开发“低成本”资源 设计“高见度”实验

吉临荣

“开发低成本实验是我国教育条件的客观需要”[1]，低成本物理实验成本低，但智慧不低，技术不低，价值不低，它代表了中学物理实验教学的一种发展趋势和方向，因此大力开发农村初中低成本物理实验资源具有广阔的前景。利用低成本实验资源设计的实验，不仅要追求实验准备的简单、实验装置的简化、实验操作的简便、实验现象的简明、实验时间的简短，更要追求实验可见度的提高。也就是在实验时能让全班同学都看清楚实验装置、操作过程、产生现象、读出数据等。演示实验可见度的大小是标志演示实验成败的关键之一[2]，下面笔者结合自身的研究实践谈谈如何提高低成本实验的可见度。

一、尺度

1.增大仪器尺寸

心理学研究表明，体积越大的物体对人脑的刺激越强烈，在人脑中产生的印象越深刻，也越容易激发人的好奇。为了使学生在教室不同的方位都能清楚地观察到实验现象，设计或使用的仪器必须达到一定的尺寸。如讲解温度计、电流表、电压表、滑动变阻器等器材的结构和读数，以及演示其用法时，尽量使用较大尺寸的演示用实物；在探究动能跟哪些因素有关时，可用实心球和小排球代替质量不同的小钢球，被推物体可用大的空纸盒来代替；在做动能跟重力势能相互转化实验时，可用篮球来代替小金属球，用绳把球吊在天花板上让学生来做。在做演示实验时，应尽可能选用可见度大的器材，这不仅能增强演示效果，而且能激发学生的兴趣，引导学生观察思考，给学生留下深刻的印象。

2.放大微小现象

有些仪器不宜做得太大，做大了会影响实验效果。如在做磁化和去磁实验时，细铁屑若用大头针代替则效果不明显；带电体吸引轻小纸屑实验中，纸屑做大了吸不上来；分子间有引力的实验中，铁丝圈做大了不会产生肥皂液薄膜。这时可配合使用投影仪，通过调节投影仪镜头的方向把细小的仪器放大投影到竖立的屏幕上，这样可增加实验的可见度。有些物理现象本身很微小，不易察觉，这时可用光、电或机械等各种放大装置增大演示效果。如在教学苏科版九年级教材《电流的磁场》中的电磁铁时，若用吸引大头针的多少来判断螺线管通电时有磁性，插入铁蕊后磁性大大增强，后者现象尚可，而前者现象很微弱。实验中可把软铁棒附在指针下端，应用指针偏转放大，效果就明显多了，同时还可以通过指针偏转的角度判断磁性的强弱。

二、高度

1.置于适当高度

为了使全班学生都能看清楚，演示仪器必须要放置在一定高度，目前有些学校使用的两用物理实验器材准备箱（如图所示），正常使用时可作携带器材的工具箱，倒过来放在讲台上（器材箱四角的木柱做长些作脚）底面又可作演示小平台，提高了演示实验的高度，效果很好。

2.变平面为立面

如在用铁屑显示条形、蹄形等磁铁周围的磁场实验中，铁屑在玻璃板上分布是平面现象，学生无法看清楚，这时可用投影仪把铁屑分布排列情况投影到竖直屏上，没有投影仪的农村学校可用大平面镜与水平方向成45°角放置，让学生观察到平面镜里竖立的虚像。在连接电路教学时，要使用演示教板，把电路器件安装在竖立的木板上，这样演示时学生能清楚地看到线路的具体连接过程。

三、色度

1.将器材染色

根据心理学知识，新颖的色彩能吸引学生的注意力。为了把不太明显的部分显现出来，通常将实验材料染上易刺激学生视觉的颜色使可见度倍增。如在带电体吸引碎纸屑的实验中，用白色塑料薄膜条在毛衣上摩擦带电多、效果好，但不能用白纸做碎屑，而要用红色或黑色纸屑；在水和酒精混合研究分子间有空隙实验中，水要染成红色；在做光的直线传播实验时，为了让学生看清光路，要用“玩具激光灯”发出红光或绿光，并在空气中喷些烟雾、在水中加一些牛奶、将玻璃一面打毛糙，就能清楚地显示出光路。

