农村中学物理实验资源的开发策略

李 婕

(平度市职业中等专业学校 山东 青岛 266700)

九年义务教育教学大纲指出“要培养学生初步的观察、实验能力”，而农村中学物理教学设施不完善，实验设备仪器欠缺，要实现这一教学目的，确实存在很多困难．由于分级办学，农村中学分归乡镇管理，多数学校资金愈来愈紧，加上管理不善，本来就配备很差的实验仪器老化、损坏、丢失，致使物理教师只能口述和板书实验，或借故不做实验，严重影响了教学效果．

目前，农村中学特别是较为偏远的农村中学的实验教学离大纲的要求还有很大差距，开展实验教学有相当的困难.如使用天平前学生不知调平或不会调平，电流表和电压表不会读数，滑动变阻器不会接入电路，实验结束后不知整理器材等，可见，加强农村中学的实验教学已迫在眉睫．

1 物理实验资源开发的制约因素

物理实验资源的开发总会或多或少地受到某些因素的影响和制约．只有全面了解和认识这些制约因素，才会有的放矢，避免不利因素的影响．总体说来，农村中学物理实验资源存在的问题有以下几点.

(1)教师实验资源观念模糊

许多中学物理教师和实验教师认为实验资源是学校的事，是上级行政部门的事，与教师不相干．至于如何开发和利用实验资源，绝大多数人都没有想过．尤其是大家只是偶尔抱怨实验室资源短缺，甚至有些教师对待实验资源短缺觉得“没有更好”．

(2)实验人力资源素质亟待提高

这里的实验人力资源主要是各学校的物理任课教师和物理实验教师．从农村中学来看，实验员主要存在以下3个问题：

1)实验员人数不足．根据人民教育出版社出版的《课程标准实验教材》试教情况分析，按照中学班额数，每个年级应有一名实验员．而从实验员统计的数据来看，根本达不到此要求．有的农村中学根本没有实验员，教师和学生若想做实验，就需要任课教师自己去实验室准备．

2)实验员业务水平低下．有的实验员对连接电路的注意事项这样的常识都不知道．有的实验员根本就不是物理专业出身，基本的实验操作都很不规范．

3)实验员年龄偏大，身体素质很差．有的学校为了照顾老教师，便从教学一线撤到实验室工作，还有的安排体弱多病的教师做实验员．任课教师会经常遇到实验教师有病请假，导致实验教学无法进行的情况．

(3)现有实验资源还没有被有效利用

(4)实验资源开发是无组织的、零散的

在中学物理教学中，实验资源的开发虽然并非像想象的那样是一片空白，但是开发出的实验资源利用率很低．这是因为开发实验资源，只是个别教师偶尔的行为，并没有学校统一的组织．由于教师对实验资源的认识有限，因此其开发实验资源出发点，只局限于以演示实验为目的，并没有系统全面的开发意识，这样开发出的实验资源零零散散，再加上对这些开发出的实验资源疏于收集和整理，就很容易使这些零散的实验资源闲置起来，甚至遗失．

2 农村中学物理实验资源开发的基本策略

教师作为开发实验资源的主人应清楚的认识到：城市中的很多东西，农村没有，这是不争的事实；农村中的很多东西，城市也没有，这也是不争的事实．任何可能的实验资源，因地域、文化、学校、师生等各自的差异而各具特色，因而实验资源具有独特性的特点．在开发实验资源的过程中，主要开发策略有3种.

2.1 从环境资源中开发

在农村山区，一山一水、一沙一石、一草一木、一件生产工具、一件生活用品、天上飞的、地上走的、水里游的、树上爬的，都是可待开发的实验资源．在该过程中，笔者将环境资源分为地理位置、田间地头、生活实际3个系列．

(1)结合所处的地理位置开发

以笔者所处的地区为例，山顶上的巨石看似摇摇欲坠，却稳如泰山，给人的视觉以极大的冲击力，让人感悟平衡之美，也可以让学生讨论物体的平衡条件．

小船在水中顺流而下．通过小船及其运动，可以研究浮力的利用，可以学习阿基米德原理，可以研究能量转化的规律，可以学习能源的开发与利用，建立环保意识和可持续发展的科学发展观．

用沙子自制沙漏计时器，既是一件玩具，又是一件物理仪器；一杯泥土、一片树叶可以用来研究土质和植物中的毛细现象．

(2)结合所在地区的田间地头开发

在不同的季节，教师应根据当地的农业生产情况，组织学生去农户家、田头上进行实地参观、访问，以便获得更多的物理知识，加强物理知识与农业生产的联系．可以通过田间地头的农具、自然界的生物来开发实验资源．

如麦子收割时，通过观察联合收割机和卡车间的运动，可以使学生认识相对运动，通过麦糠和麦粒的分离，学生可以进一步认识影响动能大小的因素．

学生通过观察犁的构造，可以理解“力的分解”，同时可以对“尖劈”的物理原理及其作用有更深刻的了解．

蜗牛在缓慢爬行，通过蜗牛弯弯曲曲的爬行路线，可以使学生认识位移与路程的区别，通过蜗牛时走时停的爬行方式，可以使学生进一步理解瞬时速度与平均速度．

小昆虫停留在水面上而不陷入水中．这一神奇的现象可以将我们带入水的表面世界．学习了表面张力后，谜底就可以揭开了．掌握了其中的原理后，类似的实验也可以由学生完成，如怎样使一根钢针或一枚硬币浮在水面而不下沉等．

(3)结合生活实际开发

家庭、学校、社会都有大量学生感兴趣的物理问题，物理实验资源的开发一定要因地制宜，紧密结合身边的生活实际使学生关心身边的物理现象，善于从物理的角度来看待自然界中丰富多彩的现象，让学生切实感受到物理广泛应用于生活及社会的各个领域．

