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刊名: 基础教育课程
主办: 教育部基础教育课程教材发展中心
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 1672-6715
CN: 11-5187/G
邮发代号: 80-447
投稿邮箱:jcjykczz@163.com

历史沿革:
现用刊名:基础教育课程
曾用刊名:中小学图书情报世界
创刊时间:1993

自制器具进行低成本实验

【作者】 杨 伟

【机构】 四川省岳池县第一中学

【摘要】
【关键词】
【正文】  摘 要:物理源于生活,物理实验更与生活密不朽中分, 所需的器材比较简单易找。因此, 做为一名初中物理教师,我们应该具备自制教具开展低成本实验的能力,带领学生自制实验器具,让他们学会利用我们日常生活中的现有物品, 开展实验探究。
  关键词:初中物理 自制器具 低成本实验 开展
  自制实验器具是培养学生创新能力的重要方法,初中物理作为培养学生科学素养的启蒙教育,要求学生自制实验器具开展实验探究也属于创新实验能力的重要内容,不但如此,还能促进学生实验成本意识,培养他们利用身边器材创新研究的动手能力。下面,我结合书中的例子,谈谈如何进行成本实验教学。 
  一、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,在进行用水和玻璃做光的色散实验2时,我们可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。又如,在“用纸杯做个简易的电话”的实验中,我们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.
  二、应用低成本实验可以不断改进演示实验, 增强演示实验的趣味性、直观性, 启发学生思维, 加深对物理概念的理解。例如,在“压强”的教学中, 为使学生弄清压力、受力面积和压强这三者的关系, 向学生举了杂技表演--人压钉板一例。提问学生“人体为什么没有被钉戳破皮肤?”许多学生认为是练出来的“硬功夫”。可以用如下的演示实验来寻找答案, 出示两块木板, 一块木板上装有三到四颗钉子, 另一板上装上密密麻麻的许多同样的钉子, 把盛满红水的同规格的两个薄塑料封口袋, 分别轻轻放在两板的钉子上, 让学生观察实验现象, 结果放在三到四颗钉子上的薄塑料封口袋被戳破, 红水流出, 另一袋没被戳破, 为什么会出现这样的现象呢? 要求学生从课本中找出答案, 得出实验结论: 在压力一定的情况下, 增加受力面积可以减小压强, 所以杂技演员可以躺在密密的钉子板上, 安然无恙。也可以做一个“吹气断铁丝”的教具: 取一20厘米左右的扁铁, 把扁铁一端的一半磨出一刀刃另一半磨平, 再把做好的扁铁立在一木板上;在一个底座上立起两根支架, 在支架上面固定一条细铜丝(0.6mm左右的); 拿一个塑料袋, 开口处放一塑料管再扎紧(只要往塑料管吹气塑料袋会膨胀就可以);实验时, 把塑料袋放在底座上,上面再放上固定扁铁的木板;上课时可以先叫个壮实的男同学上来吹气, 吹气时把扁铁磨平的地方对准铜丝, 可以看到男同学吹的面红耳赤也没把铜丝“吹”断只是把铜丝“吹”长了; 再换一个瘦小的女同学来吹, 换用扁铁有刀刃的地方对准铜丝, 女同学很轻松就把铜丝“吹”断了。这样既可以活跃课堂气氛调动学生的兴趣, 又能使学生弄清压力、受力面积和压强这三者之间的关系。
  三、应用低成本实验还可以创造性地设计小实验, 让学生真正理解物理概念, 突破教学难点。例如,巧用乒乓球化解浮力教学中的难点实验: 浮力方向总是竖直向上的。浮力的方向在初中物理教材中, 没有专门的实验直观显示, 学生虽能理解浮力的方向是向上的, 但理解“总是竖直向上的”就有一定的困难。为了突破这一难点, 可以设计如下一个实验, 让学生眼见为实: 将软线的一端用透明胶固定在乒乓球上, 线的另一端固定在一个去了底的可乐瓶口( 口用瓶塞塞好), 往可乐瓶中灌水, 乒乓球浮在水中, 此时系着乒乓球的线是竖直的, 说明乒乓球受到水的浮力是竖直向上的。将可乐瓶倾斜, 系乒乓球的线仍然是竖直的, 说明乒乓球受到的浮力仍是竖直向上的。向不同方向倾斜可乐瓶, 会看到线总是竖直, 所以浮力方向“总是竖直向上”的。课后还可以布置学生回家找器材自制, 并进行比赛看谁材料选取得巧, 实验演示效果好。在应用低成本实验利用日常器具进行小制作时, 要手脑并用, 重在创新。例如, 做阿基米德原理实验, 缺少溢水杯, 可以组织学生用一次性杯子, 在杯底插入一根吸管, 吸管口低于杯口便可制成一个简易的溢水杯。
  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。
  参考文献:
  [1]杨江伟,自制教具在初中物理教学中的益处[J].中学物理(初中版),2014年。
  [2]潘忠广,初中物理课外实验的开发和应用实践[J].杭州师范大学,2015年。
  [3]郭坤,初中物理的教学与学习的新突破——自制教具、实验器材的教学与应用[J].好家长,2014年。