2.将背景衬色

在器材染色不方便时，也可用背景衬托法增强对比度。在遇到演示材料的颜色浅时，可在此材料背后加上黑色的衬幕；实验材料颜色深时，可在背后加上白色的衬幕，这样能使学生清楚观察到实验产生的现象。如焦耳定律的实验中，烧瓶中的煤油因不与水相溶，不容易着色（当然可用红宣传色着色），这时在仪器后面衬上一块白色硬纸板，液面的变化情况就清晰可见。

四、程度

为了让学生更好地理解和掌握物理现象的规律性，有时不只是让学生看到一些静态的物理现象，还要让他们观察到物理现象的变化和发展过程。如用磁铁吸引铁屑来说明两个不接触的物体也能发生力的作用，但当磁铁慢慢靠近铁屑时，学生不易观察到磁铁和铁屑之间发生的“虽不接触，但互相吸引”的短暂过程，只是看到磁铁吸了些铁屑的结果。可以改成把两蹄形磁铁放在两小车上，小车再放到玻璃板上，让两磁铁的同名磁极相对应，先使两小车靠近再松手，可以看到两小车因同名磁极互相推斥而相向运动，这既表明了不接触的物体间有力的作用，又表明力的作用是相互的。对于过程短暂而又无法用其他实验代替的实验，可先用摄像机拍摄下来，再用放“慢镜头”的方法，也可设计多媒体课件，让学生看清楚其具体过程。如子弹打穿木板的过程，利用多媒体来演示使学生看清楚每一个细节，增强了演示效果。

五、广度

1.增多感官刺激

实验演示时，尽可能给学生以多种感官刺激。如在蒸发需要吸热的实验中，可用棉球蘸些着色的酒精擦在学生手背上，让学生在看到酒精斑变小的同时，还闻到酒精味道，并有凉的感觉，从视觉、味觉、触觉三方面给学生留下深刻难忘的印象。再如在探究“不接触的物体间可不可以有力的作用”时，用扬声器中的圆磁铁吸引茶叶盒，不但可以看到磁铁吸引茶叶盒现象，还有强烈的撞击声响，比吸铁粉效果要好得多。

2.增大观察范围

变继时实验为同时实验，让学生同时观察几个类似的实验，比较分析出异同点，得出结论。如苏科版八年级教材《力与运动关系》中探究阻力对物体运动的影响（即伽俐略斜面实验），图中三个实验先后演示，易使学生造成教者松手时初速度不等的误解，也易使学生思维中断，影响逻辑推理，另外手动放车，平衡很难把握，小车易偏离轨道。而利用磁控或机械装置让三只相同的小车在相同的高度同时滑下，学生直观地观察到三只小车在不同粗糙表面的轨道上滑行的距离，便于学生观察比较，形成完整的感性认识和连贯的思维推理，从而得出结论。

3.增多演示人数

尽可能变教师演示为学生分组演示。如苏科版八年级教材《浮力》中探究阿基米德原理，若在烧杯口下面另一侧垫一小物块代替溢水杯，或直接使用量筒，把探索阿基米德原理的演示实验改为学生分组演示，让学生亲自动手操作，就近观察分析，澄清迷雾，总结规律，在“玩”中求知。

总之，开发低成本实验资源是物理教师的终身追求，设计可见度较高的实验更是一门无止境的艺术。教师要用现代化的手段、娴熟优美的动作，配以简练生动的“解说词”，给学生以新、异、奇的感受和美的回味，以不断提高课堂效益。

参考文献

[1] 苏明义.新版课程标准解析与教学指导（初中物理）.北京：北京师范大学出版社，2012.

[2]沈新华.浅谈提高物理演示实验的可见度.中小学实验与装备，1994（1）.

[3] 阎金铎，王志军等.中学业物理教材教法.北京：北京师范大学出版社，2002.

[4] 文马达.提高中学物理演示实验可见度方法的探索.云南教育（中学教师），2011（5）.