教师应选择与学生生活联系密切的素材用于教学．课堂教学中，教师可以选择可乐瓶、易拉罐、饮料瓶、吸管、玩具等生活中常见的物品来做物理实验．如在文献[6]中谈了利用日常生活用品做实验的案例，其中用鸡蛋做的实验有“砸不烂的鸡蛋”、烧瓶“吞吐”鸡蛋、“10 s内把鸡蛋竖起来”等，其中巧妙的构思、细致的观察让人拍案叫绝．

学生的课后作业也应该因地制宜地引导学生收集周围生活中实验器材，如：小棒用于“压强”实验；乒乓球用于浮力实验；废气球用于液体内部压强实验；断钢锯条用于演示力的大小与形变的关系、音调与频率的关系等实验；注射器用于“气体液化”、“液体沸点从与压强的关系”等实验的探究，它还可以用作小量筒量取液体，替代滴管吸取液体．输液瓶、矿泉水瓶等都可用于物理实验．

此外，教师应把一些与学生的生活密切相关的事物引入物理实验课，增加学生对物理课的亲切感．

如切菜时用菜刀，劈柴用斧头，似乎人人皆知．然而，人们为什么不用斧头切菜、用菜刀劈柴？是锋利程度的原因？还是重量的原因？或是刀背厚度的原因？还是兼而有之？这是一个很有意义的力学问题，弄清了原因，也许学生可以设计出更省力的劈柴工具．

挑选瓷器时，有经验者在挑的时候有一个绝招，用食指在瓷器边缘上轻轻敲击,如发出清脆的罄一般的声响,表明瓷器胚胎细腻、烧制好,如敲击声发哑,则烧制不好，还可能有裂缝．这实际上是根据声音的音色不同来挑选的．

2.2 从资源中重组

在定性的实验和精度要求不高的实验当中,利用日常生活用具就可进行的物理实验，应该受到充分的重视．一方面是因为经济的原因，另一方面由于它们可以在实验室之外的环境里(如家中或户外)随时进行，从而为充分利用自然条件或社会环境中的物理教学资源提供了方便．在该过程中，笔者将资源重组分为“开发成新项目”、“改装一些日常生活中的用品使之成为教学仪器”两个系列．

(1)开发成新项目

让学生制作模型、绘制挂图、用简陋材料制作教具、仪器．如用泥块捏一些物理模型；用废磁铁块、漆包线绕制的线框制作简易的小电动机；利用废旧材料、普通铁皮和电线做一台小电动机模型；用废可乐罐做“针孔照相机”小玩具．通过这些小制作配合相应的观察活动，能使学生所学知识得到巩固和深化，在制作中激发兴趣，培养动手能力．

(2)改装一些日常生活中的用品使之成为教学仪器

如“研究压强与液体深度的关系”实验中的平底试管，改用装药用的透明平底塑料管，因本身重量减轻，当沙子重量改变相同的情况下，浸入液体的深度变化明显，减小了认读困难和实验误差；再如用日光灯启辉器改装成“双金属片膨胀演示器”；用注射器改装成“粗测大气压值”的仪器，用粗细不同两个注射器(差别越大越好)改装成“连通器”和“液压机原理演示器”等，这些改装不仅取材容易、方便经济，而且效果明显．

2.3 仪器重组

仪器重组，即把两种或两种以上的器材组合起来，演示新的实验．仪器巧妙重组可以创造性地设计小实验，使学生真正理解物理概念，突破教学难点．

如用输液时用过的葡萄糖溶液瓶、去掉金属盒的压强计、染了色的水组装成如图1所示的装置，可以用来演示“改变物体内能”实验．操作如下：

(1)用布条摩擦葡萄糖瓶，过一会儿，U型管中的水柱出现了高度差．这说明通过做功可以使瓶中气体的内能增大．

(2)用双手握住葡萄糖瓶(或将用温水浸过的布条贴在瓶上)，过一会儿，U型管中的水柱出现了高度差．这说明通过热传递可以使瓶中气体的内能增大．该实验将内能的变化巧妙地用压强计水面的高度差显示出来．

图1 改变物体内能的实验

用该装置演示实验，水柱的高度差在短时间变化明显，效果很好；而且这一装置可以演示改变内能的两种方式，一举两得．

用乒乓球和可乐瓶组合可化解浮力教学中的难点．具体做法如下：将柔软细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(用瓶塞塞好)，开口的瓶底朝上.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，实验演示效果良好．

由上可见，在农村中学仪器设备不足，实验条件差的情况下，解决该问题主要靠教师自己．广大农村教师若能按照朱正元先生倡导的“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”的实验思想，就地取材，选取日常生活中的一些物品做实验器材，自制一些简易的仪器或零件做实验，就能使学生感到物理就在身边，学习物理并不神秘．

参考文献

1 王颖．低成本实验对中学物理教育的促进．龙岩学院学报，2005(6)

2 刘炳升．科技活动创造教育原理与设计．南京：南京师大出版社，1999

3 易其顺．低成本物理实验开发的研究．教学仪器与实验，2004(11)

4 廖建平．中学物理教学中低成本实验的思考．科技信息，2007(9)

5 范爱民．刍议实验教学资源及其开发策略．中学物理教学参考，2005(5)

6 黄国雄．利用日常生活用品做实验．物理教学探讨，2006(9)

7 黄国雄．创造性的鸡蛋实验——“鸡蛋中的物理学”续篇．教学仪器与实验，2000(7)

8 黄国雄．贫困地区和农村学校怎样开发与利用课程资源．物理教学探讨，2006(11)

9 黄金海．农村中学物理教学的一些策略．青海教育，1994(6)

10 中华人民共和国教育部．全日制义务教育物理课程标准．北京：北京师范大学出版社，2001