低成本实验
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浅谈初中教学中的低成本物理实验摘要:低成本物理实验以其价格低廉的优势丰富了物理实验教学,并且有效地拉近了物理与学生之间的距离,培养了学生的动手实践能力,同时激发了他们的创造性思维。
简述低成本物理实验的优势及在实际教学中的应用,展望了低成本物理实验的前景。
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。
低成本科学实验有利于推广和有效开展低成本科学实验的推广和有效开展对于科学教育和科学研究都具有重要意义。
通过低成本科学实验,可以让更多的学生和科研人员参与提高他们对科学的兴趣和理解,促进科学知识的传播和普及。
本文将探讨低成本科学实验的优势和意义,并提出一些推广和有效开展的方法。
低成本科学实验的优势和意义:1. 降低门槛,增加参与者:传统的科学实验通常需要昂贵的仪器设备和材料,限制了很多人的参与。
而低成本科学实验采用常见的材料或者廉价的替代品,使得更多的学生和科研人员可以进行实验,降低了参与的门槛,增加了参与者的数量。
2. 提高学习兴趣和动手能力:低成本科学实验通常简单易行,学生可以在家中或者学校实验室进行,能够提高他们的学习兴趣和动手能力。
通过亲自动手操作,学生能够更深入地理解科学原理和实验过程。
3. 培养创新意识和实践能力:低成本科学实验不仅可以教会学生基本的科学知识,还能够激发他们的创新意识和实践能力。
在实验中,学生可能会遇到各种问题和困难,需要通过自己的思考和创造力找到解决方法,这有助于培养他们的创新精神和实践能力。
4. 促进科学研究和技术发展:低成本科学实验也可以在科学研究和技术发展中发挥重要作用。
一些创新性的研究和发明往往来源于简单的实验和观察,低成本科学实验能够提供更多的创新点和启发,有助于促进科学研究和技术发展。
推广和有效开展的方法:1. 制定适合各个年龄段的实验方案:针对幼儿园、小学、初中和高中不同年龄段的学生,可以设计不同难度和内容的低成本科学实验方案,让他们在实验中体验到科学的乐趣和魅力。
2. 利用网络平台宣传和分享实验成果:可以利用微信公众号、微博、知乎等社交平台,宣传和分享学生和科研人员进行的低成本科学实验成果,促进交流和互动。
3. 培训教师和科研人员:通过组织相关的培训班和研讨会,培训教师和科研人员掌握低成本科学实验的方法和技巧,提高他们的教学和科研水平。
4. 建立低成本科学实验室:在学校和科研机构建立低成本科学实验室,提供必要的设备和材料,为广大学生和科研人员提供一个实验和研究的平台。
小学科学学习中如何使用低成本材料进行实验在小学科学学习中,实验是帮助孩子们理解科学概念、培养科学思维和探究能力的重要手段。
然而,学校和家庭可能无法总是提供昂贵的实验器材。
这时候,使用低成本材料进行实验就成为了一种既经济又实用的选择。
一、什么是低成本材料低成本材料,顾名思义,就是那些容易获取、价格低廉甚至是废旧物品的材料。
比如常见的塑料瓶、易拉罐、纸张、气球、橡皮筋、旧电池、吸管、一次性筷子等等。
这些材料在我们的日常生活中随处可见,稍加改造和利用,就能成为有趣的科学实验材料。
二、低成本材料实验的优势1、经济实惠使用低成本材料进行实验,能够大大降低实验成本。
这对于学校科学教育资源相对有限的情况来说,无疑是一个重要的优势。
同时,也减轻了家庭在支持孩子科学学习方面的经济负担。
2、激发创造力当孩子们面对有限的低成本材料时,他们需要思考如何巧妙地运用这些材料来完成实验,这无疑激发了他们的创造力和解决问题的能力。
