低成本物理实验（共11篇）
低成本物理实验 篇1
摘要：在农村地区, 由于教学实验资源的不足, 难以满足快速发展的课程改革需要, 在实验器材方面急需做出努力。在数量上补充器材不足, 在功能上改进与完善, 开发新实验填补实验空白, 这成为广大农村教师与实验室工作人员迫切需要解决的问题。而解决这一问题的有效捷径就是开发低成本实验。
关键词：取材方便,能力培养,现象明显
物理是一门以实验为基础的学科, 缺少实验的物理学是不完整的。在教学中, 教师要以物理实验为出发点, 引导学生探究物理知识的真谛。因此, 初中物理教学的主要目标之一就是培养学生养成良好的实验操作能力。物理实验具有形象、生动、有趣的特点, 不仅能激发学生的学习兴趣, 更能帮助学生形成概念、得出规律, 加深学生对知识的感受和理解。《物理新课程标准》指出:“学生大都具有强烈的操作兴趣, 希望自己多做实验, 教师要充分保护和利用这个积极性, 让学生更多地参加实验活动”。因此, 从激发学生兴趣和帮助学生掌握知识这两个方面考虑, 教师应在实验教学方面加强对学生的训练。但在农村地区, 由于实验器材的不足, 甚至没有, 我们用什么方法来加强实验教学呢?我想最好的方法就是开发低成本实验, 因为它有很多优点。
一、取材方便
我们在上物理课的时候, 很多老师总是感叹没有器材, 其实在我们身边很多东西都可用来做实验。新课改的理念要求我们要从生活走向物理, 从物理走向社会。为什么我们不能用生活中的物品来探究物理问题呢?如我们身边的易拉罐盒、保鲜袋、塑料瓶等都是很好材料。例如, 用两个纸杯和一根线就可以做个简易的电话, 几颗钉子和一块木板就能做个压力小桌等等。
二、有利于学生创造能力和想象能力的培养
我们把课本上的一些小实验安排给学生回去做, 就让他们想法用身边的器材来做。这样即保护了初中生好动善思的心理, 激发学生的学习兴趣, 发挥学习的主动性作用, 同时又丰富了学生的课外生活。他们还能在这种玩的过程中得到启发, 发现一些新的问题, 从而培养了学生创造能力和想象能力。我们完全可以让学生自己去做, 不像实验室中怕学生把器材损坏了, 而学生的很多想法无法去做, 这样学生就不能自由发挥。
三、装置简单, 现象明显, 便于功能改进
做物理实验前, 时刻要明确做实验的目的是为了增加实验的直观性和趣味性, 激发学生的学习兴趣, 启发学生思维, 从而加深对物理概念的理解, 从中探究出规律和解决问题的方法。我发现用身边的一些器材做实验效果非常好, 如“压强”教学中, 压力、受力面积和压强这三者的关系是教学的重点和难点, 如果只是抽象地讲解, 学生根本无法理解, 因为我选取了生活中的杂技表演——人压钉板来解释。在杂技表演中, 演员常常赤裸上身平躺在一块钉满尖钉的板子上, 身上往往还压上一些重物, 演员在这样的状态下却总能“全身而退”, 这是为什么呢?许多学生受武侠电影的影响, 认为这是演员有气功, 是长期训练出来的“硬功夫”。我没有急于纠正学生的观点, 而是用下面的实验来引导学生自己得出正确的认识。我做了两块木板, 一块上面布满了尖钉, 类似于杂技演员用的砧板, 另外一块板子上只是零散的钉着三四颗钉子, 同时准备两个同样规格的充满红水的薄膜塑料袋。在实验之前, 我提问学生:“哪个木板能扎破塑料袋?”学生有不同的认识。我提醒学生认真观察实验现象便开始做实验:把两个袋子分别轻轻放在两板的钉子上。结果超出很多人的预期, 放到钉子少的薄塑料封口袋被戳破了, 另一袋安然无恙。这是为什么呢?我让学生不要急于给出结论, 而是要到课本中去认真的寻找答案。最终学生得出结论:在压力一定的情况下, 增加受力面积可以减小压强, 所以杂技演员可以躺在密密的钉子板上, 安然无恙。我通过制作这样的实验小器材, 轻松解决了“压强”教学这个难题。
再如教学“浮力”, 对于“浮力的方向是向上的”, 这个不难理解, 但是理解起“浮力的方向总是竖直”就有一定的困难。如何突破这一难点呢?我选取生活中常见的软线、乒乓球和可乐瓶子设计了一个简单而有效的小实验:软线的一头用透明胶固定在乒乓球上, 另外一头则固定在透明的可乐瓶口, 当然瓶口要用瓶塞塞好, 装置做好后, 往可乐瓶子中灌水, 乒乓球慢慢地浮到水中, 观察可以发现系住乒乓球的线是竖直的, 这就说明乒乓球受到水的浮力是竖直向上的, “浮力的方向是竖直向上的”这个问题解决了。我们接着将可乐瓶倾斜过来, 线的方向是怎样的呢?依然是竖直的, 这就说明“乒乓球受到的浮力依然是竖直向上的”, 我们再反复做几次这样的实验, 发现线总是竖直的, 那我们现在可以说“浮力的方向总是竖直向上的”, 用这简单的方法就突破这一难点。
总之, 教师在教学中, 要多注意观察和总结, 善于创新, 用日常的小器具进行小制作, 做低成本实验。这样才能在有限的条件下, 促使学生在知识、智能、技能等方面的综合素质得到较好地发展, 为学生实现由应试教育向素质教育转轨打下坚实的基础。这样才能适应新课改理念, 使学生以解决实际生活中的问题为前提学习知识, 学以致用, 既巩固了知识, 又使所学的知识得到升华, 让学生尽情体会“从生活走向物理”的乐趣。
低成本物理实验 篇2
科学实验需要有基本的实验器材与设备作为必要保障，学校实验室的实验设备是有限的，且一些设备不便于课堂展示，因此，学生周围的物品也可以成为实验器材的最佳选择。利用学生熟知的、日常生活与学习所用的物品进行实验，不仅操作简单、直观，而且能够在一定程度上培养学生的动手能力与创新能力，节省实验成本，有着无限的优越性。在对低成本实验进行设计时，一般要遵循三条原则：首先实验材料的制作必须成本低廉；其次制作过程简单易操作，且花钱少；最后要便于教师在课堂上演示。比如，在学习《地球与宇宙》这一章节时，为了能够使学生对地球的基本形状与特点进行深入的了解，可以采用纸带与铅笔设计出地球的模型，将纸带缠绕成椭圆球体，然后为学生展示并讲解地球两级的基本体征。再如，学习《物质的形成》这一章节时，为了让学生感知不同形态物质的差异性，可以用针筒抽取5ml的空气，然后堵塞针孔，推动针筒活塞，观察空气能够压缩到多少毫升。然后再将空气换为水，以同样的方法进行压缩，观察能够压缩的程度。经过亲身体验，学生能够对气体、固体的分子间隙有一个科学的认识。该实验不仅操作简便、成本低廉，而且还能够使学生广泛参与其中，亲身感受不同状态物质的分子特点，具有一定的优越性。
二、注重引导，激发学生的参与热情
低成本实验能够使学生普遍参与到实验当中，提升学生的实践动手能力，增强学生学科学、爱科学的兴趣。在科学教学过程中，教师要为学生创设一定的课堂情境，根据学生的兴趣爱好以及身边的具体事物，选择具有针对性的、能够满足学生好奇心理与兴趣爱好的实验，使学生对生活中一些基本现象、科学技术能够进一步了解。比如，在现实生活中或电视节目中，学生经常会看到胸口碎大石等魔术，对此充满了好奇，教师可对该原理进行实验展示，实验器材很简单，两只高脚杯、一把铁锤与一块粗细均匀的模板，将高脚杯置于木板上，然后用锤子敲击木板，让学生预测可能会出现的现象，然后再进行展示，得出结论，使学生明白这是利用了压力与压强的关系。学生的注意力将会集中于整个实验，学习兴趣高涨，而且能够从实验中学到科学知识，解释生活中出现的科学、物理现象，不仅能够提升课堂效率，而且能够使学生的观察与创新思考能力得到提升。
三、将生活物品应用于科学实验
科学实验的最终目的是为了能够使学生通过实验演示了解某一个原理，因此，只要能够对实验原理进行有效地揭示都能够在课堂上进行展示。我们生活中的物品五花八门，都可以发挥想象力与创新思维能力运用于科学实验中。对于一些实验器材缺乏的学校来说，对生活物品的利用能够有效解决实验器材不足的问题，而且能够满足实验教学的目的。一般情况下，科学实验中运用到的生活物品都是比较常见的，能够使每个学生普遍参与到实验当中，享受实验操作带来的乐趣。比如在学习内燃机的运作原理时，可以设计这样的一个实验，实验器材主要有食品包装盒、铁钉、打火机的电子点火器，往包装盒内滴适量的酒精，然后封闭，对包装盒的表面进行反复摩擦，达到一定的程度后，按电子点火器，这样整个内燃机的工作原理就清晰地展现在每个学生面前，且这些实验器材可以反复使用。诸如食品包装盒、电点火器等这些器材都是平时生活中极为常见的东西，基本上可以做到人手一套，使学生都能够参与实验，加深学生对知识的理解与认识，不仅成本低廉，而且课堂实验效果极佳。
四、对自然现象的实验探究
大自然是神奇、奥妙的，学生对大自然的一些现象表现出极大的兴趣，充满了求知欲，教师可以设计一些简单的自然实验，满足学生的好奇心，这不仅能够培养学生学科学、用科学的素养，而且还能够培养学生善于思考的能力。以生活中常见的彩虹现象为例，尽管大部分学生都见过彩虹，但是对彩虹的形成原理却了解甚少。彩虹与光的反射、折射现象有关，教师可以引导学生用装满水的塑料瓶置于阳光下，然后将一张白纸放置水瓶后，观察其在白纸上所呈现的光带，在实验的过程中可不断调整白纸与塑料水瓶的位置，探究彩虹形成的原理。这一实验简单易行，学生还可以在课下自己进行研究，再结合课本所学知识，了解彩虹形成的原理。基于彩虹实验的启示，学生还会对大自然的其他现象进行探索，增强学生的实践能力与创新能力。在教学过程中，教师要全面贯彻落实新课改的基本要求，致力于对学生逻辑思维能力与实践能力的培养，通过对生活中极为常见的事物的利用，为学生呈现出丰富的实验效果，增强学生参与科学实验的积极性。低成本科学实验不仅操作简便、花钱少，而且能够满足绝大部分学生的实验需求，显示出极大的优越性，可以在科学教学中广泛应用。
初中物理低成本演示实验的开发 篇3
关键词：低成本 初中物理 演示实验 开发
演示实验与学生的日常生活之间有着极为密切的联系，它不仅可以丰富学生的感性知识，同时也可以帮助学生接受与巩固知识，形成系统的知识结构。低成本演示实验以其灵活、生动的特点有效吸引了学生的目光，最大限度地满足了学生的学习需求。在低成本演示实验的影响下，学生可以掌握更多的物理知识，大大拓宽自身的知识面，真正将理论与实践结合在一起，有效提高综合运用物理知识的能力。
一、开展低成本演示实验的意义
