學生成為低成本物理實驗資源開發(fā)的主體低成本物理實驗，泛指利用學生身邊的低成本物料（學習用具、生活物品、廢舊材料、廢棄玩物等）開發(fā)的實驗，具有結(jié)構(gòu)簡單、取材方便、操作簡易、效果生動、安全可靠、成本低廉等特點，以其描繪物理圖象直觀形象，“原汁原味”，深受物理學界推祟。李政道曾經(jīng)說過：“自己動手做的儀器，永遠比買來的好。”放眼發(fā)達國家，盡管教育和科技水平很高，低成本物理實驗的開發(fā)利用仍舊“無限風光在險峰”。我國一直以來也很重視簡易教具、學具的制作，20多年前，朱正元就留下“壇壇罐罐當儀器，拼拼湊湊做實驗”的至理名言，這種傳統(tǒng)在新課標、新教材中也有所體現(xiàn)。經(jīng)驗已經(jīng)反復證明，這種實驗教學有不可替代、不可低估的教育價值。

然而筆者根據(jù)多次承擔省級中學物理骨干教師培訓的經(jīng)歷以及對部分地、市中學進行的調(diào)查了解到，開發(fā)低成本物理實驗的工作并沒有引起足夠的重視，僅有少數(shù)學校，少數(shù)教師，或出于個人興趣，或由于參賽需要，制作少量簡易器材，開發(fā)少量簡易實驗。究其原因，一是廣大教師尚未真正認識到低成本物理實驗的教育價值，尤其是在實現(xiàn)三維課程目標上的獨特功能；二是開發(fā)低成本實驗從確定項目、制定計劃到收集資料、進行制作都要投入一定時間、精力，老師們感覺“不劃算”。筆者認為，要扭轉(zhuǎn)這種“不作為”的消極狀態(tài)，教師不僅要提高認識，而且要引領(lǐng)學生成為實驗開發(fā)的主體，只有這樣，低成本物理實驗才能牢牢植根于新課改的土壤，成功“軟著陸”，實現(xiàn)“常態(tài)化”，成為教師手中貫徹課程基本理念、落實課程三維目標的“利器”。

一、低成本物理實驗的特點

1、至簡

低成本物理實驗，思路簡明，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便。簡明的思路，揭示了深刻的物理思想。簡單的裝置，利于學生集中注意力，觀察物理現(xiàn)象和過程。簡便的操作，凸顯實驗的實用性。此“簡”并非“頭腦簡單”之低能，而是“大道至簡”之睿智，是樸素外表和豐富內(nèi)涵的高度統(tǒng)一。例如選用橢圓截面的大墨水瓶，注滿紅墨水，瓶蓋上插入孔徑2毫米的細玻璃管，用來演示微小形變的現(xiàn)象，其效果比用復雜的光杠桿系統(tǒng)裝置還要好。正如麥克斯韋所言：“學生用自制儀器雖然經(jīng)常出毛病，但他卻會比用仔細調(diào)整好的儀器學到更多的東西?！?/p>

2、至易

低成本物理實驗，材料易得，制作簡易。生活中的一切材料，各種物品，都具有物理屬性，在人為干預下均可顯現(xiàn)物理原理。所以身邊的物品、材料都是我們開展物理實驗，探究和認識物理本質(zhì)的重要資源。如一支鉛筆，一個注射器、一個廢燈泡、一個礦泉水瓶、一個易拉罐……在師生的巧思妙想中就可以成為預想不到的實驗儀器。如用鉛筆和一些輔助器材可制成密度計、滑動變阻器等，也可以用大拇指和食指頂住削尖的鉛筆兩端，探究影響壓強大小的因素，還可以把它斜插入水中研究光的折射現(xiàn)象，……學生可以用一只鉛筆進行十幾個實驗。而且，這些低成本物料的處理并不復雜，有的基本無需加工，有的僅需稍加制作。例如，普通飲料瓶不經(jīng)加工，就可演示近1O個實驗。

3、至奇

低成本物理實驗，設計新奇，效果奇妙。例如，用礦泉水瓶和小藥瓶制作的“浮塵子”，聽任實驗者指揮，浮沉“由心”；用廢燈泡、細玻管、橡皮塞、絨布、乙醚等制作的“飲水小鴨”，竟含有力矩與物體轉(zhuǎn)動、重心、液體壓強、飽和汽壓、熱力學定律等多個物理原理……這些新穎、獨特、奇妙的實驗帶給學生的新奇感覺和新鮮刺激是無與倫比的，由此而對三維培養(yǎng)目標產(chǎn)生的“催化”效果和促進作用也是無可比擬的。

