的例子,我们还可以认为：低成本实验教具,是低成本而智慧不低,成本低而价值不低.使用身边随手可得的物品进行探究活动和各种物理实验,可以拉近物理学与生活的距离,让学生深切地感受到科学的真实性,感受到科学和社会、科学和日常生活的关系.另一方面,要大力开发和利用日常生活用品作为教学用具,由于这些物品本来的用途并不是进行物理实验,所以这种做法本身就是一种创新.当然利用日常生活用品做实验,对教师的业务素质要求较高.不仅自己要动手参与设计和制作,还需要指导和帮助学生进行小制作、小发明.不仅需要专业知识,还需要一定的动手能力.所以加强教师知识培训和专业素质培训也是非常重要的.