【摘 要】低成本物理實(shí)驗(yàn)具有源于生活、取材簡(jiǎn)便、一物多用、拙處見(jiàn)巧等特點(diǎn)。充分利用其特點(diǎn)，加強(qiáng)低成本物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)研究，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，進(jìn)一步增進(jìn)其科學(xué)素養(yǎng)。本文論述了如何利用生活中常見(jiàn)的物品、器材，讓學(xué)生自己動(dòng)手開(kāi)展小實(shí)驗(yàn)，這些低成本實(shí)驗(yàn)既能讓學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)得以鞏固，還能幫助學(xué)生排除認(rèn)知干擾，更能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

【關(guān)鍵詞】低成本小實(shí)驗(yàn) 鞏固知識(shí) 排除認(rèn)知干擾 培養(yǎng)科學(xué)素質(zhì)

科學(xué)素養(yǎng)是在人的成長(zhǎng)過(guò)程中受教育及周?chē)沫h(huán)境影響形成的，對(duì)人在社會(huì)中的生存和發(fā)展至關(guān)重要。物理學(xué)是一門(mén)以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。它的基本理論滲透在自然科學(xué)的一切領(lǐng)域，在人們的社會(huì)生活、生產(chǎn)及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中有著極其廣泛的應(yīng)用。低成本小實(shí)驗(yàn)是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要組成部分，它不僅是建立物理概念和規(guī)律、理解和掌握物理知識(shí)不可缺少的環(huán)節(jié)，還能培養(yǎng)學(xué)會(huì)的觀察能力、思維能力、探索精神以及良好的學(xué)習(xí)方法。它也是變應(yīng)試教育為素質(zhì)教育，提高人才科學(xué)素質(zhì)的主要手段。下面就談?wù)劺梦锢淼统杀拘?shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

一、強(qiáng)化科學(xué)素養(yǎng)，提倡低成本小實(shí)驗(yàn)

當(dāng)今社會(huì)發(fā)展越來(lái)越越快，學(xué)科分化越來(lái)越細(xì)致，“科學(xué)素養(yǎng)”這個(gè)名詞應(yīng)運(yùn)而生，那么到底什么是科學(xué)素養(yǎng)呢？科學(xué)素養(yǎng)是一個(gè)在教育、學(xué)習(xí)和實(shí)踐中進(jìn)行“知”與“行”的有機(jī)統(tǒng)一過(guò)程，也是一個(gè)漸進(jìn)累積過(guò)程，它的強(qiáng)化有助于達(dá)到自我鍛煉和自我修養(yǎng)的目的。

而低成本小實(shí)驗(yàn)值得提倡，因其具備多方面的優(yōu)勢(shì)。它取材容易，制作方便：學(xué)生的生活空間就是一個(gè)現(xiàn)成的“物理實(shí)驗(yàn)室”。周邊的許多材料、物品都可能成為我們開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)低成本實(shí)驗(yàn)的重要資源。它源于生活，平實(shí)親切：從生活走向物理，從物理走向社會(huì)，是新課程的理念之一。學(xué)生已具有不少生活經(jīng)驗(yàn)，這些經(jīng)驗(yàn)中包含著大量與物理緊密有關(guān)的現(xiàn)象或者問(wèn)題。教學(xué)中一定要充分利用這些寶貴的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)學(xué)習(xí)新知識(shí)，建構(gòu)新概念很有幫助。它一物多用，出新出奇：低成本實(shí)驗(yàn)器材的來(lái)源非常廣泛，許多器材在中學(xué)物理課堂上被賦予新的功能，做到一物多用。它拙處見(jiàn)巧，增強(qiáng)體驗(yàn)：低成本實(shí)驗(yàn)器材通常由身邊隨處可得的物品構(gòu)成，“壇壇罐罐當(dāng)儀器”的景象在中學(xué)物理課堂屢見(jiàn)不鮮。這些器材平淡無(wú)奇，但在物理教師的巧妙組織下常常能直觀地揭示相關(guān)的物理規(guī)律，讓人印象深刻。由于實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)原理、器材結(jié)構(gòu)往往都比較簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)裝置易制易修，學(xué)生操作時(shí)就不會(huì)因擔(dān)心損壞器材而背上心理包袱，可以讓他們?cè)诜潘?、自由的探究過(guò)程中獲得直接經(jīng)驗(yàn)和深切感受。

二、用小實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識(shí)

在物理的學(xué)習(xí)中，涉及很多的基礎(chǔ)知識(shí)，而大量的知識(shí)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，要完全掌握這些知識(shí)內(nèi)容就需要利用學(xué)生身邊的器材開(kāi)展相應(yīng)的小實(shí)驗(yàn)，通過(guò)小實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和應(yīng)用。

