浅谈初中物理如何开发和利用实验教学资源
常州市郑陆实验学校 邵一锋
摘要：由于各种原因，初中的物理实验往往不能很好的开展，为此，笔者在多年的教学中探索了一些初中物理开发和利用实验资源的策略。主要有开发和利用自制教具实验教学资源，开发和利用信息化实验教学资源以及在学生课后实验制作中开发实验教学资源。从而提高学生物理实验的能力，掌握科学的研究方法，全面提高学生的综合素质。
关键词：自制教具 信息化物理实验， 课后实验制作
物理是一门以实验为基础的学科，实验不仅能提高学生的学习积极性，更重要的是通过实验可以培养学生科学的态度，培养学生观察分析问题的能力，让学生逐步了解科学的发展过程，培养学生学会合作，与人共事的能力，巩固已学过的知识，培养学生自主学习能力，以及掌握科学，研究性学习的方法。
在一般初中，由于缺少专职的实验教师以及物力财力的缺乏，所以有些实验无法直接开展，而有的实验只能改成演示实验，还有的实验因实验器材的原因做出的效果比较差，不能达到预期的目的甚至还有副作用。为此，笔者在多年的教学中探索了一些针对初中开发和利用实验资源的策略，从而既能使实验取得良好的效果，又能激发学生实验乃至学习物理的兴趣。
一:注重开发和利用自制教具实验教学资源。
自制教具，首先主要体现在实验材料可以很容易的在生活中获取，做起来比较方便，作为一个独特的课程资源，学生在实验时有新鲜感和惊异感，从而使学生在实验时的效果优于常规物理实验。如在电学的教学中，经常要用到家庭电路来作为研究对象。由于学生不了解家庭电路的组成和结构，教师在教学中必须一一讲解，但效果并不明显。因此，笔者在与同组老师共同研究，设计制作了一个“家庭电路演示板”。其制作参考了《家庭电路与安全用电》一节中的家庭电路布线图，选择的材料有：电子式电能表、闸刀开关、熔断器、开关、灯座、插座、熔丝、导线等家庭电路常见器材，还有110mm×65mm的木板一块，材料易得。利用该电路演示板我们演示了以下一些实验：电路连接方式、简单电路设计中的楼道开关、电能表的使用、家庭安全用电，并能根据电能表读数计算电功和电热等，在电学有关的教学中均取得了较好的效果。类似的例子还有：用一个圆形纸板制作成“演示定滑轮和动滑轮特点”的装置；探究二力平衡条件实验中的“二力平衡实验支架”；探究声音是由物体振动产生的活动中，将一面平面镜放在鼓上，用一束激光斜射向平面镜，观察鼓面的振动等。这些器材与“厂家生产的专门器材”做的实验相比，使用生活物品、废旧材料、毛边材料、人体或人体局部、儿童玩具等做物理实验，更能激发学生的兴趣，更能引起学生参与学习的主动性和积极性，更有利于促进学生手脑并用、发展学生实践能力、探究与创新能力。
其次，我们还可以用生活中一些简单的物品来代替一些效果不太明显的实验。如在大气压强的教学中，将两只吸盘式衣钩相互压紧后，再将他们沿轴线方向拉开，体验力的大小。与直接使用“马德堡半球演示装置”相比，操作更简单、更便利、更安全，现象更明显，且学生容易获得，便于亲身感受大气压的存在；用眼药水瓶上的小橡皮帽把注射器针头堵塞起来，将活塞向下拉，学生不仅可以感受大气压的存在，还能利用刻度尺、弹簧测力计粗略测量到大气压的数值；再如探究声音是由物体振动产生的活动中，将乒乓球用透明胶带粘连后挂在黑板上，敲击音叉，将音叉靠近乒乓球，观察到乒乓球被弹开，说明音叉振动发声等。