低成本演示实验，主要就是借助生活中常见的物品等来开展实验，这样也就保证了实验与生活之间的紧密联系，同时可以带给学生新奇的体验。这种演示实验可以有效激发出学生的学习热情，让学生对物理实验产生出浓厚的兴趣，进而积极参与到物理实验中去。教师一方面要帮助学生掌握物理概念，另一方面要鼓励学生敢于创新、勇于创新。低成本演示实验具有取材简单、制作简单、实验现象明显的特点，因此，在初中物理教学中采用低成本演示实验，可以有效解决物理实验教学中存在的实验器材匮乏或是师资资源较为紧缺等问题。运用演示实验，大大丰富了初中物理教学内容，帮助学生在物理学习方面实现更好的发展。
初中物理知识与学生之间有着极为密切的联系。通过开展物理教学，可以丰富学生的物理知识，帮助其更好地参与到教学活动中，在学习方面实现长远的发展。物理学科有着极强的实践性，通过给学生演示物理实验，可以有效提高学生的动手操作能力，同时可以激发出学生对于物理学科的学习兴趣，带给学生新奇的体验，让学生主动参与到学习中去。常言说，兴趣是最好的老师，学生只有在学习兴趣的影响下，才能积极主动地进行学习活动，有效提高学习效率。因此，在日常的教学中，教师要做好分析与研究工作，善于借助当前的环境与条件来激发出学生的学习兴趣，帮助学生真正掌握物理知识。
二、在演示实验中激发学生的学习兴趣
在初中物理教学中，由于长期受到传统教学模式的影响，一些教师在开展课堂教学的过程中过于注重理论知识的讲述，没有认识到物理教学中实验的重要性，从而限制了学生的学习能力的发展。因此，在实际教学中，教师要分析物理教学的基本框架，突出教学的实验性，同时还要保证教学的灵活性，这样才能让学生主动接受物理知识，从而提高实验教学效果。
（一）借助物理实验开展教学，激发学生的好奇心
对于初中阶段的物理教学来说，教师要认识到激发学生学习兴趣的重要性。初中生刚刚接触物理知识，此时教师要做好启蒙工作，让学生认识到物理与实际生活之间的联系，这样才能让学生更好地参与到物理学习中去，对学习内容产生浓烈的学习兴趣。因此，在实际教学中，教师要着重培养学生的学习兴趣，激发学生的好奇心，借助生动有趣的物理实验来开展教学工作。
（二）设计好实验内容，满足学生多元学习需求
通过调查可以看出，学生在下课期间思维是最为活跃的，同时也是心情最好的阶段。一些教师为了完成自身的教学任务，往往挤占了学生过多的课余时间，实际上这样会对学生的学习热情造成消极影响。针对这一现象，教师可以利用课前一段时间讲述实验内容，引导学生做一些比较简单的物理实验，充分激发学生的学习兴趣，让学生更好地参与到学习中去。同时，教师还要尽可能地保证实验内容是学生日常生活中没有接触过的，让学生对实验产生好奇心理。如果教师在教学中向学生讲述的都是生活中平淡的事物，往往会调动不了学生的学习热情。初中生具有强烈的好奇心，教师要抓住学生的这一特点，保证实验的新鲜感和趣味性，这样才能真正激发出学生对物理实验的兴趣，从而积极主动地参与到物理的多元学习中去。
三、低成本演示实验的开发与研究应遵循的原则
低成本物理演示实验，就是在日常教学中借助生活中费用不高的材料来制作实验中需要的实验器材，对于一些教学条件不太好的学校来说，这种教学方法有着极强的可行性。同时，教师在教学中还可以借助生活中一些可以循环利用的材料或是人们扔弃的废品等来进行实验，让学生积极主动地参与到动手操作中去，帮助学生掌握物理知识，提高物理实验的效果。欲达此目的，须注意“三性”原则。
（一）科学性
物理演示实验，就是通过实际操作来验证出真实的东西。初中物理演示实验是站立在客观真理基础之上的，并不是通过凭空捏造得到的。科学的实验要具备完整的实验设备，同时还要具备实际可行的实验与解决方法，这样才能保证通过实验解决实际问题，同时也可以启发学生的思维，促使学生掌握物理知识。如果设计的物理实验不能激发出学生的学习兴趣，那么教师就要及时调整自身的教学方法，让学生对演示实验产生兴趣，这样才能真正让学生参与到实验中去。可以说，低成本物理演示实验不仅可以帮助学生获取物理知识，同时也可以有效提高学生的动手操作能力。学生只有自己动手实践了，才能积极参与思考，进而有效提高自身的创造力，同时也可以促进自身实践能力的发展。因此，想要促进低成本物理演示实验的发展，教师就要做好创新工作。
（二）简洁性
实验越简单，实验的器材也就相对较为简洁，学生也就可以更好地参与到物理实验中去，从而可以快速掌握物理实验的步骤，实现物理实验的目标。尤其是对于一些学校的课堂教学来说，由于受到多种因素的影响，实际学生的学习效果并不理想，如果开展的物理实验十分复杂，那么就会严重打击学生的学习热情，甚至还会让学生不再愿意参与到物理实验中去。因此，教师在设计物理演示实验的过程中要保证取材的操作可行性，如常见的橡皮筋、超市的购物袋、塑料水瓶等，都可以在物理演示实验中发挥出应有的作用。
（三）安全性
对于初中物理实验来说，首先就是要保证实验的安全性，因此，教师在组织学生进行物理实验的过程中要保证学生的人身安全，避免学生接触一切可能对身体造成危害的物品，如水银等。学生的好奇心较强，一旦不小心碰到了水银，极易造成严重的后果。所以教师就要严格把好安全关，保证学生的人身安全。
综上所述，可以看出，低成本的物理演示实验对学生的学习与发展来说有着极为重要的影响。因此，在实际教学中，教师要做好研究与分析工作，积极开展低成本的物理研究实验，让学生動手操作实验，从而掌握好物理知识。
参考文献：
[1]陈先锋，宋景萍，孙丽萍等.初中物理低成本演示实验的研究与开发[J].赤峰学院学报（自然科学版），2015（31）：269-270.
[2]蹇光文.怎样用身边的物品开发初中物理实验的实践研究[J].关爱明天，2015（7）：50.
[3]陆学平，雷庆，罗琬华等.低成本物理实验培养学生创新能力的教学策略研究[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版），2009（22）：126-128.
初中物理低成本实验开发与应用 篇4
一、开发和利用低成本实验的意义
(一) 弥补实验资源不足的现状
目前, 新课标特别强调初中物理教学过程中进行实验教学的重要性。然而, 相关调查显示, 在很多中学, 尤其是农村中学, 实验仪器仍然难以满足教学需要, 甚至在实验教学中, 仅仅是老师在黑板上讲解, 学生简单地记忆。这种现象严重制约了初中物理实验教学的进步。对初中物理来讲, 实验十分简单, 对实验的精度要求也不高。大部分实验的仪器可以由低成本的材料来制作。因此, 注重低成本实验的开发与利用可以有效改变实验资源不足的现状[1]。
(二) 提高学生的创新实践能力
在低成本实验中, 学生可以建构知识, 提高动手能力和实践能力。低成本实验中往往蕴藏着丰富的物理知识。其制作简单, 材料来源相当广泛, 给学生动手操作提供了实践机会。由于使用的是自制的低成本实验仪器, 在实际教学过程中, 学生不用担心实验过程中会损坏实验仪器, 这样学生可以在实验中按照自己的想法, 在具体的过程中不断发现新问题, 然后找到解决问题的方法, 对于提高学生的实践能力和动手能力具有重要意义。
(三) 养成良好的科学态度
低成本物理实验对于学生建立起科学的价值观、养成良好的科学态度, 具有重要的促进作用。学生在实验过程中用到的仪器来源于日常生活, 可以充分激发学生的学习兴趣。如静电实验, 生活中很普通的一把梳子, 在头发上摩擦后竟然可以吸引小纸屑。就这么一个简单的小实验, 可以帮助老师完成有关静电这一知识点的讲解。低成本实验在培养学生科学的价值观方面具有重要意义。
二、开发利用低成本实验的策略
(一) 强化低成本物理实验开发利用的意识
思想决定高度, 在低成本实验的开发中, 要逐步强化开发实验资源的意识。在物理教学过程中, 要认识到低成本实验的价值, 采用合适的方法激发学生进行实验的兴趣。教师可以在课堂上演示一些利用自己制作的实验道具进行实验, 把学生的积极性充分调动起来, 让学生在课下有兴趣动手制作实验仪器, 并进行实验, 在这个过程中, 不仅对知识的理解进一步加深, 同时还提高了学生的动手实践能力。
(二) 对低成本实验的实验仪器制作材料的收集
生活中很多东西, 如果经过巧妙地利用, 均可以变成实验教学仪器。如一支铅笔, 用削尖的一头与另一头分别顶住手指, 可以用来探究影响压强的因素;把铅笔插入水中, 可以进行光的折射的演示实验。很多材料甚至废弃品在低成本实验设计中都会成为有用的实验资源, 因此取材时要从成本低廉、变废为宝的角度考虑。
(三) 低成本实验项目的开发角度
首先, 可以从生活中日常用品和废弃材料的原理、性能等方面入手, 通过认识其物理本质, 生成相应的实验项目。其次, 可以在初中物理课本课后的“动手动脑学物理”和“想想做做”等趣味性栏目中进行一些实验项目的开发。最后, 可以通过现有的强大的网络搜索一些已经成功开发出来的低成本实验, 并结合自身教学实际情况, 开发出适合自己的低成本实验项目。
三、物理低成本实验的设计原则
首先, 实验必须遵循科学性原则。在实验过程中, 要让学生体会到试验的目的及包含在其中的物理知识, 要本着实验过程简洁、设计思想实用的原则进行实验设计;其次, 要本着体验性原则。低成本实验的实验仪器要选择生活中常见的材料来制作, 实验仪器尽量结构简单, 方便维修, 这样学生在实验过程中就不用担心损坏仪器, 使尽可能多的学生参与到实验中; 再次, 要坚持趣味性原则。“兴趣是最好的老师”, 物理实验教学也是如此。在进行低成本试验时, 要为学生创造出良好的实验环境, 激发学生的好奇心, 让学生对实验产生浓厚的学习兴趣, 从而提高实验课堂教学效率, 增强教学效果;最后, 要坚持安全性原则。低成本实验开发的一个重要前提就是保证实验的安全性, 尤其是不能对人身安全造成威胁, 这就要求在试验选材时, 要选用环保无毒的材料, 对于实验中用到的实验用品, 也要保证其安全性。如在探究托里拆利实验中, 水银有可能对人体造成伤害, 不宜让学生操作, 可以基于相同原理的基础上采用其他实验达到相同的教学效果[2]。
物理实验教学对于提高物理学科的教学水平有着重要的意义。在目前存在实验资源不足等一系列因素的情况下, 积极开发与利用低成本实验, 让每个学生都参与到实验过程中, 对于提高学生物理学习兴趣, 达到实验教学目的有着积极的促进作用。
参考文献
[1]陈综献.浅谈低成本实验在初中物理教学中的开发与运用[J].考试:综合版, 2013 (3) :184-184.