【责任编辑 郭振玲】

“开发低成本实验是我国教育条件的客观需要”[1]，低成本物理实验成本低，但智慧不低，技术不低，价值不低，它代表了中学物理实验教学的一种发展趋势和方向，因此大力开发农村初中低成本物理实验资源具有广阔的前景。利用低成本实验资源设计的实验，不仅要追求实验准备的简单、实验装置的简化、实验操作的简便、实验现象的简明、实验时间的简短，更要追求实验可见度的提高。也就是在实验时能让全班同学都看清楚实验装置、操作过程、产生现象、读出数据等。演示实验可见度的大小是标志演示实验成败的关键之一[2]，下面笔者结合自身的研究实践谈谈如何提高低成本实验的可见度。

一、尺度

1.增大仪器尺寸

心理学研究表明，体积越大的物体对人脑的刺激越强烈，在人脑中产生的印象越深刻，也越容易激发人的好奇。为了使学生在教室不同的方位都能清楚地观察到实验现象，设计或使用的仪器必须达到一定的尺寸。如讲解温度计、电流表、电压表、滑动变阻器等器材的结构和读数，以及演示其用法时，尽量使用较大尺寸的演示用实物；在探究动能跟哪些因素有关时，可用实心球和小排球代替质量不同的小钢球，被推物体可用大的空纸盒来代替；在做动能跟重力势能相互转化实验时，可用篮球来代替小金属球，用绳把球吊在天花板上让学生来做。在做演示实验时，应尽可能选用可见度大的器材，这不仅能增强演示效果，而且能激发学生的兴趣，引导学生观察思考，给学生留下深刻的印象。

2.放大微小现象

有些仪器不宜做得太大，做大了会影响实验效果。如在做磁化和去磁实验时，细铁屑若用大头针代替则效果不明显；带电体吸引轻小纸屑实验中，纸屑做大了吸不上来；分子间有引力的实验中，铁丝圈做大了不会产生肥皂液薄膜。这时可配合使用投影仪，通过调节投影仪镜头的方向把细小的仪器放大投影到竖立的屏幕上，这样可增加实验的可见度。有些物理现象本身很微小，不易察觉，这时可用光、电或机械等各种放大装置增大演示效果。如在教学苏科版九年级教材《电流的磁场》中的电磁铁时，若用吸引大头针的多少来判断螺线管通电时有磁性，插入铁蕊后磁性大大增强，后者现象尚可，而前者现象很微弱。实验中可把软铁棒附在指针下端，应用指针偏转放大，效果就明显多了，同时还可以通过指针偏转的角度判断磁性的强弱。

二、高度

1.置于适当高度

为了使全班学生都能看清楚，演示仪器必须要放置在一定高度，目前有些学校使用的两用物理实验器材准备箱（如图所示），正常使用时可作携带器材的工具箱，倒过来放在讲台上（器材箱四角的木柱做长些作脚）底面又可作演示小平台，提高了演示实验的高度，效果很好。

2.变平面为立面

如在用铁屑显示条形、蹄形等磁铁周围的磁场实验中，铁屑在玻璃板上分布是平面现象，学生无法看清楚，这时可用投影仪把铁屑分布排列情况投影到竖直屏上，没有投影仪的农村学校可用大平面镜与水平方向成45°角放置，让学生观察到平面镜里竖立的虚像。在连接电路教学时，要使用演示教板，把电路器件安装在竖立的木板上，这样演示时学生能清楚地看到线路的具体连接过程。

三、色度

1.将器材染色

根据心理学知识，新颖的色彩能吸引学生的注意力。为了把不太明显的部分显现出来，通常将实验材料染上易刺激学生视觉的颜色使可见度倍增。如在带电体吸引碎纸屑的实验中，用白色塑料薄膜条在毛衣上摩擦带电多、效果好，但不能用白纸做碎屑，而要用红色或黑色纸屑；在水和酒精混合研究分子间有空隙实验中，水要染成红色；在做光的直线传播实验时，为了让学生看清光路，要用“玩具激光灯”发出红光或绿光，并在空气中喷些烟雾、在水中加一些牛奶、将玻璃一面打毛糙，就能清楚地显示出光路。

