初中低成本物理实验实施策略

◆

(吉林师范大学物理学院，吉林省辉南县第一中学)

在实际物理教学中，面对学校教学器材的匮乏和实验材料的短缺，很多教师对于感到无所适从，觉得无法让学生在课内课外进行物理实验活动，影响了物理课程的实施。

物理学科知识具有极强的严谨性和逻辑性，许多物理课程内容更应该体现一定的教育价值。因而，物理课堂教学单单是理论教学的话，那么它并不是完善的，现如今物理理论知识教学已经不能满足学生的需求，需要教师带入生活中的现象进行模拟实验或现场实验，这样学生才会非常高效地理解物理教学内容。

很多经验丰富的教师已经认识到积极鼓励学生亲自生动手操作并配合教师精心设计常常能使教学效果事半功倍。然而，由于实验器材过于贵重，很多教师甚至不敢让学生去触碰，导致物理实验课堂的理论化。

现实中，一些优秀教师已经着手实践着“低成本、高效率”的教学实践，通过制作一些低成本的物理实验，利用一些生活中常见的物品作为实验材料，大大降低实验的成本，另一方面还可以提高学生的参与度，改善教学效率，养成乐于动手、勤于思考的好习惯。低成本的实验器材非常容易获得，大多数学生都可以参与。初中物理的低成本实验可以促进物理课堂教学，激发学生对物理自主探究的能力。

一、低成本实验对培养学生核心素养的作用

1.训练科学思维

初中物理实验侧重于观察实验和数据处理，综合分析和因果分析，运用比较方法和类比方法进行实验研究；运用数学比值法定义物理量，总结物理规律；物理现象和物理规律经常运用图像方法进行描述，理想化方法主要就是理想实验和理想模型等；另外，还有类比方法、等效方法和非逻辑思维方法等。例如，在浮力实验中，通过学生亲自动手操作，培养学生解决问题的能力，以及动手操作能力。这些方法在科学认识过程中起着极其重要的作用，促成物理学科科学教育的方法。

2.培养科学探究能力

通过学生操作低成本实验，培养学生的自主探究能力，加强教师和学生的沟通和交流，构建自主探究的平台，提高了学生的自主探究能力。利用低成本实验引导学生主动学习，帮助学生日渐形成以能力发展为目的的学习方式，发展学生探究知识的能力、获取信息的能力和提高自主学习的能力。

3.养成良好的品质素养

物理实验是对中学生教育的初始阶段，因此在进行实验演示和物理实验操作时，必须养成一切从实际出发，求真务实的科学态度，切勿弄虚作假，提倡严谨，实事求是、一丝不苟的素养。例如，由于实验仪器过旧，操作过程不正确、观察方法不得当的原因，学生在进行实验操作时，数据有误差是在所难免的，个别学生为和正确结论相相符合，导致实验数据处理不当的现象，教师应适当进行教育，强调实验数据应该求实，找出误差原因，实事求是是科学的前提。科学品质素养的养成和培育是一项非常艰巨的工程。在科学素养教育过程中，教师应该注重与教学内容的融合，教育方法上的灵活、形式上的多样化，这样将会迅速提高学生科学素养。

二、低成本实验教学的实施策略

1.建立低成本实验设计合作共同体

小组合作实验更有助于师生之间沟通，同学之间相互了解，通过小组合作低成本实验的方式强化了学生对学习的责任感，相互帮助，相互鼓励，进而使他们的人机关系建立，培养学生的合作学习能力。“低成本”不会产生过多的经济压力和矛盾，让学生在轻松实验氛围中学会交流。例如，简单的一根竹筷，能够演示杠杆原理，在尝试力的大小、力矩等过程中，难免会有损坏，然而，学生的屡次失败并不会对实验器材、成本产生太大的影响。

低成本物理实验不仅能够让学生学会在活动中合作，还能搭建平台，针对具体问题形成细化的任务、目标，使每个学生都有独立的探究素材。

小组合作低成本实验能突出学生在课堂教学的主体地位，培养学生主动参与意识，激发学生对物理知识的求知欲望。有些物理实验不只是教师一个人完成的，它还需要学生的配合，所以在物理实验教学过程中需要学生分组合作，尤其是在一些实验器材的不充足的情况下，需要教师和学生做一些低成本的物理实验。例如，在探究浮力的实验中，涉及各种实验数据，于是便可以分解为物品重力的测量、溢水杯的重力测量、弹簧测力计的选取、盛水杯的重力测量，这样，每个学生都带着任务进行探究，独立探究精神、探究意识得到培养。

2.低成本实验与学生实验有机结合

在物理实验教学中，低成本实验和正规实验的教学目标、教学效果、教学标准是一致的，低成本实验作为正规实验的辅助实验，它们都能够直观地将演示实验现象呈现在学生面前，使学生更具体了解知识内容。

在应用低成本探索性实验教学的过程中，为了保证低成本实验教学的效率，要在教学形式上采用多样化的处理方法以增加低成本实验的吸引力。物理教师应当在符合初中物理教学大纲的基础上进行初中低成本物理探究性实验教学，帮助学生设计具有探索性的实验题目，让学生在解决问题中提升对初中物理探究性实验的兴趣，激发学生的科学探究精神。

在一些物理课堂教学中，往往都是以教师为主体，学生为旁观者，不能直接参与，不能培养学生的实践操作能力，及学生的科学探究精神。而低成本实验的制作大大的填补了这一漏洞，不仅把物理实验带进课堂，而且把实验带到每个学生身边，使得每个学生都能参与实验，并且乐于其中，激发学生的科学探究精神。

通过低成本实验的教学，巧妙地把课本上的实验带到生活中，把低成本实验转化为学生的探索性实验，使得学生对实验产生兴趣，更有利于课堂的教学效率，有助于学生的成绩提高。通过低成本实验教学慢慢的培养学生的科学态度，科学素养，并在生活中积极探索各种小实验，研究新的小发明，间接激发学生的科学探究精神。

3.低成本实验与生活、社会相结合

低成本物理实验素材来源于生活并运用于生活，利用生活中随手可得的材料，制作一些巧妙的实验，紧密联系生活和社会是其主要特征。立足于生活中的低成本素材、着眼于社会实践、专注于学生的实践能力提升使其具有强大的生命力和深远的教育价值。

在《义务教育物理课程标准》中对物理教学提出了明确的要求，即“从生活走向物理，从物理走向社会”。低成本物理实验能够从生活中提炼素材、从社会中寻找问题，让学生的实践活动有所指向、有所依托。例如，一个普通的塑料水瓶能够演示弹性形变、液体压强、气体压强以及物态变化等实验现象。又如生活中常见的注射器可以完美地诠释流体流速与压强的关系、真空中不能传声、压缩体积可以使气体液化、大气压的存在、液体沸点与压强的关系等实验。

日常教学中的低成本实验有助于丰富学生的学习世界，通过动手实践培养了学生的自主能力。日积月累的培养、熏陶可以让物理知识、物理实验深入学生的内心，为其日后工作、学习奠定扎实的基础，形成良好的科学习惯和坚定的信念，更提升了其生活适应技能。