浅谈初中教学中的低成本物理实验 篇5
关键词：低成本物理实验；应用；创新
物理学是一门实验科学，物理实验是物理教学的重要环节之一，是物理概念和规律建立的基础，对于帮助学生学习物理知识和培养他们的创新精神有重要的意义。特别是学生能亲自动手的实验，更能激发学生学习物理的热情，激发其求知欲。然而，在实际教学中往往由于资源短缺、设备陈旧等种种原因物理实验教学实施得并不是很好，低成本物理实验从某种程度上增强了物理实验教学的可操作性。低成本物理实验也是国际物理教育界所倡导的一种物理教学行为，一方面通过利用生活中的廉价材料开展物理实验教学可以解决或缓解实验器材短缺问题，满足经济落后地区的中学开展物理实验教学的需要；另一方面通过利用生活材料、物品或器具做物理实验，可以提高学生对物理的学习兴趣，培养学生的动手实践能力和创新能力。
一、低成本物理实验的优势
1.成本低廉
低成本物理实验的器材是由教师和学生搜集身边的物品亲手制作的，这些物品在生活中很常见，比如易拉罐、保鲜袋、塑料瓶等废弃物品，或者学生常用的铅笔、橡皮、钢尺等物品，甚至我们平时的玩具，如橡皮泥、乒乓球等这些价格低廉的物品，都可以用来进行物理实验。实验器材成本低廉不仅不会额外增加经济负担，还增强了其课堂实验的可能性。
2.亲切感强
低成本物理实验的器材取自学生身边熟悉的东西，并且制作又比较简单，对学生来说有很强的亲切感。这些实验可操作性强、生动形象、贴近生活，能让学生更好地体会到科学、技术和社会生活息息相关，有利于激发学生的好奇心和求知欲，既能满足学生亲自操作的欲望，又能培养学生探索的兴趣，有利于发展学生的个性特长，使全体学生都有亲身的体验，能让其得到成功的满足，从而树立学习的自信心。
3.培养创新意识
低成本物理实验中的器材大多从瓶瓶罐罐中挑选，从构思、取材或制作结构方面都融入了自己的想法，学生根据需要以及已有知识对物品进行改进，在实际制作过程中往往会遇到一些不可预知的问题，需要自己解决或查阅资料，整个过程培养了学生创新的意识，提高了发现问题、解决问题的能力，有效地开发了学生的智力和非智力因素。从创造过程中体验科学家的艰难历程，培养对科学家的崇敬感以及对科学知识的探索精神。另外，低成本实验材料很多时候是由废品制作的，有利于培养学生的环保意识和勤俭节约的观念，符合当今社会的“低碳”生活。
二、低成本物理实验在实际教学中的应用
麦克斯韦说：“一项实验，使用的材料越简单，学生越熟悉，就越能透彻地获得所验证的结果。”开发低成本物理实验，关键是教师要善于思考，勤于动手。如，学生的文具盒中通常有铅笔、圆珠笔、橡皮、刻度尺、三角板、圆规、胶带等等，在物理课堂教学中如能很好地加以利用，就可以完成很多物理小实验，帮助学生直观感受物理现象，深刻理解物理规律。另外，还可以开展物理课外小组活动，让学生自己找身边的材料动手做一做，感受物理知识的精妙，提高学习的兴趣。下面就列举常用器材在物理实验中的一些应用。
1.利用铅笔常做的物理实验
（1）将铅笔一端用牙齿咬住，用手指轻敲铅笔另一端发声，体验一下与牙齿张开铅笔位置不变、手指敲击力度不变时耳朵听到声音的区别，可知固体（笔杆）可以传声，且传声效果比气体好。
（2）用两手食指同时挤压一端削好的铅笔两端，通过两手指的感觉不同，指腹的凹陷程度不同，说明压力的作用效果与受力面积有关。
（3）用白纸剪成一个直角三角形，在铅笔上逐圈向上缠绕，就成了螺旋，可以模拟盘山公路。
（4）将铅笔斜插入水中，发现水中部分向上弯折，说明光从水中斜射入空气中时发生了折射。
（5）将铅笔的木材劈开抽出铅笔芯，将铅笔芯的两端分别连入电路，这时灯泡发光，调节其中一端线头在铅笔芯上的位置，即改变铅笔芯接入电路的长度，可以说明导体电阻的大小与导体的长度有关，这也正是滑动变阻器的工作原理。
2.用塑料瓶可以完成的实验
（1）在塑料瓶中放一些小纸屑，敲击塑料瓶，可观察到小纸屑的跳动，而不敲击时小纸屑不跳动，这说明声音是由物体的振动而产生的。
（2）透过盛水塑料瓶，看书本上的字，会看到字变大了，制成简易的放大镜。
（3）在塑料瓶的侧壁上的不同高度钻几个小孔，再往瓶内倒水，比较水从孔中喷出的远近，可以得出液体压强跟深度有关，深度越大，压强越大。
（4）塑料瓶中盛大半瓶水，加少许红墨水，用瓶盖盖紧，瓶盖中间插入一塑料管，再向瓶中吹气，使水沿塑料管上升到瓶口以上，在不同高度可以观察到大气压随高度而变化的情景。
（5）用手紧握竖直的瓶子而不掉来研究静摩擦力，将塑料瓶横放在水平桌面上，使其匀速拖动和滚动时拉力不同说明滑动摩擦与滚动摩擦的区别。
3.巧用乒乓球做物理实验
（1）音叉发声的时候，振动微小不能用肉眼观察到，用乒乓球来放大音叉的振动不失为一个好方法，同时还可以用不同的力度敲击音叉通过乒乓球弹开的程度说明声音的响度与振幅的关系。
（2）浮力产生的原因是浸在液体里的物体上下表面受到的压力差，若下表面无液体就不会产生浮力，用较大的可乐饮料瓶剪掉底部，留下上半部倒置，将乒乓球压在瓶颈处并注水，乒乓球不会浮起来，然后用手或瓶盖将瓶口封住，由于球和瓶之間渗水，当球下部集满水后，乒乓球会很快上浮。
（3）找一个瓶口比乒乓球略小的饮料瓶，装满水之后，用乒乓球堵住瓶口将其倒置，结果看到乒乓球不仅不会掉下来，还托住了一整瓶的水，可以演示大气压强，因为乒乓球不怕水浸，所以比用纸片有优越性。
（4）玻璃漏斗口朝下，将乒乓球置于漏斗颈处释放，球会掉下；若从上端吹气，则球会贴在颈处不会掉下。可以很好地解释流体流速大的位置压强小。
（5）让乒乓球从一定高度落下，速度越来越大，重力势能减少，动能增加，重力势能转化为动能；从表面弹起上升，速度越来越小，重力势能增加，动能减少，动能转化为重力势能。
总之，利用以上的铅笔、塑料瓶、乒乓球等能完成很多初中物理实验，限于篇幅本文只提及以上的例子，同时利用身边事物还有更多低成本的有趣实验等待我们开发。低成本物理实验，是低成本高智慧，成本低而价值不低。使用身边随手可得的物品进行探究活动和各种物理实验，可以拉近物理学与生活的距离，体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的教学理念。另外，通过教师的指导，学生亲自动手制作不但丰富了学生的感性认识，增加了他们学习的乐趣和信心，而且培养了他们的科学实践能力和创新精神，低成本物理实验将越来越受到广大师生的喜爱。
低成本物理实验 篇6
著名的物理教育家朱正元教授曾倡导“坛坛罐罐当仪器, 拼拼凑凑做实验”。义务教育《物理课程标准》也提出:“除专门配备的仪器外, 应提倡师生利用身边的物品、器具、材料进行物理实验”, “教学中应该多做试一试、动动手之类的随堂小实验, 还应该让学生多做一些家庭小实验”, “应该充分利用实验室现有的器材, 尤其应该利用多年闲置的器材开发新的实验。学校实验室应该为师生利用身边的物品、廉价的材料进行物理实验提供便利。有些成功的实验可以作为学校的常规实验保留下来”。由此可见, 改善农村初中物理实验的重要措施就是大力加强低成本实验资源的开发。
一、开发的价值
1. 拉近物理与生活的距离
义务教育《物理课程标准》指出:“使用饮料瓶等日常用品进行物理实验, 可以拉近物理与生活的距离, 让学生深切地感受到科学的真实性。”由于学生对生活中经常使用或身边随处可见的材料和物品很熟悉, 用它们呈现物理现象, 探究物理规律, 会使学生感觉到物理学亲近、真实、可靠, 感受到物理与社会和生活的密切联系, 充分体现了“从生活走向物理, 从物理走向社会”的新课标理念。
2. 培养学生的节俭环保意识
在开发低成本实验资源的过程中, 大家平时要养成收集废弃物品的意识, 发现生活中有可利用的废弃物品都要及时收集起来以备用, 如易拉罐、饮料瓶、泡沫塑料、塑料袋等等, 这些原本都是废品, 但都能成为老师和学生收集的备用材料。这不但可以变废为宝, 而且还可以渗透环保意识, 美化环境。
3. 培养学生的创新思维能力
低成本实验是成本低而智慧不低, 小实验能揭示大道理。被评为物理学史上第七大美丽的牛顿三棱镜实验, 其器材就是两块三棱镜, 但它却揭示了光的色散现象。由于有些物品本来的用途并不是进行物理实验的, 而常常用来解决“一种生活材料或物品可以做哪些实验, 一项实验活动可以利用哪些生活材料和物品”的发散性问题, 让学生参与低成本实验资源的开发过程, 能培养学生的动手操作能力和创新思维能力。
4. 提高物理教师的实验素养
初中物理低成本实验资源的开发和利用是物理课堂教学的重要组成部分, 是提高初中物理业务水平的重要渠道之一。“借用生活材料开展内容丰富、形式多样的实验教学, 可以体现教师的个性和自创性。”所以, 开发低成本实验资源, 也是广大初中物理教师必须长期坚持的、不断完善的常规化工作。
5. 精心打造高效率的课堂
就物理学科而言, 一堂好课的设计, 关键是实验的设计。大力开发低成本实验资源, 可改演示实验为学生实验, 由学生观察实验变为学生亲自动手操作, 由学生在学校实验变为有家庭中自己做实验, 这都有利于及时巩固和掌握课堂教学内容, 有利于大面积提高教学质量。
6. 均衡城乡实验教学资源
充分挖掘农村的乡土资源, 充分利用生活中的器具、玩具, 学习用品, 甚至是我们自己的身体, 经过巧妙地构思和设计, 丰富农村初中物理实验的器材, 因地制宜地设计简单实验, 缩短城乡实验资源差距, 这是教育均衡化的需要, 具有深刻的意义和价值。
二、开发的原则
开发农村初中物理低成本实验资源要遵循一定的原则。恰当地把握好开发原则、灵活地运用开发途径是开发的前提。现以南通市初中物理教师优质课评比赛中, 参赛老师对苏科版八年级物理教材第一册第五章第三节《直线运动》中“探究气泡在充水管中的运动规律”的实验设计为例, 谈谈低成本物理实验资源开发的原则。
1. 科学性
