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摘要：物理實驗在初中物理教學中占有十分重要的地位.文章針對初中物理教學過程中的光學、電學、力學等部分內容，探究了如何采用低成本的方法進行相關物理實驗的設計與應用，以提高學生實踐操作能力，激發學生對物理學習的興趣，為今后初中物理教師在日常教學過程中設計并應用低成本物理實驗提供一些經驗.

關鍵詞：物理實驗；低成本；設計

低成本物理實驗是利用生活中價格低廉的材料、物品或器具而展開的物理實驗教學.一方面，它可以以最小的成本，解決地方中學物理實驗教學中器材不足的實際困難，從而滿足在經濟落后地區開展物理實驗教學的需要；另一方面，通過低成本物理實驗的設計與應用，可以激發中學生對物理的興趣，提高學生的實踐操作能力［1］.對于剛接觸物理的初中生來說，很多物理內容是十分抽象難懂的，所以只有通過親自操作實驗并從中獲得物理知識，學生的印象才能更加深刻，學習興趣才能更加濃厚，動手能力才能得到提高.在初中物理教學過程中，教師采用低成本物理實驗，讓學生通過實際操作去探究物理知識，可以充分鍛煉學生的實踐操作能力，提高學生的綜合素質［2］.

1低成本光的反射實驗

光的反射雖然是一種司空見慣的自然現象，但要使初中生真正掌握光的反射定律并正確解釋光的鏡面反射、漫反射等光學現象，僅依賴課堂上教師口頭的講解和黑板上的板書、板畫對于初中階段學生來說過于抽象，必須通過課堂上的實驗演示，讓學生認真觀察分析，在直接建立對光的反射現象的感性認識基礎上，再通過教師的歸納總結逐步上升到理性認識［3］.根據新編九年義務教育2012年人教版《物理》教材八年級上冊中研究光的反射定律的實驗示意圖，依據教材特點和教學的需要，設計低成本光的反射實驗.具體過程如下：準備廢棄的紙殼、小鏡、膠水、量角器、直尺和小刀.首先在平板上畫出一個半圓，并標出相應的度數，用一張廢棄的紙殼做成一個扁平的紙盒作為底座，然后將長方形的小鏡子粘貼到紙盒的正中間，并將紙板緊靠小鏡垂直粘貼于底座上.用激光筆緊貼紙板照射小鏡，光就會沿鏡面反射出去.其經鏡面反射出去的光線也會出現在紙板的另一側.通過標注的度數測量得到入射角=反射角.通過這樣的實驗演示，既加深了學生對物理學科學習特點的認識，牢固地掌握了與光的反射相關內容的知識點，又培養了學生學習物理知識的興趣，激發了學生學習物理的愿望.

2低成本自制驗電器驗電實驗

帶同種屬性電荷的導體會發生排斥，當用帶電的導體接觸金屬球，由于金屬球和金屬棒及金屬箔都是導體且依次連接起來，就好比一個導線被通上了電，假想一下電荷在金屬棒的尾端也就是兩個金屬箔的頂端時，電荷會由于電勢差而“分流”到兩個金屬箔，從而使兩個金屬箔帶電，這樣由前面的同性相斥原理就可以判斷當金屬箔分叉時就說明用來接觸金屬球的導體是帶電的，用這種原理就可以自制驗電器來驗證導體是否帶電［4］.準備以下實驗的材料和用具：透明玻璃瓶一個、鐵絲一段、錫紙兩片、泡沫一塊、塑料尺子和剪刀一把.首先在泡沫板上剪出玻璃瓶瓶口大小的圓，用來覆蓋瓶口.然后在剪好的圓形泡沫板圓心處鉆個小孔，把銅絲穿過去，并把銅絲彎出鉤狀.最后用剪刀剪下兩小條錫箔紙，每張錫箔紙條上端剪一個小孔，掛在銅絲的勾上，放回玻璃瓶中.把塑料尺子在頭發上反復摩擦，當其開始吸引頭發時，就說明帶電了.用尺子接觸自制的驗電器上的金屬環，可以看到，兩張錫紙片張開一定的角度，證明梳子帶上了靜電.該實驗要注意操作環境，一定要在干燥的環境下才容易成功.還要注意在操作過程中，手不可接觸到金屬絲，與金屬絲接觸的也一定不能是金屬，否則容易將產生的電荷導走.該低成本自制驗電器驗電實驗制作簡單，取材方便，效果明顯.學生動手自制教具，隨堂實驗，既能鍛煉學生的實驗設計能力，又能提高學生的實際操作水平.