2.将背景衬色

在器材染色不方便时，也可用背景衬托法增强对比度。在遇到演示材料的颜色浅时，可在此材料背后加上黑色的衬幕；实验材料颜色深时，可在背后加上白色的衬幕，这样能使学生清楚观察到实验产生的现象。如焦耳定律的实验中，烧瓶中的煤油因不与水相溶，不容易着色（当然可用红宣传色着色），这时在仪器后面衬上一块白色硬纸板，液面的变化情况就清晰可见。

四、程度

为了让学生更好地理解和掌握物理现象的规律性，有时不只是让学生看到一些静态的物理现象，还要让他们观察到物理现象的变化和发展过程。如用磁铁吸引铁屑来说明两个不接触的物体也能发生力的作用，但当磁铁慢慢靠近铁屑时，学生不易观察到磁铁和铁屑之间发生的“虽不接触，但互相吸引”的短暂过程，只是看到磁铁吸了些铁屑的结果。可以改成把两蹄形磁铁放在两小车上，小车再放到玻璃板上，让两磁铁的同名磁极相对应，先使两小车靠近再松手，可以看到两小车因同名磁极互相推斥而相向运动，这既表明了不接触的物体间有力的作用，又表明力的作用是相互的。对于过程短暂而又无法用其他实验代替的实验，可先用摄像机拍摄下来，再用放“慢镜头”的方法，也可设计多媒体课件，让学生看清楚其具体过程。如子弹打穿木板的过程，利用多媒体来演示使学生看清楚每一个细节，增强了演示效果。

五、广度

1.增多感官刺激

实验演示时，尽可能给学生以多种感官刺激。如在蒸发需要吸热的实验中，可用棉球蘸些着色的酒精擦在学生手背上，让学生在看到酒精斑变小的同时，还闻到酒精味道，并有凉的感觉，从视觉、味觉、触觉三方面给学生留下深刻难忘的印象。再如在探究“不接触的物体间可不可以有力的作用”时，用扬声器中的圆磁铁吸引茶叶盒，不但可以看到磁铁吸引茶叶盒现象，还有强烈的撞击声响，比吸铁粉效果要好得多。

2.增大观察范围

变继时实验为同时实验，让学生同时观察几个类似的实验，比较分析出异同点，得出结论。如苏科版八年级教材《力与运动关系》中探究阻力对物体运动的影响（即伽俐略斜面实验），图中三个实验先后演示，易使学生造成教者松手时初速度不等的误解，也易使学生思维中断，影响逻辑推理，另外手动放车，平衡很难把握，小车易偏离轨道。而利用磁控或机械装置让三只相同的小车在相同的高度同时滑下，学生直观地观察到三只小车在不同粗糙表面的轨道上滑行的距离，便于学生观察比较，形成完整的感性认识和连贯的思维推理，从而得出结论。

3.增多演示人数

尽可能变教师演示为学生分组演示。如苏科版八年级教材《浮力》中探究阿基米德原理，若在烧杯口下面另一侧垫一小物块代替溢水杯，或直接使用量筒，把探索阿基米德原理的演示实验改为学生分组演示，让学生亲自动手操作，就近观察分析，澄清迷雾，总结规律，在“玩”中求知。

总之，开发低成本实验资源是物理教师的终身追求，设计可见度较高的实验更是一门无止境的艺术。教师要用现代化的手段、娴熟优美的动作，配以简练生动的“解说词”，给学生以新、异、奇的感受和美的回味，以不断提高课堂效益。

参考文献

[1] 苏明义.新版课程标准解析与教学指导（初中物理）.北京：北京师范大学出版社，2012.

[2]沈新华.浅谈提高物理演示实验的可见度.中小学实验与装备，1994（1）.

[3] 阎金铎，王志军等.中学业物理教材教法.北京：北京师范大学出版社，2002.

[4] 文马达.提高中学物理演示实验可见度方法的探索.云南教育（中学教师），2011（5）.