在聲現(xiàn)象的學(xué)習(xí)中，利用課桌、鋼管的樓梯扶手等，讓學(xué)生把耳朵貼在物體表面上，再讓另一位同學(xué)在另一端用手輕輕摩擦物體，或用廢棄的紙水杯和細(xì)棉線做“土電話”，讓學(xué)生感受到固體可以傳聲；把正在唱歌的鬧鐘或手機(jī)用塑料袋包好并封口，再用線掉著放入盛滿水的桶中或魚(yú)缸中，仍可以聽(tīng)到歌聲，讓學(xué)生知道液體可以傳聲；讓學(xué)生制作鳥(niǎo)笛或用手彈動(dòng)拉緊和拉松的橡皮筋，感受聲音音調(diào)的高低區(qū)別并觀察振動(dòng)情況，得出振動(dòng)頻率越高音調(diào)越高的結(jié)論。

在力學(xué)的學(xué)習(xí)中，讓學(xué)生利用家中的皮球、橡皮筋、玩具小車(chē)、易拉罐、橡皮泥等開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)，如“力的作用效果”，“摩擦力的大小與哪些因素有關(guān)”、“壓強(qiáng)的大小與哪些因素有關(guān)”、“浮力大小與排開(kāi)液體體積的關(guān)系”等等。通過(guò)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展，既讓學(xué)生鞏固了相關(guān)知識(shí)內(nèi)容，又鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手操作能力。

三、用小實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生排除認(rèn)知干擾

學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí)，由于受生活經(jīng)驗(yàn)的影響會(huì)出現(xiàn)許多認(rèn)知障礙，對(duì)新知識(shí)的理解和應(yīng)用會(huì)造成干

擾，讓學(xué)生利用身邊的物品做小實(shí)驗(yàn)可排除干擾因素。如在進(jìn)行《浮力》的學(xué)習(xí)時(shí)，我們可以利用石塊和水讓學(xué)生做小實(shí)驗(yàn)，用手托著石塊感受其重力，再慢慢放入水中使手到達(dá)水底，再感受其重力，學(xué)生會(huì)明顯感受到石塊變輕了，于是得出下沉的物體也同樣受到浮力作用的結(jié)論；學(xué)生還可以用細(xì)線將石塊拴好掛在測(cè)力計(jì)下，測(cè)出其重力，再接著將吊著的石塊浸入水中，觀察測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化情況，也可得出下沉的物體同樣受到浮力作用的正確知識(shí)。這樣可以排除“下沉的物體不受浮力”的錯(cuò)誤經(jīng)驗(yàn)干擾……

在很多物理知識(shí)的學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)生均會(huì)出現(xiàn)不同程度的認(rèn)知干擾，這時(shí)老師就要鼓勵(lì)學(xué)生大膽的用小實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行探究，通過(guò)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，分析提煉出正確知識(shí)結(jié)論，排除干擾。這不僅讓學(xué)生的動(dòng)手能力得以鍛煉，更是讓學(xué)生的思維分析能力水平得到提高。這種認(rèn)知方法的形成，將會(huì)為學(xué)生的終生學(xué)習(xí)奠定最良好的學(xué)法基礎(chǔ)。

四、利用小實(shí)驗(yàn)可激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力

培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)是物理教學(xué)的重要理念，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)關(guān)系到學(xué)生的終生發(fā)展。在近幾年的中考試卷中，創(chuàng)新能力的考查逐漸成為重要的項(xiàng)目之一，要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，主要在于平時(shí)的小實(shí)驗(yàn)，利用小實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生體會(huì)到創(chuàng)新所帶來(lái)的快樂(lè)，從而激發(fā)其創(chuàng)新激情。

老師可出示橡皮筋、木塊、皮球、玻璃杯等生活中常見(jiàn)的物品，讓學(xué)生思考這些物品可以開(kāi)展哪些實(shí)驗(yàn)并動(dòng)手操作，一可以強(qiáng)化知識(shí)的理解，二可以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手創(chuàng)新能力。讓學(xué)生自由選擇器材并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，比一比誰(shuí)開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)多。橡皮筋可演示“力可以使物體發(fā)生形變”、“聲音產(chǎn)生的原因”、“彈力的大小與什么因素有關(guān)”；玻璃杯、圓珠筆、水、橡皮泥可演示“光的折射現(xiàn)象”、“凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用”、“壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)”；兩張白紙可演示“流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”……

隨著國(guó)家的富強(qiáng)，教育資源得到豐富和提升，學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備正逐漸增多，基本能夠滿足教師演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)的需要。但學(xué)生的求知欲望是無(wú)限的，要完全滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，僅依靠實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備和器材就顯得有些單調(diào)和偏離生活實(shí)際。因此，尋找生活中的實(shí)驗(yàn)資源，利用生活中隨手可得的器材開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，讓學(xué)生能從學(xué)習(xí)中獲得知識(shí)獲得快樂(lè)也提升了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

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