再次，我们还可以用废旧材料或物品来进行一些实验，做到废物利用。如利用空易拉罐、饮料瓶演示大气压存在实验；利用废旧小瓶和大饮料瓶制作成“浮沉子”；用废可乐瓶做罩子、驱蚊香制造烟雾，成功显示了光的传播路径；将废录音机中的扬声器和小电动机拆卸下来，利用扬声器研究声音的特征，利用小电动机研究磁场对电流的作用等。这种运用场合的新异、课堂结构的新颖、教学模式的多样化和呈现出学生预料之外的新奇现象，都会引起学生的兴趣、好奇心和认知动机。
最后，我们还可以做到一物多用。如用鸡蛋可以做以下一些实验。液体蒸发吸热实验：把刚煮熟的蛋从锅内捞起来，直接用手拿时，虽然较烫，但还可以忍受。过一会儿，当蛋壳上的水膜干了后，感到比刚捞上时更烫了。验证大气压存在实验：选一只口径略小于鸡蛋的瓶子，在瓶底放上一层沙子。先点燃一团酒精棉投入瓶内，接着把一只去壳鸡蛋的小头端朝下堵住瓶口。待火焰熄灭后，蛋被瓶子缓缓“吞”入瓶肚中。浮沉现象实验：把一只鸡蛋浸没在装有盐水的玻璃杯中，使其悬浮。往盐水中加入浓盐水，发现鸡蛋缓缓上浮；再往盐水中加入清水，发现鸡蛋缓缓沉入杯底。惯性现象实验：选用外形相似的生鸡蛋、熟鸡蛋各一只，放在水平桌面上。用相同的力使它们在原处旋转。能迅速旋转的是熟鸡蛋，缓慢旋转几圈就停止的是生鸡蛋；将一纸板放在垫有海绵的烧杯上，再在纸板上放一个鸡蛋，用力迅速击打纸板，鸡蛋落入烧杯中。分子运动现象实验：外壳完好的蛋，埋入食盐中腌制一段时间，可以制成一只咸蛋。虽然蛋壳仍然完好，但连内部的蛋黄都变咸了等等。再如学生都佩带统一大小的胸卡可以完成固体能够传声实验：将胸卡带取出，让同伴用笔敲击胸卡卡片，注意听卡片发出的声音，再将胸卡带绕在两个食指上，将两手指插入耳朵，由同伴用同样大小的力敲击胸卡卡片，听敲击胸卡的声音，并且对比两种情况下声音的大小和清晰程度。与同伴交换再实验。长度的测量实验：可以让每位学生都测量自己的胸卡的长、宽，然后比较所测量的数值。可以发现，每一位同学所测量的结果并不完全相同，从而引出“误差”的概念。在“身边的刻度尺”、“估测”的教学中，可以将已测量好的胸卡的长和宽，以及胸卡带的长度作为标准估测其他物体，培养学生的估测能力。做功改变内能实验：用胸卡带子在大腿上摩擦，在很短的时间内就能产生较多的热量，学生对这一实验的现象及结论印象深刻。演示螺线管的绕法：让学生用自己的胸卡带子，绕在自己的手指或手臂上，学生容易理解螺线管的两种绕法。假设有电流流过，学生利用安培定则握住自己的手指或手臂，然后确定磁场方向。
学生通过用身边的物品进行探究的学习体验，不仅能激发他们的学习兴趣，还能分散难点，使学生在学习过程中进一步认识到“物理就在身边”。因此借用生活材料和物品开展内容丰富、形式多样的实验教学，可体现教师教学的个性和自创性，即使教师采用他人富有创造性的实验方案，对学生而言同样具有启迪作用。
二：重视开发和利用信息化实验教学资源。
信息化资源是伴随着互联网的诞生而诞生的，从广义上讲，信息化资源即互联网上的一切资源，如网上新闻、网上图书馆、网上视频、网上图片等等。这里指互联网和局域网的共享资源、计算机及其连接设备等所获取的数字化信息。因此，开发和利用信息化的物理实验教学资源即通过计算机和互联网所获取的满足物理实验需要的数字化资源。
由于常规的实体的物理实验资源已不能有效的满足日常教学需求，常常会出现实验效果不明显、可视性差、不能开展有效的分组实验等问题。随着多媒体教学和网络教学不断增多，实验教学也赋予了新的内容、方式和手段。为了解决这样的问题，开发和利用信息化的物理实验教学资源即通过计算机和互联网所获取的满足物理实验需要的数字化资源就显得尤为重要。为此，我们物理组制定了以下的计划：