【责任编辑 郭振玲】

“开发低成本实验是我国教育条件的客观需要”[1]，低成本物理实验成本低，但智慧不低，技术不低，价值不低，它代表了中学物理实验教学的一种发展趋势和方向，因此大力开发农村初中低成本物理实验资源具有广阔的前景。利用低成本实验资源设计的实验，不仅要追求实验准备的简单、实验装置的简化、实验操作的简便、实验现象的简明、实验时间的简短，更要追求实验可见度的提高。也就是在实验时能让全班同学都看清楚实验装置、操作过程、产生现象、读出数据等。演示实验可见度的大小是标志演示实验成败的关键之一[2]，下面笔者结合自身的研究实践谈谈如何提高低成本实验的可见度。

一、尺度

1.增大仪器尺寸

心理学研究表明，体积越大的物体对人脑的刺激越强烈，在人脑中产生的印象越深刻，也越容易激发人的好奇。为了使学生在教室不同的方位都能清楚地观察到实验现象，设计或使用的仪器必须达到一定的尺寸。如讲解温度计、电流表、电压表、滑动变阻器等器材的结构和读数，以及演示其用法时，尽量使用较大尺寸的演示用实物；在探究动能跟哪些因素有关时，可用实心球和小排球代替质量不同的小钢球，被推物体可用大的空纸盒来代替；在做动能跟重力势能相互转化实验时，可用篮球来代替小金属球，用绳把球吊在天花板上让学生来做。在做演示实验时，应尽可能选用可见度大的器材，这不仅能增强演示效果，而且能激发学生的兴趣，引导学生观察思考，给学生留下深刻的印象。

2.放大微小现象

有些仪器不宜做得太大，做大了会影响实验效果。如在做磁化和去磁实验时，细铁屑若用大头针代替则效果不明显；带电体吸引轻小纸屑实验中，纸屑做大了吸不上来；分子间有引力的实验中，铁丝圈做大了不会产生肥皂液薄膜。这时可配合使用投影仪，通过调节投影仪镜头的方向把细小的仪器放大投影到竖立的屏幕上，这样可增加实验的可见度。有些物理现象本身很微小，不易察觉，这时可用光、电或机械等各种放大装置增大演示效果。如在教学苏科版九年级教材《电流的磁场》中的电磁铁时，若用吸引大头针的多少来判断螺线管通电时有磁性，插入铁蕊后磁性大大增强，后者现象尚可，而前者现象很微弱。实验中可把软铁棒附在指针下端，应用指针偏转放大，效果就明显多了，同时还可以通过指针偏转的角度判断磁性的强弱。

二、高度

1.置于适当高度

为了使全班学生都能看清楚，演示仪器必须要放置在一定高度，目前有些学校使用的两用物理实验器材准备箱（如图所示），正常使用时可作携带器材的工具箱，倒过来放在讲台上（器材箱四角的木柱做长些作脚）底面又可作演示小平台，提高了演示实验的高度，效果很好。

2.变平面为立面

如在用铁屑显示条形、蹄形等磁铁周围的磁场实验中，铁屑在玻璃板上分布是平面现象，学生无法看清楚，这时可用投影仪把铁屑分布排列情况投影到竖直屏上，没有投影仪的农村学校可用大平面镜与水平方向成45°角放置，让学生观察到平面镜里竖立的虚像。在连接电路教学时，要使用演示教板，把电路器件安装在竖立的木板上，这样演示时学生能清楚地看到线路的具体连接过程。

三、色度

1.将器材染色

根据心理学知识，新颖的色彩能吸引学生的注意力。为了把不太明显的部分显现出来，通常将实验材料染上易刺激学生视觉的颜色使可见度倍增。如在带电体吸引碎纸屑的实验中，用白色塑料薄膜条在毛衣上摩擦带电多、效果好，但不能用白纸做碎屑，而要用红色或黑色纸屑；在水和酒精混合研究分子间有空隙实验中，水要染成红色；在做光的直线传播实验时，为了让学生看清光路，要用“玩具激光灯”发出红光或绿光，并在空气中喷些烟雾、在水中加一些牛奶、将玻璃一面打毛糙，就能清楚地显示出光路。