物理实验首先应该正确反映物理现象和规律, 反映物理变化的客观过程, 要具有科学性。有位老师的实验设计如下:将气泡换为蜡块, 第一步是做实验:蜡块在水管中向上运动, 先是加速, 后来匀速;第二步是播放视频:在蜡块中按一图钉, 蜡块在水管中向下运动, 先是加速, 后来匀速, 最后是减速;设计意图是使蜡块在水中的运动情况既有加速、又有匀速、还有减速, 运动的类型全面, 很有创意!给人的疑问的是, 蜡块最后应该以收尾速度做匀速直线运动, 怎么可能做减速运动呢?是不是在长玻璃管下部的外面放了磁铁, 吸引图钉、增大摩擦的缘故呢?咨询此老师, 他解释道:此视频效果是经过微机处理后才使得蜡块做减速直线运动的。这种“人工处理”的方法与实验事实相违背, 失去了应有的科学性, 不可取。
2. 简易性
麦克斯韦说过:“一项演示实验使用的器材越简单, 学生越熟悉, 就越想彻底地获得所验证的结果。”所以, 我们所开发的实验资源要简单易寻、就地取材。如, 为了让气泡运动速度较慢, 使学生较准确地测出数据, 有的老师将玻璃管倾斜一定的角度, 有的老师将水换成了油, 有的老师在实验前细心地调整气泡的大小……这些都是用最简单的器材, 最简单的方法, 达到了最优化的实验效果。另外, 因为实验所用的材料在生活中随手可得, 实验装置易制易修, 不怕学生损坏, 所以教师不必进行“不要搞坏”之类的告诫, 学生在操作时手指肌肉和心理放松, 自由触摸体验, 在此过程中获得直接经验和深切感受。
3. 直观性
实验中要让学生用感官能够直接观察和感受具体的物理现象与实验过程。开发低成本物理实验资源时, 要尽可能增加实验的可见度, 提高实验的直观性。为了让学生能清晰地看到气泡的运动情况, 有位老师在水中滴了几滴红墨水, 让透明的气泡在红墨水中运动;有位老师将气泡换成红蜡块, 让红蜡块在透明的水中运动;还有位老师在玻璃管外包了一层半透明的黄色胶带, 让透明的气泡在半透明黄色胶带中运动。这些设计方法都使得实验现象具有鲜明的对比度, 增加了实验的可见度。
4. 准确性
实验是为建立概念、探究规律服务的, 测量的实验数据要准确、可靠。在实验中, 准确测出气泡运动的时间是关键, 不少老师在设计中对此问题进行了一定的思考和改进。一是先测出各段时间和总时间, 再通过对各段时间进行分析, 比较哪种方法误差最小。二是在测量工具上做了改进。多数老师选用的是实验室里面的秒表, 而有的老师用的是学生随身带的手表或电子表, 有的老师用的是闹钟, 还有的老师用的是多计时秒表, 一人可计几个时间, 同实验小组的成员再根据记录的时间求平均值, 以减小实验误差。
5. 安全性
在设计实验时, 我们应该尽量避免危险和对身体的伤害。有位老师在课堂上演示气泡运动时, 手中的玻璃管不小心倒下, 一端碰到了一名学生的头而破裂;还有一位学生在实验过程中, 玻璃管掉在桌面上破裂。这虽然没有产生多大伤害, 但说明了长玻璃管在实验中存在着一定的安全隐患。有位老师将玻璃管换成了软透明塑料管, 真是匠心独运!有位老师借用实验室音叉的底座放玻璃管;有位老师用铁架台夹住玻璃管, 而玻璃管的下端放在装有细沙的小烧杯中;还有位老师在课后交流设计时说:“在实验中, 只能改变玻璃管直径、气泡大小、将水换成油来控制气泡运动的速度, 而不能改变玻璃管的长度增加气泡运动的时间, 课书中建议玻璃管长度为60cm~100cm是很有道理的, 这是学生将玻璃管上下翻转的安全长度。”这都是在实验设计中需要考虑的安全性问题。
6. 创造性
低成本物理实验是学生探究活动的一个有机组成部分。让学生参与设计和制作低成本实验器材, 可以培养学生的动手能力、实践能力和创新能力。有位老师在研究匀速直线运动规律的基础上, 为了能让学生用简单的器材做加速直线运动的演示实验, 设计了让乒乓球在倾斜的两根米尺的间隙上滚动的实验。据这位老师在课后介绍, 此实验是他和他的学生们在几十次试验的基础上设计而成的。实验是用钢球, 玻璃, 弹性球, 还是用乒乓球?倾角的大小多大为宜?两米尺的间隙多大好?两米尺是平行好, 还是上小下大, 或者上大下小好?在反复试验后, 我们确定了用乒乓球在一定倾角的、两根米尺间的、上小下大的间隙上滚动, 由此实验数据画出的图象最能表达加速直线运动的规律。设计实验的过程, 本身就是一个探究过程, 本身就是一次创新活动。
三、开发的途径
在学生的日常生活中, 可以利用的课程资源十分丰富。教师要引导学生善于从学习用品、生活用品、废旧物品、报废器材、儿童玩具、日常体验等各个方面去开发低成本物理实验资源。
1. 从学习用品中开发
学生身边可以用来做实验的学习用品比比皆是。如, 用钢尺或塑料尺研究声音的音调与频率的关系、响度与振幅的关系。用铅笔可做滚动摩擦比滑动摩擦小、固体压强、分子间存在引力、最简单的滑动变阻器等实验, 把它抛出去还可演示惯性和受重力作用改变运动状态的实验。
2. 从生活用品中开发
很多生活用品都可以用来设计有趣的物理实验。如, 用蜡烛观察固体的熔化, 用杯子和水观察光的折射, 用图钉研究固体的压强, 用棋子观察惯性现象, 用牙膏皮研究浮力, 用鸡蛋研究浮沉实验, 用筷子做成秤演示杠杆的平衡, 用橡皮筋演示弹性势能, 用空洗发水塑料瓶一只、乒乓球一只、香烟盒铝箔纸、粘胶自制验电球等等。
3. 从废旧物品中开发
在我们的生活中, 有很多废弃的物品, 利用这些废弃物品可以进行实验探究活动。如, 可以用废弃的易拉罐可证明大气压的存在, 用废弃的饮料瓶可以做探究液体压强实验、浮沉子实验、帕斯卡裂桶实验, 用酒瓶底可作凸透镜, 用塑料泡沫可做静电实验, 用大注射器可演示大气压强、物体对外做功、内能减小的实验。
4. 从报废器材中开发
实验室里都有一些废旧的仪器, 把不能修的有用部分拆下来, 经过加工组合可制成有用的实验器材或教具。如, 用废旧电阻器、温度计等制作焦耳定律演示器, 用体育室中报废的羽毛球、实心球、铅球等也可做物理实验。
5. 从儿童玩具中开发
很多儿童玩具都是利用物理原理设计制作的, 是一种难得的课程资源。如, 用玩具小汽车中的电动机研究其原理、判断电源的正负极, 用气球研究摩擦起电现象等。
6. 从人体体验中开发
新课程不仅重视知识和技能目标的实现, 而且特别强调体验性学习目标的达成。由于开发的实验器材是学生的五官和四肢, 所以是最经济、最实用和最有效的实验资源。如, 可用嘴对着手心呵气体验液化要放热, 可用嘴对着手心吹气体验蒸发需要吸热, 可用学生的鼻子闻气味来理解分子运动现象, 可在白炽灯下让学生做各种各样的手影游戏来验证光的直线传播。
总之, “开发低成本实验是我国教育条件的客观需要”。开发的低成本物理实验资源, 不仅是实验器材的简单, 更是实验装置的简化, 实验现象的明了, 实验时间的缩短。低成本物理实验成本虽低, 但“成本低而智慧不低、成本低而技术不低、成本低而价值不低”, 它代表了中学物理实验教学的一种发展趋势和方向。因此, 大力开发农村初中低成本物理实验资源具有广阔的前景。
低成本物理实验 篇7
一简单低成本的物理实验让学生感受物理就在自己身边, 激发了学生的学习兴趣和求知欲
物理学本身就是一门实验科学, 而且现在大部分学校都有物理实验室, 也都有能力开设教师演示实验和学生分组实验, 但有不少学生认为那些实验器材是特别制作的, 对它们的可信度存在一定的怀疑, 因此也就减少了对实验的兴趣。如果能利用身边的一些常见材料来进行实验, 那么就显得更有说服力, 且效果会更好。
例如, “光的色彩颜色”一节的内容, 很多教师会用实验室现成的三棱镜、铁架台、光屏等仪器来做光的色散实验, 以此证明太阳光是七色的。笔者设计了让学生用一个生活中常用的小镜子和一个盛水的盆来做这个实验, 课前要求学生做好准备 (选择晴天做本实验) 。开始上课时, 要求学生拿出准备好的小镜子和盛水的盆。教师先提问:“同学们大都知道用镜子在空气中可以改变太阳光的照射方向, 使之照射到教室内的白色墙壁上, 并形成白色的光斑。如果把镜子放到水下, 让太阳光照射到镜子上, 经过调节, 在白色的墙壁上将会出现什么现象?”学生会异口同声地回答:“得到白色亮斑”, 并且会觉得老师提出的问题太过简单了。但是, 等学生动手做实验后, 结果却大出意料。这时, 老师再与学生一起分析现象, 学生在好奇心的促使下便能很好地学习并掌握新知识。同时, 教师还可进一步引导学生认识“色光的混合”等相关物理知识。
“大气压”是一个教学难点, 很多教师会用马德堡半球、注射器等仪器来证明“大气压的存在”及“大气压很大”等事实。笔者认为这样重新演绎一遍课本实验, 学生会认为那是特别制作的, 而且理解起来存在一定的难度。笔者设计让学生每人准备两块小玻璃片 (碎玻璃片也可以, 注意安全, 尽量选取没有锋利棱角的) , 让学生在空气中将两块玻璃片紧紧叠放在一起, 然后将其分开。学生觉得很容易就能做到。然后, 让学生将玻璃片的一面洒上水, 并将其紧紧叠放在一起, 使它们中间尽量没有气泡。这时, 要求学生用手将其分开。学生会意外发现很难将其分开。学生的学习兴趣在瞬间被激发出来, 随后师生一起分析现象时, 学生会带着疑问积极参与到其中, 如此一来, 事半功倍, 借此还可以引导学生认识大气压的大小, 让学生心中对大气压的大小有个准确的认识。
诸如此类的用简单材料做的物理实验还很多, 可以让学生认识物理就在生活中, 如此一来, 学生对物理的陌生感便会消失, 随之学习物理的兴趣便会增强, 学生关注生活的兴趣也被激活起来了。
二简单低成本的物理实验确保学生都能参与实验, 有利于对学生创新思维的培养
“学生是学习的主体”是《新课程标准》强调的, “知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三维教学目标的确定与实施, 都要尊重学生, 有效促进学生的发展。学生是课堂学习的主人, 课堂教学过程应该是激发学生学习动力的过程。
低成本实验器材来自生活, 取材方便, 保证了人人都能参与, 也便于采用边学边实验的高效教学方式, 课堂教学的效率也就能够达到高效。开发低成本实验仪器, 不是对现代教学实验设备的排斥, 而是鼓励教师积极研究, 设计高效的自制仪器, 进而努力构建和发展以学生为核心的探究式教学模式。
三简单低成本的物理实验便于培养学生的STSE意识