3、增强环保意识利用废旧物品作为实验材料,能够让孩子们更加深刻地认识到资源的回收利用和环保的重要性,培养他们的环保意识。
4、贴近生活低成本材料大多来自日常生活,通过用这些材料进行实验,孩子们能够更加直观地感受到科学与生活的紧密联系,从而提高他们对科学的兴趣。
三、常见的低成本材料实验示例1、自制简易电路材料:电池、导线、小灯泡、回形针、纸板实验步骤:(1)将电池放在纸板上,用回形针将电池的正负极分别与导线连接。
(2)将导线的另一端连接小灯泡的底部和侧面,观察小灯泡是否发光。
通过这个实验,孩子们可以直观地了解电路的组成和电流的流动。
2、探究水的表面张力材料:硬币、水、滴管实验步骤:(1)用滴管将水一滴一滴地滴在硬币上,观察硬币上能够容纳多少滴水而不溢出。
这个实验能够让孩子们直观地感受到水的表面张力的存在。
3、制作简易肺活量测量器材料:塑料瓶、吸管、气球、刻度纸实验步骤:(1)将塑料瓶装满水,倒扣在一个水盆中。
低成本科学实验有利于推广和有效开展低成本科学实验对于推广和有效开展科学研究具有重要意义。
传统上,科学实验往往需要昂贵的设备和材料,限制了许多研究者和学生的实验条件。
随着科技的发展和开放资源的使用,低成本科学实验时代正在到来,这对科学教育和科学研究都具有深远影响。
本文将探讨低成本科学实验的优势和推广方式,以及其在科学研究和教育中的作用。
利用低成本实验进行科学研究可以降低科研成本,提高资源利用效率。
如今,许多科学实验并不需要昂贵的设备和材料,只需要一些常见的器材和简单的化学试剂就可以进行有意义的科学实验。
用普通的瓶子、管子和氢氧化钠可以进行简单的燃烧实验;利用手机或者简易显微镜可以进行细胞观察实验等等。
这些低成本实验不仅节约了经费,而且也可以促进科研人员的创新思维,发掘出更多实验设计和研究方法,从而进一步降低实验成本,形成良性循环。
低成本实验有利于学生的科学教育。
学校和家庭往往无法提供昂贵的实验设备和材料,这就导致了学生们缺乏实验操作的机会。
而低成本实验的推广可以使更多的学生接触到科学实验,培养他们的实践操作能力和科学探究精神。
对于一些欠发达地区的学校而言,低成本实验更是一种重要的教学手段,可以打破实验条件的限制,让更多的学生参与提高教育公平性。
低成本实验也有助于科学知识的传播和推广。
科学知识对于大众而言往往是一种抽象的概念,难以直观地理解和接受。
而通过一些简单的低成本实验,可以让科学知识变得更加具体和生动。
通过简单的物理实验可以解释一些日常现象,通过简易的化学实验可以让人们了解化学反应原理等等。
这样就可以吸引更多的人关注科学,培养科学素养,提高科学文化水平。
那么,如何推广和有效开展低成本科学实验呢?需要建立相关的资源共享平台。
目前,已经有一些科研机构和教育机构在推广低成本实验方面做出了一些努力,提供了一些实验方案和教学资源。
但是这还远远不够,需要建立更多的资源共享平台,更多的科研人员和教师可以在平台上分享他们的实验设计和教学经验,供更多人参考和借鉴。
低成本科学实验有利于推广和有效开展科学实验是科学研究的重要手段,也是科学知识的验证和推广的重要途径。
由于传统科学实验设备昂贵、耗材费用高昂等原因,使得很多地区和学校无法开展有效的科学实验活动。
如何通过低成本科学实验推广科学知识,是当前亟待解决的问题。
本文将就低成本科学实验的价值、推广方式及其对科学知识的有效开展进行探讨。
低成本科学实验的价值低成本科学实验在实践中具有以下几点价值:1. 促进科学实验的普及。
低成本科学实验降低了实验的成本,在受教育资源不足的地区和学校,可以通过这种方式让更多学生接触到真实的科学实验,增强他们的科学素养。
