农村中学低成本物理实验资源开发和利用

摘要：经济条件相对薄弱的农村中学有着丰富、充实的低成本物理实验资源，本文从开发和利用低成本物理实验资源的角度，探索充分开发和利用农村中学低成本物理实验资源，从而促进贫困地区农村中学的实验教学，适应新课程对实验的要求。

关键词：低成本实验资源开发和利用

“普九”达标后农村中学实验教学条件有了很大改善，为完成义务教育物理课程标准规定的实验提供了一定的保证，但是仍不能满足新课程对实验教学的要求。因此若能在农村中学开发和利用低成本实验，无疑是解决仪器不足、适应新课程实验教学需要的一条有效途径。在农村中学因地制宜、多渠道、多层次地充分挖掘和利用现有的农村低成本物理实验资源，是切实提高农村中学物理教学效益，促进基础教育物理课程改革实施的重要途径。我在农村中学多年的物理教学实践中对农村中学低成本实验资源的开发和利用做了如下探讨：

1．低成本的竹、桔杆、沙石泥土等资源

农村学校与城市学校相比，虽然条件落后，但同时有着特殊的低成本物理实验资源。如木材、竹子、桔杆、鸡蛋、石块，树叶、竹叶、菜叶、羽毛等，其中很多都可以用来做物理实验，可以达到特殊的实验效果。比如：我和学生一起用竹子做小孔成像、潜望镜、太阳测高仪、弹簧秤等实验，还可做竹蜻蜓、风向计、水力、风力等许多物理小实验。不含砂的粘土也是很好的实验材料，全国各地农村都有，也可制成课堂教学所需的教具和学具。如：大气压的存在，研究m、ρ与物体的形状无关，力使物体发生形变，浮力与物体形状无关，空心法增大浮力等。农村随处可见的秫秸材料(俗称高粱秆)，在物理实验中也可以派上大用场。可做成水轮机、汽车等物理实验教具或做成磁针、静电等教具的支架等。很适合广大农村师生用来动手自制教(学)具。

2．农村日常生活用品和食物中的资源

只要我们善于观察、勤于思考、敢于实践，充分利用身边的生活资源，积极动手，培养学生的创新意识，还可以增强学生节约能源和渗透环保意识。

2．1．生活用品资源

我们身边可以做物理实验的物品比比皆是，如用筷子做成秤演示杠杆的平衡；铅笔可以做滚动摩擦比滑动摩擦小的实验，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；用铅笔、土豆、图钉研究固体压强；用匙子、棋子观察惯性现象；杯子、水、筷子、纸板、鸡蛋观察分子运动、光的折射、大气压、惯性；用蜡烛观察熔化；牙膏皮研究浮力等。这些物品通过教师和学生的巧妙设计，就能充分发挥生活用品在物理实验中的作用，从而利用它们来创设物理教学情景，启迪学生思维，激发学生的学习主动性和积极性。

2．2．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、红薯、苹果、西红柿、冰棍等）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。例如：在教学《浮力》时，我引导学生探究物体沉浮的条件时，将一只鸡蛋放入浓盐水中，然后缓缓倒入清水稀释、搅拌，随着盐水的不断稀释，鸡蛋排开液体的体积随着增大，由漂浮状态慢慢变成悬浮状态，最终沉入杯底。这说明浸在液体中物体的上浮和下沉，决定于它所受浮力和重力的合力。鸡蛋在学生家里很容易找到，引导学生利用鸡蛋做实验，既可说明物理道理，又可提高学生的学习兴趣。利用鸡蛋可以做压强的实验、验证大气压存在、演示浮沉现象、液体蒸发吸热演示、说明热胀冷缩的性质、演示惯性、摩擦阻力现象、说明分子运动现象、惯性现象演示、动量定律演示、趣味实验、不怕压力的鸡蛋等十多个物理实验。

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，就把不能修的有用部分拆下来，经过加工组合，制成有用的实验器材或教具。如何利用淘汰和报废的仪器设备，变废为宝，充分发挥仪器设备的投资效益，是低成本实验设计的一个重要的内容。例如：我指导学生利用废旧电阻器，墨水瓶、温度计等器具制成了焦耳定律演示器，从废旧电阻器上剪下两段不同的电阻丝，固定在两只相同的墨水瓶中，塞上橡皮塞，瓶塞插上接线柱和两端开口的废旧温度计，里面装满染色的煤油，这样，瓶内煤油微小体积变化可较大的显示出来，通过比较两瓶内煤油吸热膨胀时在温度计的玻璃管上升的高度来比较两电阻丝产热的多少；装上电源、开关、电流表、滑动变阻器、接线柱等并组成电路。实验时把两瓶中的电阻丝串联接入电路中，通过观察两瓶中的煤油在一玻璃管内上升的高度来比较它们产生的热量，从而研究焦耳定律。这样，有利于学生在较短时间内观察比较，从而得出实验结论，比用实验室现成的焦耳定律演示仪的教学效果要清晰的多。