首先，通过教研组活动，对已有的资源进行分类，如教学参考光盘、电教光盘、录像等，每位教师明确自己的任务，广泛地、有效地、有针对性地开展信息的收集和整理工作。第一步，选用一台专用电脑或在服务器上建立一个专属空间，保证具有足够的资源存储空间。笔者认为物理实验教学是一个过程，应以实物化的教学资源为主，数字化物理实验资源为辅，因此在收集过程中，应抓住以视频资源为主，声音、图片、文字资源为辅的收集原则。而视频资源所需的空间都较大，小的也有几兆，大的有几百兆，因此，在建立资源库时必须准备好一定量的存储空间。第二步，新建文件夹，并建立子文件夹，其中建立子文件夹是关键。为了方便搜索，必须对子文件夹进行分类，而对子文件夹的分类方式很多，如，先按章节分类，在章节的子文件夹下再按不同文件类型分成子文件夹，将资源按不同类型分类存储；或按不同文件类型分成子文件夹，建立“视频”、“声音”、“文字”、“ 图片”等子文件夹；也可按获取途径分成“实物演示实验”、“自拍实验”、“生活、社会化实验”、“实验图片、新闻、文字”等子文件夹。笔者认为不管选用何种分类方式，其原则是便于在使用时能迅速搜索到所需资源。安排任务时应充分发挥青年教师对计算机和网络的熟练优势，有计划、有目的的收集信息、整合资源。
其次，在收集信息的过程中，应细化内容，及时编写目录，便于查阅与修改。如在整合现有资源时，我们在教学参考光盘中找到了这样一段动画“2-动画-7水循环.swf”文件。该文件属于第二章第五节的有关知识，因此，我们将文件名改为“2.5-水循环.swf”，不改变后缀名，并将文件存储到“E:\物理实验资源库\第二章 物态变化\动画”的文件夹下；在研究声现象时，我们收集了“声能灭火”的网络视频。在使用FLV下载软件保存文件时，我们将原来的“9e27c6f55936834ff30068aa4ee8009e1990235.flv”改成了“1.1-声能灭火.flv”，并将文件存储到“E:\物理实验资源库\第一章 声现象\视频”的文件夹下。这样操作以后，我们在建立文件目录和课件制作过程中，就可以很方便的搜索和使用到这段动画或视频了。
再次，积极制作多媒体课件，开设多媒体公开课，广泛听取意见和建议，通过制作课件、应用资源，逐步完善资源库。多媒体技术作为现代教育手段，受到越来越多人的关注，课堂上应用多媒体课件进行辅助教学已屡见不鲜。而物理实验教学应以实物化的物理实验为主，信息化的物理实验资源为辅。因此，在实验教学前，教研组应充分讨论选用何种教学手段，教师积极制作多媒体课件，在课件中合理选用物理实验资源。在实验教学中适时、合理使用多媒体课件，把抽象的教学内容演绎得具体形象，易于理解，激发学生的学习兴趣。把枯燥的教学概念和定理通过文字、声音、图形、动画等方式有条不紊地予以演示，使课堂气氛生动，学生思维活跃，充分调动学生的学习积极性，发挥学生的主体作用。例，动画式的情境可激发学生的学习兴趣，伴奏式的音乐可以活跃课堂气氛，渐进式的图例可激活学生的思维。同时，大大增加了课堂容量，给人耳目一新的感觉。通过信息化的实验资源与实体的实验有效的结合，不仅丰富了课堂教学内容，吸引了学生，还可以突破传统的教育模式，促进教师不断地更新知识，掌握先进的教学手段服务于教学。