基础教育改革新课程的实施中, 科学 (Science) 、技术 (Technology) 、社会 (Society) 、环境 (Environment) (即简称为STSE) 的内容大幅度增加。低成本实验的开发, 能很好地引导学生关注现实, 感受物理给社会带来的巨大推动作用, 更能加强学生自觉学好物理的决心。
平常生活中的废弃的饮料瓶、吸管、纸板等都是很好的实验材料。用饮料瓶可以做实验用的杯子、瓶、漏斗等, 吸管可以替代易碎的玻璃管。
四结束语
综上所述, 低成本实验的开发, 一方面, 可以节省学校的实验经费, 确保很多实验能顺利进行, 另一方面, 变废弃材料为实验器材, 使学生在参与实验学习知识的同时, 能积极思考材料的废物再利用及环保问题, 这也是物理教育不可缺少的义务和责任。
摘要：新物理课程标准提出“使学生经历基本的科学探究过程, 学习科学探究的方法, 发展初步的科学探究能力”。在此教学现状下, 开发低成本实验, 不仅能增加学生的动手机会, 还能使学生在实验过程中体验学习物理的乐趣, 使物理教育更好地为生活和社会服务。
关键词：开发,激发,构建,提升,物理低成本实验
参考文献
[1]教育部.物理课程标准 (实验稿) [S].北京:北京师范大学出版社, 2001[1]教育部.物理课程标准 (实验稿) [S].北京:北京师范大学出版社, 2001
低成本资源在物理教学中的应用 篇8
要解决上述问题, 首先, 迫切需要充分利用现有的农村低成本实验资源, 下面我就举几个我在教学中低成本资源的应用例子:
一、低成本资源在声学中的应用
对于刚学物理学的初二学生, 让他们学会观察到动手做实验再到主动找资源去验证实验, 这要我们在教学中慢慢去培养, 我首先从最简单的入手。如:用竹子、废纸、气球的摔、掼、摩、擦来发声, 让学生感受身边很多物体只要振动就能发出声音;让学生用钢笔在桌上敲分别离开桌面听和耳朵贴在桌上听从而让学生感受空气传声和固体传声的不同;环保作为生活的主题, 对噪声的探索我放手让学生自己动手去做, 学生不仅能找出控制的方法, 而且还从中挖掘出比较不同人的听力。
二、低成本资源在力学中的应用
为了证明大气压的存在, 我捡了一个空的饮料瓶, 在里面装少量热水, 然后用盖子迅速盖好, 让学生仔细观察现象, 学生听到“噼噼啪啪”的响声后, 会看到饮料瓶变瘪了, 饮料瓶为什么会变瘪, 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。用小点的力压饮料瓶, 瓶的形变不大, 而用大点的力压时, 罐形得很厉害;当你向左扭时它向左歪, 向右扭时向右歪;当你压它中间时很容易压瘪, 而压两端时不易压瘪。这样就能演示力的作用效果与哪些因素有关了, 在我教液体压强向大气压引入时, 我总是找来几个空的塑料饮料瓶第一次在同一高度扎三个孔让学生观察水射出的距离来说明在同一液体内同一深度的压强, 又在上中下分别扎三个孔来观察水射出的距离来说明同一液体内深度越深压强越大, 这样既环保又生动, 既达到了实验的目的, 又让学生感觉生活中处处留心皆学问。
三、低成本资源在光学中的应用
对于日食和月食的形成, 我找来手电筒当太阳, 篮球当地球, 乒乓球当月亮, 学生既好奇又兴奋。生活中不常见的凹面镜和凸面镜, 我让学生回家把家里的不锈钢勺拿过来正看和反看就可形象地观察到这两种面镜的成像情况了。对于在探究凸透镜的焦距和凹凸程度的关系时, 我找来一个薄塑料袋上下左右用细线扎好后在袋内灌上水, 然后通过拉上下左右细线来实现改变凹凸程度, 这样既完成了实验又让学生感受到还可到生活中去开发资源。再如我采用儿童激光手电筒 (价值仅3元, 正规激光器价值上千元) 和自制的烟雾空间或胶体溶液做系列化光学实验, 由于激光的单向性好, 加之烟雾或胶体溶液对光产生的散射作用, 能明显看出光传播的路径, 实验非常成功, 很适合在农村学校应用。
第二, 我们要设计出一条以实验为主线促进物理知识学习的课堂思路。
物理学是一门实验科学, 初中生由于受抽象思维的局限, 生活知识的缺乏, 学习物理有一定的难度。课堂教学思路的清晰、科学与否, 是影响课堂教学效率的主要因素。开展实验探索教学不仅能为学生提供丰富的感性认识, 为思维加工提供大量的素材, 而且为学生能力培养创造了良好的条件。根据学生的认知规律, 依据启发教学原则, 我们学校设计了以突出实验教学为宗旨, 能充分体现知识的发生、形成和发展过程的课堂教学思路, 即:
1.情境:是教学准备阶段, 教师可通过列举生产、生活中的实际事例, 展示实物、模型、挂图、漫画或进行演示实验、分组实验来创设物理情境。如《重力》一节, 可用挂图出示牛顿在苹果树下的深思, 起到激发学生求知欲和复习旧知识的作用。
2.问题:从物理情境中提出本节课要研究的问题, 使学生进入思维状态。如在《物态变化》一节, 在列举大量实例的基础上, 可问学生:“我们平常接触了不少自然现象, 谁能在一年的四季分别举一个有关物态变化的例子?”引导学生进入积极的思维状态。
3.猜想:要求学生在已有知识的基础上, 展开联想和想象, 猜想可能的结论。如讲《杠杆的平衡条件》一节时, 杠杆的平衡与哪些因素有关, 可先让学生猜想:可能与力的大小有关, 也可能与力臂的长度有关, 还可能与力的方向等有关。本环节可激发学生热情, 培养直觉思维能力。
4.探索:在猜想结论的基础上, 引导学生设计实验方案, 并进行演示或随堂实验。
5.结论:通过实验, 引导学生归纳得出结论。在这个环节, 可先让学生根据实验现象, 用自己的语言表达实验结论, 再通过看书对比, 培养学生运用物理语言的能力。
最后, 我们的教学手段要多元化, 特别是多媒体的运用。
进入新世纪以来, 科学技术的飞跃发展, 尤其是计算机及其网络的日益普及, 有力地推动了教育技术的发展, 各种现代化教学技术走进了课堂。多媒体技术在教育领域有了更广泛的应用, 多媒体技术对课堂教学的变更产生了很大的影响。形象、生动的动画、妙趣横生的插图、好听的音乐, 很大程度上增加了学生学习的趣味性, 激发学生的学习兴趣, 使学习过程变得不再枯燥、乏味。如在教学《光的折射》时, 由于学生受地理区域、生活环境等条件的限制, 在生活中很少注意光的折射现象, 很难把学生带入那种奇妙的世界, 若把生活中漁民叉魚、筷子在水中变弯、冰透境取火、城市的海市蜃楼现象等画面用课件展示在学生面前, 精美的画面就可以深深地吸引学生, 使学生的注意力在最短时间内被老师控制, 利用网络资源组织多媒体教学已成为提高教学效率, 提高学生的学习兴趣和自主学习习惯、学习能力最为有效的教学手段之一。
低成本物理实验 篇9
组建局域网时,经常存在两个以上网段,分属于不同网段内的主机彼此互不可见。为了解决这个问题,就必须在不同的网段之间设置路由器。在缺少路由器的情况下,可使用最常用的计算机构建软路由。
在此我们共使用了3台计算机,构造如图1所示的实验拓扑。实验设备包括:装有双网卡和Windows 2000 Sever系统的计算机1台,装有网卡和Windows XP系统的计算机2台,网线2条。
2 安装IPv6协议栈
Windows XP和Windows 2000 Sever操作系统默认不支持IPv6协议,所以必须先安装后使用。
3 IPv6地址配置
在Windows系统家族中对IPv6协议的配置方法有两种:IPv6命令(Windows 2000)和netsh(Windows XP)命令,用以查询和配置IPv6的接口、地址、高速缓存和路由。
1)为PC1、PC2分别配置IPv6地址为2::2和3::3
在此以PC1为例,在“开始->运行”处执行命令netsh,进入系统网络参数设置环境。执行以下命令:
Interface IPv6 add address“PC1”2::2
2)为PC3的两块网卡配置不同IPv6地址
默认情况下Windows 2000下的IPv6协议栈共有4个地址接口,其中:
1号接口:本地回环接口,类似于IPv4下的127.0.0.1地址;
2号接口:IPv6兼容地址和6to4隧道虚拟接口;
3号接口:6over4隧道虚拟接口;
4号接口:本地连接接口,可以通过手工配置,是邻居发现机制配置非保留的全局IPv6地址[2]。
步骤如下:
1)我们要使用的是两个本地连接接口,故先查看当前接口状态,输入命令:IPv6 if。本次实验中,接口5、6是我们要使用的两个本地连接接口。
2)为接口5、6分别配置IPv6地址3::1和2::1,使用以下命令:
IPv6 adu 5/3::1
IPv6 adu 6/2::1
4 IPv6路由配置
4.1 验证连通
在PC3输入命令Ping6 2::2,提示没有到2::2的路由。因为,与IPv4不同的是,配置IPv6地址后,系统不会自动分配默认路由,所以我们需要手动配置到PC1和PC2的IPv6路由。
4.2 IPv6路由配置步骤如下:
1)配置IPv6路由。使用命令:
IPv6 rtu::/0 5/3::3
IPv6 rtu::/0 6/2::2
2)输入命令Ping6 2::2,此时可收到PC1的响应。
3)在PC1上抓取数据包,如图2所示。可以清楚地看到,到3::1的数据包经过了2::1的转发,2::1响应的NA报文中,指出对方(2::1)是一个路由器。说明,在IPv6环境下使用软路由实现了网段互联。
5 结论
至此,一个小规模低成本的基于Windows的IPv6实验环境就建立好了,基于此环境就可以进行IPv6协议分析、静态转发等实验项目。若需要使用更大规模的实验环境,也可以基于软路由原理进行扩展。但是,使用计算机实现IPv6软路由有相当大的局限,特别是需要大规模实验环境时,仍必须要双协议栈交换机和路由器等设备的支持。
摘要：本文从经济性角度出发,提出一个低成本、基于Windows的IPv6实验环境的建立方法,并详细介绍了建立该实验环境的方法,以解决一般单位或个人无法进行IPv6实验、研究的难题。
关键词：IPv6,Windows,软路由
参考文献
[1]哈根(HagenS.).IPv6精髓.清华大学出版社,2004.