3低成本潛水艇浮沉實驗

利用笛卡爾的浮沉子原理，通過改變外部壓強來改變小瓶子內部氣體的體積來控制沉浮，設計潛水艇的浮沉實驗.實驗的材料和用具包括大礦泉水瓶、小瓶子、針和水.首先將大礦泉水瓶和小瓶子里分別倒入水，倒入水的高度約為瓶子高度的3/4.注意在加水之前，先確定好水位線，刻畫好水位線之后，再進行注水.小瓶子加水后進行密封，再用針在小瓶子的底部扎幾個孔，最后將小瓶子倒裝入大礦泉水瓶中，擰緊大礦泉水瓶的瓶蓋.當用手捏裝有水的大礦泉水瓶時，放在大礦泉水瓶里的裝有水的小瓶子會沉在大礦泉水瓶的底部，松開手小瓶子就會浮起來.經過實驗，大礦泉水瓶在受力和復原后，小瓶子出現上下沉浮的現象，以此說明了潛水艇的沉浮原理.本實驗從制作到進行實驗再到觀察現象，不僅能夠極大地提升初中生的動手能力以及資源的利用率，還能夠起到事半功倍的效果，同樣得到一些高價材料制作所得到的現象，同時，還可以循環利用，達到低成本、高效益的目的.

4其他低成本實驗

初中物理教學中還有許多可設計和應用的低成本實驗.比如聲的傳播實驗，利用舊手機或者舊鬧鐘用塑料袋密封浸入裝滿水的塑料盆中，學生在教室中仍然能聽到聲音傳出，從而比教科書更加生動地向學生闡明聲傳播的原理.學生不僅能更加形象地理解聲傳播的原理，還提高了對物理學習的興趣.在摩擦力的實驗中，用廢舊的木板、空雪碧瓶子、肥皂水和廢舊玻璃板來進行實驗.先將雪碧大桶空瓶注滿水，在其瓶蓋處拴一根廢舊繩子方便拖拽，將裝滿水的瓶子在粗糙的木板上拖拽1m，然后再將一塊廢舊玻璃潑上肥皂水，將裝滿水的瓶子放在上面拖拽，會發現，在光滑的玻璃上面拖拽瓶子會比在粗糙的木板上更加省力，從而使學生生動直觀地了解摩擦力.設計開發并應用低成本物理實驗的過程，不僅使初中生體會到參加實驗的快樂，更能培養他們在日常生活中勤儉節約、創新思考的好習慣［5-7］.

5結語

總的說來，初中低成本物理實驗操作大多比較簡單，初中生可以通過明顯的實驗現象觀察到相應的實驗結果，而且由于實驗成本較低，實驗材料易得，使得學生在日常生活中也能夠完成相應的操作，所以，極大地激發了學生的好奇心，提高了動手能力，使學生的學習由被動變為主動，收到了非常好的教學效果.因此，中學物理教師在教學過程中應當深入生活，多多尋找適合低成本實驗的生活素材，為初中低成本物理實驗的設計和應用創造更多的條件.

參考文獻：

［1］張偉，郭玉英，劉炳升.“非常規”物理實驗概念探討［J］.物理教師，2006（8）：27-30.

［2］張梅.初中物理低成本演示實驗的開發與應用［J］.數理化解題研究，2019（11）：37-38.

［3］曹小芳，王學文.農村中學物理實驗低成本教學資源拓展的思考［J］.當代教育理論與實踐，2014（4）：8-10.

［4］周小燕.中學物理靜電演示實驗研究［J］.物理實驗，2014（1）：15-18.

［5］范增，吳桂平.試論低成本實驗在民族地區中學物理教學中的應用［J］.民族教育研究，2013（1）：64-67.

［6］雷慶，徐斌全，宋樹平，等.農村中學開發低成本物理實驗的研究［J］.內蒙古師范大學學報（教育科學版），2008（2）：139-141.

［7］于冬亮，程寅瑞.低成本初中物理演示實驗的開發［J］.江蘇教育學院學報（自然科學版），2009（4）：119-121.

作者：馬宏源 樸仁善 李軍 張志宏 王文達 單位：白城師范學院 物理與電子信息學院 白城市第三中學