我们的目标主要是建立一个真正有效的、方便使用且内容丰富的数字化教学资源库，为全体师生服务的教学平台。而要建立这样的平台必须依靠集体的力量，只有大家目标统一、分工合作，发挥各自优势，才能又好又快的完成这项工作。
三：重视学生课后实验制作，从中开发实验教学资源。
在苏科版的物理教材中，有很多的学生课后实验制作，如果老师们能够重视并利用起来，让学生利用课余和周末时间做一做的话，将对学生更好地理解所学物理知识、物理原理有着立竿见影的作用。
初中物理课后实验制作有：制作弹簧测力计、制作不倒翁、制作浮沉子、制作杆秤、制作水果电池、制作小型电动机等。每次学习完相应的知识后，我都会让学生回家利用生活中的器材进行制作。在刚开始的过程中，能完成的学生很少，很多学生都是找借口拖过去，而且能完成的有的也是敷衍了事，质量不高，真正能认真完成的人少之又少。究其原因：第一就是学生没有做课后实验的兴趣。第二，学生虽然有了相应的知识，但制作起来还有难度，所以应要有相应的指导。为此，在课后的实验制作中，我们采取了下列措施：
首先，展示以前优秀的作品，使学生感到羡慕。而且让学生感觉做好实验制作并不是高不可攀的，只要下功夫是完全可以做好的，并且想与之一比高下的冲动。从而激发学生做实验制作的兴趣。如在初三的第一学期开学的时候，我们学习了杠杆的知识。为了进一步理解杠杆的有关知识，就让学生利用双休日的时间回家收集材料进行制作，刚开始的时候，我就拿出以前学生的优秀作品给学生展示。这样的话，一方面学生有了参照，另一方面，也可以大致的了解制作的材料和方法。同学们刚开始的作品往往不尽如人意，不是少刻度，就是不太准，但在我的指导下，大部分的作品都比较像样了。同学们也越发有劲了。
其次，通过评比、展览，激发学生完成物理制作。针对一开始学生多不动手的情况，我想到了评比的方法。通过第一次的教训，我让学生的制作来一个大评比，评选出优秀的作品，这些作者可以增加平时成绩，而且这些作品还会放在学校的橱窗里进行展览，他们会为这些作品而骄傲。如在学习了电动机的有关知识后，制作了小电动机模型，然后我选择其中好的作品，放在橱窗里展览。通过观察我发现这些同学的有很大的自豪感和满足感，特别是一些成绩差的学生通过实验制作变得起劲了， 能充分够理解换向器的作用了，在作业方面也有了成功感，学生对物理实验制作就会更加的有兴趣。
再次，每个实验的制作进行方法上的指导。使他们在制作后有成功感。教师在布置课后小实验之前，要对下列问题作出指导：①实验用品的选择；②实验的原理；③实验操作中的要点；④安全注意。这样他们才能真正的在实验制作中有所收获，不会流于形式。
通过实验制作，增强学生动手能力，加深理解课本知识；吸引学生，激发学生探求知识的兴趣，形成良性循环；理论联系实际，增加学生的知识面；充分发挥实验制作的作用，使学生在延伸迁移环节中，触类旁通。
教学资源需要教师不断创造性开发和整合，特别是物理实验教学资源的开发和利用，可以促进教师的专业发展、提高教师自身素质，也可以培养学生的创新意识和全面发展。而教师的教学任务繁重，时间有限，因此教研组应该把教师组织起来进行实验资源的整合，提高学生物理实验的能力，掌握科学的研究方法，全面提高学生的综合素质，让学生具有创新精神和创新能力。
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