低成本物理实验 篇10
一、尺度
1.增大仪器尺寸
心理学研究表明，体积越大的物体对人脑的刺激越强烈，在人脑中产生的印象越深刻，也越容易激发人的好奇。为了使学生在教室不同的方位都能清楚地观察到实验现象，设计或使用的仪器必须达到一定的尺寸。如讲解温度计、电流表、电压表、滑动变阻器等器材的结构和读数，以及演示其用法时，尽量使用较大尺寸的演示用实物；在探究动能跟哪些因素有关时，可用实心球和小排球代替质量不同的小钢球，被推物体可用大的空纸盒来代替；在做动能跟重力势能相互转化实验时，可用篮球来代替小金属球，用绳把球吊在天花板上让学生来做。在做演示实验时，应尽可能选用可见度大的器材，这不仅能增强演示效果，而且能激发学生的兴趣，引导学生观察思考，给学生留下深刻的印象。
2.放大微小现象
有些仪器不宜做得太大，做大了会影响实验效果。如在做磁化和去磁实验时，细铁屑若用大头针代替则效果不明显；带电体吸引轻小纸屑实验中，纸屑做大了吸不上来；分子间有引力的实验中，铁丝圈做大了不会产生肥皂液薄膜。这时可配合使用投影仪，通过调节投影仪镜头的方向把细小的仪器放大投影到竖立的屏幕上，这样可增加实验的可见度。有些物理现象本身很微小，不易察觉，这时可用光、电或机械等各种放大装置增大演示效果。如在教学苏科版九年级教材《电流的磁场》中的电磁铁时，若用吸引大头针的多少来判断螺线管通电时有磁性，插入铁蕊后磁性大大增强，后者现象尚可，而前者现象很微弱。实验中可把软铁棒附在指针下端，应用指针偏转放大，效果就明显多了，同时还可以通过指针偏转的角度判断磁性的强弱。
二、高度
1.置于适当高度
为了使全班学生都能看清楚，演示仪器必须要放置在一定高度，目前有些学校使用的两用物理实验器材准备箱（如图所示），正常使用时可作携带器材的工具箱，倒过来放在讲台上（器材箱四角的木柱做长些作脚）底面又可作演示小平台，提高了演示实验的高度，效果很好。
2.变平面为立面
如在用铁屑显示条形、蹄形等磁铁周围的磁场实验中，铁屑在玻璃板上分布是平面现象，学生无法看清楚，这时可用投影仪把铁屑分布排列情况投影到竖直屏上，没有投影仪的农村学校可用大平面镜与水平方向成45°角放置，让学生观察到平面镜里竖立的虚像。在连接电路教学时，要使用演示教板，把电路器件安装在竖立的木板上，这样演示时学生能清楚地看到线路的具体连接过程。
三、色度
1.将器材染色
根据心理学知识，新颖的色彩能吸引学生的注意力。为了把不太明显的部分显现出来，通常将实验材料染上易刺激学生视觉的颜色使可见度倍增。如在带电体吸引碎纸屑的实验中，用白色塑料薄膜条在毛衣上摩擦带电多、效果好，但不能用白纸做碎屑，而要用红色或黑色纸屑；在水和酒精混合研究分子间有空隙实验中，水要染成红色；在做光的直线传播实验时，为了让学生看清光路，要用“玩具激光灯”发出红光或绿光，并在空气中喷些烟雾、在水中加一些牛奶、将玻璃一面打毛糙，就能清楚地显示出光路。
2.将背景衬色
在器材染色不方便时，也可用背景衬托法增强对比度。在遇到演示材料的颜色浅时，可在此材料背后加上黑色的衬幕；实验材料颜色深时，可在背后加上白色的衬幕，这样能使学生清楚观察到实验产生的现象。如焦耳定律的实验中，烧瓶中的煤油因不与水相溶，不容易着色（当然可用红宣传色着色），这时在仪器后面衬上一块白色硬纸板，液面的变化情况就清晰可见。
四、程度
为了让学生更好地理解和掌握物理现象的规律性，有时不只是让学生看到一些静态的物理现象，还要让他们观察到物理现象的变化和发展过程。如用磁铁吸引铁屑来说明两个不接触的物体也能发生力的作用，但当磁铁慢慢靠近铁屑时，学生不易观察到磁铁和铁屑之间发生的“虽不接触，但互相吸引”的短暂过程，只是看到磁铁吸了些铁屑的结果。可以改成把两蹄形磁铁放在两小车上，小车再放到玻璃板上，让两磁铁的同名磁极相对应，先使两小车靠近再松手，可以看到两小车因同名磁极互相推斥而相向运动，这既表明了不接触的物体间有力的作用，又表明力的作用是相互的。对于过程短暂而又无法用其他实验代替的实验，可先用摄像机拍摄下来，再用放“慢镜头”的方法，也可设计多媒体课件，让学生看清楚其具体过程。如子弹打穿木板的过程，利用多媒体来演示使学生看清楚每一个细节，增强了演示效果。
五、广度
1.增多感官刺激
实验演示时，尽可能给学生以多种感官刺激。如在蒸发需要吸热的实验中，可用棉球蘸些着色的酒精擦在学生手背上，让学生在看到酒精斑变小的同时，还闻到酒精味道，并有凉的感觉，从视觉、味觉、触觉三方面给学生留下深刻难忘的印象。再如在探究“不接触的物体间可不可以有力的作用”时，用扬声器中的圆磁铁吸引茶叶盒，不但可以看到磁铁吸引茶叶盒现象，还有强烈的撞击声响，比吸铁粉效果要好得多。
2.增大观察范围
变继时实验为同时实验，让学生同时观察几个类似的实验，比较分析出异同点，得出结论。如苏科版八年级教材《力与运动关系》中探究阻力对物体运动的影响（即伽俐略斜面实验），图中三个实验先后演示，易使学生造成教者松手时初速度不等的误解，也易使学生思维中断，影响逻辑推理，另外手动放车，平衡很难把握，小车易偏离轨道。而利用磁控或机械装置让三只相同的小车在相同的高度同时滑下，学生直观地观察到三只小车在不同粗糙表面的轨道上滑行的距离，便于学生观察比较，形成完整的感性认识和连贯的思维推理，从而得出结论。
3.增多演示人数
尽可能变教师演示为学生分组演示。如苏科版八年级教材《浮力》中探究阿基米德原理，若在烧杯口下面另一侧垫一小物块代替溢水杯，或直接使用量筒，把探索阿基米德原理的演示实验改为学生分组演示，让学生亲自动手操作，就近观察分析，澄清迷雾，总结规律，在“玩”中求知。
总之，开发低成本实验资源是物理教师的终身追求，设计可见度较高的实验更是一门无止境的艺术。教师要用现代化的手段、娴熟优美的动作，配以简练生动的“解说词”，给学生以新、异、奇的感受和美的回味，以不断提高课堂效益。
参考文献
[1] 苏明义.新版课程标准解析与教学指导（初中物理）.北京：北京师范大学出版社，2012.
[2]沈新华.浅谈提高物理演示实验的可见度.中小学实验与装备，1994（1）.
[3] 阎金铎，王志军等.中学业物理教材教法.北京：北京师范大学出版社，2002.
[4] 文马达.提高中学物理演示实验可见度方法的探索.云南教育（中学教师），2011（5）.