2.将背景衬色

在器材染色不方便时，也可用背景衬托法增强对比度。在遇到演示材料的颜色浅时，可在此材料背后加上黑色的衬幕；实验材料颜色深时，可在背后加上白色的衬幕，这样能使学生清楚观察到实验产生的现象。如焦耳定律的实验中，烧瓶中的煤油因不与水相溶，不容易着色（当然可用红宣传色着色），这时在仪器后面衬上一块白色硬纸板，液面的变化情况就清晰可见。

四、程度

为了让学生更好地理解和掌握物理现象的规律性，有时不只是让学生看到一些静态的物理现象，还要让他们观察到物理现象的变化和发展过程。如用磁铁吸引铁屑来说明两个不接触的物体也能发生力的作用，但当磁铁慢慢靠近铁屑时，学生不易观察到磁铁和铁屑之间发生的“虽不接触，但互相吸引”的短暂过程，只是看到磁铁吸了些铁屑的结果。可以改成把两蹄形磁铁放在两小车上，小车再放到玻璃板上，让两磁铁的同名磁极相对应，先使两小车靠近再松手，可以看到两小车因同名磁极互相推斥而相向运动，这既表明了不接触的物体间有力的作用，又表明力的作用是相互的。对于过程短暂而又无法用其他实验代替的实验，可先用摄像机拍摄下来，再用放“慢镜头”的方法，也可设计多媒体课件，让学生看清楚其具体过程。如子弹打穿木板的过程，利用多媒体来演示使学生看清楚每一个细节，增强了演示效果。

五、广度

1.增多感官刺激

实验演示时，尽可能给学生以多种感官刺激。如在蒸发需要吸热的实验中，可用棉球蘸些着色的酒精擦在学生手背上，让学生在看到酒精斑变小的同时，还闻到酒精味道，并有凉的感觉，从视觉、味觉、触觉三方面给学生留下深刻难忘的印象。再如在探究“不接触的物体间可不可以有力的作用”时，用扬声器中的圆磁铁吸引茶叶盒，不但可以看到磁铁吸引茶叶盒现象，还有强烈的撞击声响，比吸铁粉效果要好得多。

2.增大观察范围

变继时实验为同时实验，让学生同时观察几个类似的实验，比较分析出异同点，得出结论。如苏科版八年级教材《力与运动关系》中探究阻力对物体运动的影响（即伽俐略斜面实验），图中三个实验先后演示，易使学生造成教者松手时初速度不等的误解，也易使学生思维中断，影响逻辑推理，另外手动放车，平衡很难把握，小车易偏离轨道。而利用磁控或机械装置让三只相同的小车在相同的高度同时滑下，学生直观地观察到三只小车在不同粗糙表面的轨道上滑行的距离，便于学生观察比较，形成完整的感性认识和连贯的思维推理，从而得出结论。

3.增多演示人数

尽可能变教师演示为学生分组演示。如苏科版八年级教材《浮力》中探究阿基米德原理，若在烧杯口下面另一侧垫一小物块代替溢水杯，或直接使用量筒，把探索阿基米德原理的演示实验改为学生分组演示，让学生亲自动手操作，就近观察分析，澄清迷雾，总结规律，在“玩”中求知。

总之，开发低成本实验资源是物理教师的终身追求，设计可见度较高的实验更是一门无止境的艺术。教师要用现代化的手段、娴熟优美的动作，配以简练生动的“解说词”，给学生以新、异、奇的感受和美的回味，以不断提高课堂效益。

参考文献

[1] 苏明义.新版课程标准解析与教学指导（初中物理）.北京：北京师范大学出版社，2012.

[2]沈新华.浅谈提高物理演示实验的可见度.中小学实验与装备，1994（1）.

[3] 阎金铎，王志军等.中学业物理教材教法.北京：北京师范大学出版社，2002.

[4] 文马达.提高中学物理演示实验可见度方法的探索.云南教育（中学教师），2011（5）.

【责任编辑 郭振玲】