二、低成本物理實驗的教育價值

1、低成本物理實驗促進學生主動建構(gòu)知識，形成實踐技能

低成本物理實驗雖然成本低、但智慧不低，一個簡單的實驗，往往包含著豐富的知識和深刻的原理。古人早就歸納了“格物致知”的至理，亦即通過對事物、事實的探索才能獲取真理，揭示了置身豐富多彩的實踐對于獲取知識的重要性。低成本物理實驗取材方便，制作簡單，為學生自己動手、自主實踐提供了最大限度的可能，有利于學生自己操作，充分觀察實驗的全部現(xiàn)象和過程，從容體察知識發(fā)生和發(fā)展的來龍去脈，反復品味其中隱含的物理本質(zhì)和原理，從而獲得對知識意義的主動建構(gòu)。例如讓學生自己動于做一個“全焦段照相機”模型，這個制作過程就包括學生對凸透鏡成像規(guī)律物理意義的主動建構(gòu)過程。

仔細調(diào)整好的儀器學生易于依賴，不敢拆成零件，而用自制低成本器材做實驗，學生再不用擔心損壞儀器，這樣一來，教師包辦代替的成分得到最大程度的減少，學生動手實踐的機會獲得最高限度的增多，在具體操作過程中，學生將會不斷發(fā)現(xiàn)問題，主動尋求方案，生成直接經(jīng)驗，形成實踐技能。

2、低成本物理實驗引領(lǐng)學生親歷探究過程，學習科學方法

低成本材料都含有固有的物理屬性。從認識其物理本質(zhì)入手，可以開發(fā)一系列學生感興趣的探究實驗。例如探究塑料、玻璃等材料的導熱性能，探究雞蛋、易拉罐等材料的密度，探究戒指、項鏈等飾物的純度，探究彈力與橡皮筋伸長量的關(guān)系，利用書本、粉筆探究物體的穩(wěn)度以及“比較滑動摩擦與滾動摩擦的大小”，利用紙張、木塊等材料探究“輕重不同、等高下落的物體同時落地”等等。

低成本物品均蘊含一定的物理原理。根據(jù)電飯鍋、電冰箱、微波爐、電視機、手機等家用電器或自行車、賽車等其它生活物品內(nèi)隱的物理原理，可設計出難易不同的實驗課題，供學生自主探究。

低成本實驗極切合課程的探究實際。例如大氣壓強的實驗，用馬德堡半球和抽氣機往往難以做成功，蓋因抽氣和密封效果不好。而利用低成本材料，可以有近百種方法查明大氣壓強的身影。有的學生用兩個小皮碗相互擠壓來探究；有的用漏斗吹乒乓球來探究等等。無論是課堂探究，還是課內(nèi)教學的補充性探究，或是課外自主探究，低成本物理實驗都為學生經(jīng)歷探究過程，學習科學方法，體驗探究樂趣，提供了無限豐富的資源支持。

3、低成本物理實驗激勵學生煥發(fā)科學情感，養(yǎng)成科學態(tài)度，樹立科學價值感

低成本物理實驗所涉及的材料、物品就在學生身邊，學生與它們“朝夕相處”，倍感親切，“好有趣哦，我也來試一把”，探究的興致油然而生。

同時，低成本實驗實質(zhì)上是將其它用途的生活物品、“派不上用場”的廢舊材料人為地賦予了新用途，有時竟要用自己的身體充當實驗成份置于教學環(huán)境之中，這種運用場合的新異，課堂結(jié)構(gòu)的新穎，以及實驗結(jié)果的新奇，頻頻觸動、引發(fā)學生欲知其究竟的興趣、好奇心與認知動機。如叫學生給氣球充氣后，在頭發(fā)上摩擦，然后將氣球靠近水平桌面上平放的一只空易拉罐，易拉罐便會被氣球吸引過來。然后進行一場比賽，用兩只氣球去爭奪一只易拉罐，看誰能贏。通過實驗，學生對帶電體的特性有了直接的了解，同時也增添了學習物理的興趣。再如在臉盆中盛些水，再斜放一個平面鏡，使太陽光照射在平面鏡上，并反射到白墻上，學生發(fā)現(xiàn)，他們分解了太陽光；不把遙控器對準電視機的控制窗口，對著光滑的墻壁或玻璃，也能控制電視機，他們知道了紅外線的反射，這些實驗貼近生活，使學生感到物理就在身邊；還有的實驗如筷子提米，人造霧凇，讓學生領(lǐng)略了物理世界的神奇，更激起他們對科學奧妙的向往。等等，這些低成本物理實驗，都能夠激勵學生煥發(fā)科學情感，養(yǎng)成科學態(tài)度，樹立科學價值感。

低成本物理實驗之所以適合我國的國情,在許多發(fā)達國家也長盛不衰，就是因為它不僅彌補了課程實驗資源的不足，更為重要的，是對于實現(xiàn)新課程提出的“知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀”三維培養(yǎng)目標，具有不可替代、不可低估的獨特價值。這也就是低成本實驗魅力之所在！但是毋庸置疑，唯有引領(lǐng)學生自主，合作，探究，成為物理課程學習和低成本實驗資源開發(fā)的主體，低成本實驗資源的教育功能才能真正得以落實。

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