【责任编辑 郭振玲】
“开发低成本实验是我国教育条件的客观需要”[1]，低成本物理实验成本低，但智慧不低，技术不低，价值不低，它代表了中学物理实验教学的一种发展趋势和方向，因此大力开发农村初中低成本物理实验资源具有广阔的前景。利用低成本实验资源设计的实验，不仅要追求实验准备的简单、实验装置的简化、实验操作的简便、实验现象的简明、实验时间的简短，更要追求实验可见度的提高。也就是在实验时能让全班同学都看清楚实验装置、操作过程、产生现象、读出数据等。演示实验可见度的大小是标志演示实验成败的关键之一[2]，下面笔者结合自身的研究实践谈谈如何提高低成本实验的可见度。
一、尺度
1.增大仪器尺寸
心理学研究表明，体积越大的物体对人脑的刺激越强烈，在人脑中产生的印象越深刻，也越容易激发人的好奇。为了使学生在教室不同的方位都能清楚地观察到实验现象，设计或使用的仪器必须达到一定的尺寸。如讲解温度计、电流表、电压表、滑动变阻器等器材的结构和读数，以及演示其用法时，尽量使用较大尺寸的演示用实物；在探究动能跟哪些因素有关时，可用实心球和小排球代替质量不同的小钢球，被推物体可用大的空纸盒来代替；在做动能跟重力势能相互转化实验时，可用篮球来代替小金属球，用绳把球吊在天花板上让学生来做。在做演示实验时，应尽可能选用可见度大的器材，这不仅能增强演示效果，而且能激发学生的兴趣，引导学生观察思考，给学生留下深刻的印象。
2.放大微小现象
有些仪器不宜做得太大，做大了会影响实验效果。如在做磁化和去磁实验时，细铁屑若用大头针代替则效果不明显；带电体吸引轻小纸屑实验中，纸屑做大了吸不上来；分子间有引力的实验中，铁丝圈做大了不会产生肥皂液薄膜。这时可配合使用投影仪，通过调节投影仪镜头的方向把细小的仪器放大投影到竖立的屏幕上，这样可增加实验的可见度。有些物理现象本身很微小，不易察觉，这时可用光、电或机械等各种放大装置增大演示效果。如在教学苏科版九年级教材《电流的磁场》中的电磁铁时，若用吸引大头针的多少来判断螺线管通电时有磁性，插入铁蕊后磁性大大增强，后者现象尚可，而前者现象很微弱。实验中可把软铁棒附在指针下端，应用指针偏转放大，效果就明显多了，同时还可以通过指针偏转的角度判断磁性的强弱。
二、高度
1.置于适当高度
为了使全班学生都能看清楚，演示仪器必须要放置在一定高度，目前有些学校使用的两用物理实验器材准备箱（如图所示），正常使用时可作携带器材的工具箱，倒过来放在讲台上（器材箱四角的木柱做长些作脚）底面又可作演示小平台，提高了演示实验的高度，效果很好。
2.变平面为立面
如在用铁屑显示条形、蹄形等磁铁周围的磁场实验中，铁屑在玻璃板上分布是平面现象，学生无法看清楚，这时可用投影仪把铁屑分布排列情况投影到竖直屏上，没有投影仪的农村学校可用大平面镜与水平方向成45°角放置，让学生观察到平面镜里竖立的虚像。在连接电路教学时，要使用演示教板，把电路器件安装在竖立的木板上，这样演示时学生能清楚地看到线路的具体连接过程。
三、色度
1.将器材染色
根据心理学知识，新颖的色彩能吸引学生的注意力。为了把不太明显的部分显现出来，通常将实验材料染上易刺激学生视觉的颜色使可见度倍增。如在带电体吸引碎纸屑的实验中，用白色塑料薄膜条在毛衣上摩擦带电多、效果好，但不能用白纸做碎屑，而要用红色或黑色纸屑；在水和酒精混合研究分子间有空隙实验中，水要染成红色；在做光的直线传播实验时，为了让学生看清光路，要用“玩具激光灯”发出红光或绿光，并在空气中喷些烟雾、在水中加一些牛奶、将玻璃一面打毛糙，就能清楚地显示出光路。
2.将背景衬色
在器材染色不方便时，也可用背景衬托法增强对比度。在遇到演示材料的颜色浅时，可在此材料背后加上黑色的衬幕；实验材料颜色深时，可在背后加上白色的衬幕，这样能使学生清楚观察到实验产生的现象。如焦耳定律的实验中，烧瓶中的煤油因不与水相溶，不容易着色（当然可用红宣传色着色），这时在仪器后面衬上一块白色硬纸板，液面的变化情况就清晰可见。
四、程度
为了让学生更好地理解和掌握物理现象的规律性，有时不只是让学生看到一些静态的物理现象，还要让他们观察到物理现象的变化和发展过程。如用磁铁吸引铁屑来说明两个不接触的物体也能发生力的作用，但当磁铁慢慢靠近铁屑时，学生不易观察到磁铁和铁屑之间发生的“虽不接触，但互相吸引”的短暂过程，只是看到磁铁吸了些铁屑的结果。可以改成把两蹄形磁铁放在两小车上，小车再放到玻璃板上，让两磁铁的同名磁极相对应，先使两小车靠近再松手，可以看到两小车因同名磁极互相推斥而相向运动，这既表明了不接触的物体间有力的作用，又表明力的作用是相互的。对于过程短暂而又无法用其他实验代替的实验，可先用摄像机拍摄下来，再用放“慢镜头”的方法，也可设计多媒体课件，让学生看清楚其具体过程。如子弹打穿木板的过程，利用多媒体来演示使学生看清楚每一个细节，增强了演示效果。
五、广度
1.增多感官刺激
实验演示时，尽可能给学生以多种感官刺激。如在蒸发需要吸热的实验中，可用棉球蘸些着色的酒精擦在学生手背上，让学生在看到酒精斑变小的同时，还闻到酒精味道，并有凉的感觉，从视觉、味觉、触觉三方面给学生留下深刻难忘的印象。再如在探究“不接触的物体间可不可以有力的作用”时，用扬声器中的圆磁铁吸引茶叶盒，不但可以看到磁铁吸引茶叶盒现象，还有强烈的撞击声响，比吸铁粉效果要好得多。
2.增大观察范围
变继时实验为同时实验，让学生同时观察几个类似的实验，比较分析出异同点，得出结论。如苏科版八年级教材《力与运动关系》中探究阻力对物体运动的影响（即伽俐略斜面实验），图中三个实验先后演示，易使学生造成教者松手时初速度不等的误解，也易使学生思维中断，影响逻辑推理，另外手动放车，平衡很难把握，小车易偏离轨道。而利用磁控或机械装置让三只相同的小车在相同的高度同时滑下，学生直观地观察到三只小车在不同粗糙表面的轨道上滑行的距离，便于学生观察比较，形成完整的感性认识和连贯的思维推理，从而得出结论。
3.增多演示人数
尽可能变教师演示为学生分组演示。如苏科版八年级教材《浮力》中探究阿基米德原理，若在烧杯口下面另一侧垫一小物块代替溢水杯，或直接使用量筒，把探索阿基米德原理的演示实验改为学生分组演示，让学生亲自动手操作，就近观察分析，澄清迷雾，总结规律，在“玩”中求知。
总之，开发低成本实验资源是物理教师的终身追求，设计可见度较高的实验更是一门无止境的艺术。教师要用现代化的手段、娴熟优美的动作，配以简练生动的“解说词”，给学生以新、异、奇的感受和美的回味，以不断提高课堂效益。
参考文献
[1] 苏明义.新版课程标准解析与教学指导（初中物理）.北京：北京师范大学出版社，2012.
[2]沈新华.浅谈提高物理演示实验的可见度.中小学实验与装备，1994（1）.
[3] 阎金铎，王志军等.中学业物理教材教法.北京：北京师范大学出版社，2002.
[4] 文马达.提高中学物理演示实验可见度方法的探索.云南教育（中学教师），2011（5）.
【责任编辑 郭振玲】
“开发低成本实验是我国教育条件的客观需要”[1]，低成本物理实验成本低，但智慧不低，技术不低，价值不低，它代表了中学物理实验教学的一种发展趋势和方向，因此大力开发农村初中低成本物理实验资源具有广阔的前景。利用低成本实验资源设计的实验，不仅要追求实验准备的简单、实验装置的简化、实验操作的简便、实验现象的简明、实验时间的简短，更要追求实验可见度的提高。也就是在实验时能让全班同学都看清楚实验装置、操作过程、产生现象、读出数据等。演示实验可见度的大小是标志演示实验成败的关键之一[2]，下面笔者结合自身的研究实践谈谈如何提高低成本实验的可见度。
一、尺度
1.增大仪器尺寸
心理学研究表明，体积越大的物体对人脑的刺激越强烈，在人脑中产生的印象越深刻，也越容易激发人的好奇。为了使学生在教室不同的方位都能清楚地观察到实验现象，设计或使用的仪器必须达到一定的尺寸。如讲解温度计、电流表、电压表、滑动变阻器等器材的结构和读数，以及演示其用法时，尽量使用较大尺寸的演示用实物；在探究动能跟哪些因素有关时，可用实心球和小排球代替质量不同的小钢球，被推物体可用大的空纸盒来代替；在做动能跟重力势能相互转化实验时，可用篮球来代替小金属球，用绳把球吊在天花板上让学生来做。在做演示实验时，应尽可能选用可见度大的器材，这不仅能增强演示效果，而且能激发学生的兴趣，引导学生观察思考，给学生留下深刻的印象。
2.放大微小现象
有些仪器不宜做得太大，做大了会影响实验效果。如在做磁化和去磁实验时，细铁屑若用大头针代替则效果不明显；带电体吸引轻小纸屑实验中，纸屑做大了吸不上来；分子间有引力的实验中，铁丝圈做大了不会产生肥皂液薄膜。这时可配合使用投影仪，通过调节投影仪镜头的方向把细小的仪器放大投影到竖立的屏幕上，这样可增加实验的可见度。有些物理现象本身很微小，不易察觉，这时可用光、电或机械等各种放大装置增大演示效果。如在教学苏科版九年级教材《电流的磁场》中的电磁铁时，若用吸引大头针的多少来判断螺线管通电时有磁性，插入铁蕊后磁性大大增强，后者现象尚可，而前者现象很微弱。实验中可把软铁棒附在指针下端，应用指针偏转放大，效果就明显多了，同时还可以通过指针偏转的角度判断磁性的强弱。
二、高度
1.置于适当高度
为了使全班学生都能看清楚，演示仪器必须要放置在一定高度，目前有些学校使用的两用物理实验器材准备箱（如图所示），正常使用时可作携带器材的工具箱，倒过来放在讲台上（器材箱四角的木柱做长些作脚）底面又可作演示小平台，提高了演示实验的高度，效果很好。
2.变平面为立面
如在用铁屑显示条形、蹄形等磁铁周围的磁场实验中，铁屑在玻璃板上分布是平面现象，学生无法看清楚，这时可用投影仪把铁屑分布排列情况投影到竖直屏上，没有投影仪的农村学校可用大平面镜与水平方向成45°角放置，让学生观察到平面镜里竖立的虚像。在连接电路教学时，要使用演示教板，把电路器件安装在竖立的木板上，这样演示时学生能清楚地看到线路的具体连接过程。
三、色度
1.将器材染色
根据心理学知识，新颖的色彩能吸引学生的注意力。为了把不太明显的部分显现出来，通常将实验材料染上易刺激学生视觉的颜色使可见度倍增。如在带电体吸引碎纸屑的实验中，用白色塑料薄膜条在毛衣上摩擦带电多、效果好，但不能用白纸做碎屑，而要用红色或黑色纸屑；在水和酒精混合研究分子间有空隙实验中，水要染成红色；在做光的直线传播实验时，为了让学生看清光路，要用“玩具激光灯”发出红光或绿光，并在空气中喷些烟雾、在水中加一些牛奶、将玻璃一面打毛糙，就能清楚地显示出光路。
2.将背景衬色
在器材染色不方便时，也可用背景衬托法增强对比度。在遇到演示材料的颜色浅时，可在此材料背后加上黑色的衬幕；实验材料颜色深时，可在背后加上白色的衬幕，这样能使学生清楚观察到实验产生的现象。如焦耳定律的实验中，烧瓶中的煤油因不与水相溶，不容易着色（当然可用红宣传色着色），这时在仪器后面衬上一块白色硬纸板，液面的变化情况就清晰可见。
四、程度
为了让学生更好地理解和掌握物理现象的规律性，有时不只是让学生看到一些静态的物理现象，还要让他们观察到物理现象的变化和发展过程。如用磁铁吸引铁屑来说明两个不接触的物体也能发生力的作用，但当磁铁慢慢靠近铁屑时，学生不易观察到磁铁和铁屑之间发生的“虽不接触，但互相吸引”的短暂过程，只是看到磁铁吸了些铁屑的结果。可以改成把两蹄形磁铁放在两小车上，小车再放到玻璃板上，让两磁铁的同名磁极相对应，先使两小车靠近再松手，可以看到两小车因同名磁极互相推斥而相向运动，这既表明了不接触的物体间有力的作用，又表明力的作用是相互的。对于过程短暂而又无法用其他实验代替的实验，可先用摄像机拍摄下来，再用放“慢镜头”的方法，也可设计多媒体课件，让学生看清楚其具体过程。如子弹打穿木板的过程，利用多媒体来演示使学生看清楚每一个细节，增强了演示效果。
五、广度
1.增多感官刺激
实验演示时，尽可能给学生以多种感官刺激。如在蒸发需要吸热的实验中，可用棉球蘸些着色的酒精擦在学生手背上，让学生在看到酒精斑变小的同时，还闻到酒精味道，并有凉的感觉，从视觉、味觉、触觉三方面给学生留下深刻难忘的印象。再如在探究“不接触的物体间可不可以有力的作用”时，用扬声器中的圆磁铁吸引茶叶盒，不但可以看到磁铁吸引茶叶盒现象，还有强烈的撞击声响，比吸铁粉效果要好得多。
2.增大观察范围
变继时实验为同时实验，让学生同时观察几个类似的实验，比较分析出异同点，得出结论。如苏科版八年级教材《力与运动关系》中探究阻力对物体运动的影响（即伽俐略斜面实验），图中三个实验先后演示，易使学生造成教者松手时初速度不等的误解，也易使学生思维中断，影响逻辑推理，另外手动放车，平衡很难把握，小车易偏离轨道。而利用磁控或机械装置让三只相同的小车在相同的高度同时滑下，学生直观地观察到三只小车在不同粗糙表面的轨道上滑行的距离，便于学生观察比较，形成完整的感性认识和连贯的思维推理，从而得出结论。
3.增多演示人数
尽可能变教师演示为学生分组演示。如苏科版八年级教材《浮力》中探究阿基米德原理，若在烧杯口下面另一侧垫一小物块代替溢水杯，或直接使用量筒，把探索阿基米德原理的演示实验改为学生分组演示，让学生亲自动手操作，就近观察分析，澄清迷雾，总结规律，在“玩”中求知。
总之，开发低成本实验资源是物理教师的终身追求，设计可见度较高的实验更是一门无止境的艺术。教师要用现代化的手段、娴熟优美的动作，配以简练生动的“解说词”，给学生以新、异、奇的感受和美的回味，以不断提高课堂效益。
参考文献
[1] 苏明义.新版课程标准解析与教学指导（初中物理）.北京：北京师范大学出版社，2012.