4．废旧物品资源

在我们的生活中，有很多废弃的物品，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，又拉近物理学与生活的距离，同时还增加了学生动手的机会，更有利于学生动脑、动手，培养学生的实验技能及创新能力，增强物理的亲和力。例如为了证明大气压的存在，我就捡一个空的易拉罐，在里面装少量水，放在酒精灯上加热至沸腾，然后用面团迅速堵住它的开口，让学生仔细观察现象，学生听到“噼噼啪啪”的响声后，会看到易拉罐变瘪了，易拉罐为什么会变瘪，这是谁的作用呢？不仅能演示大气压的存在，还能演示大气压很大。利用废弃的饮料瓶也可以做几十个实验，如探究液体压强、物体的沉浮、模拟帕斯卡“裂桶”、失重现象、制作滑轮等实验；利用废旧自行车上的零件，可做摩擦、杠杆、运动和力等实验；利用酒瓶底可作凸透镜；利用空的易拉罐还可制作“反冲运动演示器”、露点湿度计、楞次定律演示器、法拉第圆筒等实验。另外，利用废报纸、包装用的塑料泡沫、塑料袋也可以做很多演示实验。

5．人体资源

开发人的感官在学习活动中的体验潜能，无疑是将新课程的教育理念转化为教育行为的一个重要而基本的探索方向。由于实验器材就是学生的五官和四肢，所以是最经济、实用、有效的实验方式。全面开发人体器官和肢体在学习活动中的积极作用，让学生多感官、多角度地参与探究活动，充分发挥学生学习的主动性，对学生形成终身学习和探究愿望，必将产生积极的影响。例如：在学习“力的合成与分解”时，学生对如何确定分力的方向这一难点不容易突破。为了解决这一关键问题，我设计如下两个小实验，1．取—支削好的铅笔，笔尖朝向左手掌心，另取一根橡皮筋，橡皮筋的一端套在左手中指上，另一端与细线相连，细线绕过笔尾竖直向下。实验时，让学生用右手拉细线，体会两个分力产生的效果。2．让学生甲直立站好，将其双手叉在腰间，形成三角支架形状，让学生乙用力向下拉甲同学的肘部。在这一过程中，让甲同学体验后说出上臂和腰部的感受，即上臂受到拉力的作用和腰部受到压力的作用。让学生通过手掌和胳膊的造型来体验力的分解，达到对规律的认识和理解，突破难点的效果。还可以利用学生的鼻子闻气味来理解“分子运动”现象；利用学生比赛跑步小游戏的过程中，突然叫“停”来感受生活中的惯性现象等等。在白炽灯下，我和学生一起做手影游戏，用手做出不同的手势，灯光下可形成各种各样的影子，来验证光的直线传播；用塑料笔套在干燥的头发上摩擦后吸收轻小物体，可证明摩擦起电；手或脸用水打湿后在电扇下吹变冷可验证蒸发需要吸热等实验。

6．体育用品资源

用体育用品中的乒乓球、羽毛球、实心球、铅球等做物理实验。如用空洗发精塑料瓶一只、乒乓球一只、香烟盒铝箔纸、粘胶等自制验电球。先把乒乓球粘接在塑料瓶口，再把一张铝箔纸箔面向外粘贴在乒乓球上。剪许多条宽约4mm的铝箔条，每条约长15cm左右，每条箔片箔面向球粘贴在乒乓球上把乒乓球都贴满。实验时，从手摇感应起电机上接一导线与乒乓球相连，摇动起电机，验电球上的箔条部张开如球状。乒乓球还可以演示微小形变、浮力产生原因、显示发声体振动、潜水艇模型、浮沉条件、气体动力──“吹不掉”、流体动力──“冲不走”、转动力学──“去而复还”等。

总之，只要我们认真研究，善于动脑，勇于探索，这些不花钱的低成本实验资源是大有作为的。地方特色的材料还有很多，需要我们不断去研究、发现。在低成本物理实验开发中要善于发现新材料，创造新方法，摸索新工艺。农村中学缺乏实验器材，但有丰富有待开发的低成本物理实验，农村的一山一水、一沙一石、一草一木、一件生产工具、一个生活用品，哪怕是废弃的塑料瓶，扔掉的垃圾破烂，都是低成本物理实验资源。

参考文献：

[1]阿卜杜勒·哈迪，邵殿春，王文培．低成本物理演示实验．[J]．物理实验．2001（05）．

[2]中学物理实验教学与自制教具． [M]．上海教育出版社，2000．

[3]开发乡土物理资源，充实农村物理课程．荀春宝

[4]许波．浅谈开发物理实验资源的有效途径．[J]．保山师专学报．

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