低成本物理实验的特点和教育功能

低成本物理实验的特点和教育功能

李亚东

四川省苍溪县五里小学校628400

物理学实验是人类认识世界的一种重要活动，是进行科学研究的基础。物理教学同样也离不开实验，所以说物理实验是极其重要的。然而，贫困地区的农村中学实验设施差，仪器陈旧老化，严重短缺，这些客观因素影响了中学物理实验的正常开展。而改善贫困地区农村中学物理实验的一项重要措施就是大力加强低成本物理实验的开发。纵观物理学史上最美的十大实验，绝大多数都是采用最简单的实验设备却揭示了最深刻的物理原理。低成本实验成本低而智慧不低、成本低而内涵不低。

一、低成本物理实验的特点——成本低廉

因为它是教师和学生就地取材，亲手制作，所以成本低廉，有利于普及，特别是弥补落后地区物理实验教学器材的不足。已故著名物理学教育家朱正元教授生前曾反复提倡“物理教师要能为无米之炊”，“要坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”。只要我们善于观察、勤于思考、敢于实践，就会发现我们身边的生活资源很多可以被利用：

1.生活用品资源。我们身边可以做物理实验的物品比比皆是，如用筷子做秤演示杠杆的平衡；铅笔可以做滚动摩擦力比滑动摩擦力小的实验，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；牙膏皮做浮力实验等。

2.食品资源。食品是我们赖以生存的物质，利用生活中的食品（鸡蛋、面粉、马铃薯、苹果、西红柿、冰棍）可以做很多物理实验，它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。

3.报废的仪器资源。实验室里或多或少都有一些废旧的仪器，把有用部分拆下来，经过加工组合，便能制成有用的实验器材或教具。

4.废旧物品资源。在我们的生活中有很多的废弃物品，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，又拉近了物理学与生活的距离，同时还增加了学生动手的能力。

5.体育用品资源。可利用体育用品中的乒乓球、羽毛球、实心球、铅球等做物理实验。如用乒乓球做演示微小形变、浮力产生原因、演示发声体振动、潜水艇模型等。

二、低成本物理实验的教育功能

随着我国经济的发展和政府对教育投入的不断加大，很多人认为低成本实验的开发已经失去了价值，这是对低成本实验的认识误区。无论是经济条件好或是不好的时候，我们都不能抛弃低成本实验，因为它具有如下独特的、不可替代的教育功能：

1.激发学生学习科学的兴趣。九年义务教育初中物理教学的目的之一是引导学生学习物理的初步知识及其实际应用，了解物理知识对提高人民生活、促进科学技术发展以及在社会主义建设中的作用。兴趣是最好的老师，要使学生学好物理学知识，首先要培养学习的兴趣。心理学认为，引发学生的好奇心和启发思维是提高学生学习积极性的有效途径。单调的学习内容，学习难度大，会降低学习兴趣和丧失信心。有效的教学应形成似懂非懂、一知半解的问题情境，对内容的理解或不完全理解产生的疑惑、矛盾、惊讶能引起学生的求知欲和学习兴趣，激发主动学习的愿望。低成本实验则可达到上述要求，这是因为：

（1）低成本实验装置取自日常生活、生产中非常熟悉的材料，把它搬到课堂上，容易引起学生的好奇。学生所注意的不是装置本身，而是注意老师如何演示的现象，引起学生对现象的观察。

（2）有利于克服学生的畏难情绪，消除物理的神秘感。大多数学生都认为物理难学，在思想上首先被困难吓住，失去了学习物理的兴趣和信心。低成本实验所演示的现象与日常生活中的现象容易吻合，能够消除学生对物理的神秘感，使学生感到物理就在身边、就在日常生活中，从而树立起学习的信心。

（3）帮助学生明确学习目的，激发学生的学习自觉性。初中生特别是农村的初中生由于受各种条件的制约，学习往往处于被动状态。在现行教育体制下，把升学作为学习的唯一目的，很少把学习作为增长自己才干和技能的过程。在物理教学中尽可能多做演示实验，能促使学生把物理知识与实际更加紧密地联系起来，懂得物理不但有趣而且很有用，初中的物理知识也能解决生活和生产中的实际问题，从而激发他们学习物理的动机，把被动学习变为主动学习。

2.物理低成本实验易于培养学生的创新意识和情趣。传统物理教学只注重传播知识，不重视对学生技能、方法和态度、情感方面的训练和教育，导致大部分学生学习了物理学知识却缺乏面对实际的意识和勇气，缺乏解决实际问题的方法和技能，缺乏创新发展的愿望和情趣，在某种程度上成为缺乏创造能力、知学不知用的“书呆子”。可见，这种脱离实际、轻视动手的做法对于青年学生的成长是非常有害的。

开发低成本实验，取身边随手可得的废旧材料，经过改造利用，变废为宝，有利于培养学生理论联系实际、联系生活和勤俭节约、热爱劳动人民的良好品质，有利于培养自觉将所学知识用来服务社会、造福人类的价值观念。开发低成本实验，必须经过学生自己的设计和思维加工，有利于培养学生动手动脑、主动探究的良好习惯，使学生经历探究过程，学习探究方法，培养自学能力。而学生自主地开发试验，必定会融入自己创造性的劳动，使学生感受创造，增强自信、经历成功、体验愉悦、了解自身的价值与能力，可用于培养学生勇于创新的精神和稳定的探究热情。而这些情感、态度、价值观等方面的心理因素，与知识、技能、方法一样，均属于学生综合素质中必不可少的部分，对于人文主义教育理念下学生平衡协调的发展来说，其意义远在于几个具体的实验之上。