[2]沈新华.浅谈提高物理演示实验的可见度.中小学实验与装备，1994（1）.
[3] 阎金铎，王志军等.中学业物理教材教法.北京：北京师范大学出版社，2002.
[4] 文马达.提高中学物理演示实验可见度方法的探索.云南教育（中学教师），2011（5）.
低成本物理实验 篇11
本文采用AT89S51单片机,在单片机的最小系统下加入适当的外围电路,比如波段开关和显示模块,利用它的在线下载功能就可以实现常用单片机程序的调试和学习了,如图1所示。
利用如图2、图3所示的下载线通过电脑并口将程序写入AT89S51。P0口作为扩展口可以外接其他控制电路;P1口作为波段开关输入与程序下载端,用于复位;很多电路在设计的时候都不会用全部的P1口,总是会有三个端被下载端占用,采用拨码开关,当需要下载的时候把后三个拨码开关拨至中间,即可检测器件,下载程序了。
P2口作为实验板的输出显示部分,P0-P3口输出低电平时的倒灌电流能力强(可达20mA),而输出高电平时拉电流能力弱,所以采用2位数码管共阳(低电平有效)连接动态显示的方式。在这里笔者为什么采用动态接法呢?因为当电路中数码管的数目较多时,用静态显示方式就不方便了,而采用动态显示可减少数码管占用接口数、简化电路、降低成本,而且在实验板上用2位数码管动态扫描做实验。
将2位数码管LED位的段选线(a-dp)同名并联。然后由一个8位I/O接口来控制各个段,而2个位选线则由另外一个相应的I/O接口先来控制。这样用2个8位I/O接口就能控制8位LED数码管,本电路只用2位数码管,P2口作为段选线,P3.0与P3.1作为2位LED数码管的位选线。如果用静态的方式需要用到2个8位I/O接口才能够控制2位LED数码管,这就时动态显示的优点。
2 功能简介
1)P2口数码管静态显示P1口拨码开关低四位的数值
2)P2口数码管动态显示P1口拨码开关的数值
3)按下按钮数码管自动加1
4)一秒加一显示
5)中断
6)比较数值大小
7)加减乘除运算并显示
……
可以编写不同的程序,从而实现不同的效果。
3 硬件系统设计
图4、图5中采用89S51的P3.0与P3.1口做2个LED的位选线,称为字位码口。P2口作为所有LED的同名并接的八段(a~dp)的段选线,称为字段码口。由于LED显示需要一定的驱动电流,故在接口中加了驱动电路,用三极管8050作为LED显示的驱动。由于字段码口同时控制了所有的LED的段选线,因此只有采用动态扫描的方法,才能实现每位LED不同的字符。
动态扫描显示控制方式就是逐个地循环点亮各位显示器,即在某一瞬间,只让某一位的位选线处于选通状态,其他各位的位选线处于断开状态,同时段选线上输出相应位要显示字符的的字段码。这样在每一瞬间,2位LED中只有选通的那一位LED显示出字符,而另一位则是熄灭的,同样在下一瞬间,只显示下1位LED。如此继续下去,让2位LED交替显示。虽然这些字符是在不同的瞬时轮流点亮的,但由于人眼的视觉残留效应,看到的是2位稳定显示的字符,与静态显示的效果完全一样。P3口是按钮输入、与中断输入。P3口即可用作按钮输入,也可以用作中断输入,互不冲突。
4 程序系统设计
4.1 P2口数码管静态显示P1口拨码开关低四位的数值
打开Keil C51集成开发环境,先建立一个文件目录,再建立一个工程项目,最后建立源程序文件,文件的名字由编程人员自己定义。输入以下源程序:
在输入过程中,只需要将程序输入到文本框中,便于读懂与修改程序。编译通过后,接通5V电源,用Easy 51Pro软件将其固化到AT89S51芯片中。在固化之前应将P1口8个拨码开关的后3位(K6、K7、K8)拨至中间,便可以检测到器件了,否则不会检测到器件,也无法固化程序。程序写入完后,将P1口的K1、K2、K3、K4拨至到最下面一档,第二位数码管显示“0”,第一位数码管不亮;将K1拨码开关拨至上面时,第二个数码管显示为“1”,第一位数码管不亮;将K1、K2拨码开关拨至上面时,第二个数码管显示为“3”,第一位数码管不亮。以此类推,具体原因见表1。
将K1、K2波段开关拨至最上面也就是置P1.0、P1.1为高电平,也就是D0和D1为高电平,这时将D0与D1对应的数值逻辑相加等于3,数码管显示“3”。再用3去查表2将3所对应的字段码送到P2口显示,这就是数码管显示“3”的原因。如要显示“8”则只要将K4开关拨至最上面就可以了,而其余开关拨至最下面。
4.2 P2口数码管动态显示P1口拨码开关的数值
同(1)打开Keil C51集成开发环境,输入以下源程序:
编译通过后,接通5V稳压电源,用Easy 51Pro软件将其固化到AT89S51芯片中。在固化之前应将P1口8个拨码开关的后3位拨至中间,便可以检测到器件了,否则不会检测到器件的!程序写入芯片后,16个发光二极管每隔1S点亮一次,然后再熄灭1S,如此循环。
4.3 中断试验
同(1)打开Keil C51集成开发环境,输入以下源程序:
END;延时子程序的计算3条NOP和1条DJNZ指令共5个机器周期,执行时间为5*2us=10us经过三重循环,需要执行2001005次,故执行时间为10us*5*200*100=1000000us=1s。
将程序写入芯片后,16个发光二极管在分两组左移,当按下S3按钮时16个发光二极管全部点亮。将按钮松开恢复初始状态,程序接着左移!
电路设计好,就进入装配和调试阶段,将89S51单片机插入底座上,可以用输出电压4.9V,输出电流450mA左右的手机或其他电器设备的充电器做电源,完全可以为实验板提供电源,可以使初学者省去买一个电源的开销,此方法可减少成本,还可以提高效率。最后将KeilC编程软件和Easy 51Pro下载软件安装到一台普通的电脑上,编写、编译、固化程序。一个低成本的单片机实验系统就制作完成了!
对于单片机初学者来说,能用最简单的硬件电路来做程序是最好的。比起实验箱、复杂的实验板,不必去研究这个线是怎么接的,那个线是怎么接的,能够让广大读者可以自己制作开发板,自己编写程序。初学者一看就知道是怎么接的。这套单片机实验开发板在我校被广泛应用于教学实践,通俗易懂,学生乐于接受,教学效果很好。
摘要：做单片机实验需要仿真器和编程器,往往其价格比较昂贵,让人望而却步。据此,该文开发并设计了一套电路简单、价格低廉、实用性强、不需要编程器的单片机实验系统。该系统结合KeilC和Easy 51Pro软件对实验仿真、初学者非常实用。
关键词：低成本,单片机,实验开发板
参考文献
[1]黄永定.电子线路实验与课程设计[M].北京:机械工业出版社,2005:135.
[2]扬志忠.数字电子技术[M].北京:高等教育出版社,2005:328.
[3]黎旺星.项目驱动式单片机应用教程[M].北京:中国电力出版社,2009.
[4]荀殿栋.数字电路设计实用手册[M].北京:电子工业出版社,2003.
[5]黄永定.电子线路实验与课程设计[M].北京:机械工业出版社,2005:135.
[6]刘银平.数字电子技术实验教学改革的探讨[J].实验室研究与探索,2006,25(8).
[7]陆东旭.自制简单的51开发板[J].电子制作,2008(1).
[8]扬志忠.数字电子技术[M].北京:高等教育出版社,2005:328.
[9]朱松盛.可在线编程的多功能单片机实验板[J].南京师范大学学报:工程技术版,2006(2).