2. 培养学生的实践能力。
实验是学生将理论知识应用到实际中的重要途径。
低成本科学实验可以让学生亲自动手操作,提高他们的实验技能和动手能力。
3. 推动科学知识的普及。
科学知识通过实验的验证和实践得到推广,低成本科学实验可以让更多人参与加速科学知识的传播和普及。
为了有效推广低成本科学实验,可以从以下几个方面入手:1. 制定具体的实验方案。
针对不同年龄段的学生和具体的学科内容,设计相应的低成本科学实验方案,这样既可以满足实验的需要,又可以尽量减少成本。
2. 建立实验教学资源库。
在学校、科普机构等地方建立实验教学资源库,收集整理各种低成本的科学实验教学资料和教学用品,方便老师和学生使用。
3. 引入互联网教学资源。
利用互联网资源,推广和宣传低成本科学实验的重要性和方法,同时也可以在网上分享和交流一些低成本科学实验的具体实践案例,这样可以使教学资源更加广泛地传播。
4. 加强师资培训。
通过开展实验教育培训班、研讨会等形式,提高教师的实验教学水平和能力,从而更好地推广低成本科学实验。
5. 增加政策支持。
政府可以出台相关政策,鼓励学校和科普机构加大低成本科学实验的推广力度,同时也可以为一些低成本科学实验项目提供经费支持。
低成本科学实验对科学知识的有效开展1. 提高科学素养。
通过亲自动手操作和实践,学生可以更深入地理解科学理论,培养他们的科学思维和实践能力,提高他们的科学素养。
用低成本器材进行实验设计和制作呼图壁县第三中学古力巴哈提一.怎样认识低成本实验资源在科技日益发展的今天,在生活水平日益提高的今天,在中学教育阶段提出用低成本器材进行试验是否还有必要呢?尤其是电脑现在成为很多人不可或缺的东西后,很多事物可在电脑上完成和实现,还有必要进行低成本实验吗?以上的答案都是肯定的。
固然先进的仪器不少见,但追踪社会的发展,基础物理的发现还是从基本实验着手,进而有的思想。
现在我们倡导在一定程度上来追寻最原始物理发现的足迹,那就免不了要从基本实验,从低成本实验着手。
实验器材只是我们引导学生去发现问题,去验证结果的一种途径,器材的高低贵贱并不存在绝对的意义。
简单而低成本的实验,其智慧并不低、技术不低、内涵不低。
从低成本实验中得到高产出的知识,里面的含金量更高,对老师和学生也更有意义。
二.低成本实验资源的开发和利用途径在课程标准也倡导利用日常器具做实验,也就是倡导多做低成本实验,我们可以从哪些方面着手开展低成本实验资源的开发和利用呢?第一在演示实验方面:首先,如果原来的演示实验效果不明显,那我们可以自制实验来改进实验的效果;其次,我们可以开发新的演示实验,帮助学生建构知识体系,突出教学的重点,解决教学难点。
第二在分组实验方面:我们一个可以改演示实验为分组实验,提供更多的机会给学生实验实验,让学生在动手动脑中愉快地学习;改高成本实验为低成本实验也是我们要考虑的一个方面,因为有很多仪器价格非常昂贵,有些学校买不起,所以就要想办法来开发一些低成本的实验,来满足学生来做实验。
第三在课外实验方面:我们课堂实验结束了,但是知识没有结束,思维没有结束,我们可以把这些问题留给学生,带出课堂,设计一些课外实验,让学生在课外完成;这样的话可以提高学生的兴趣,提高学生学习物理的兴趣,兴趣是最好的老师。
所谓低成本器材的物理实验是指那些材料易得、简便易做、趣味性强、形象生动、效果明显的物理实验。
如利用①日常生活用品;②价值低廉的器材;③废旧器材甚至废弃物品;④身边随手可得的实验替代品;⑤现成的非专用的仪器、器材代用;⑥自制的实验器材来取代实验室专用器材等来进行实验。
利用低成本器材做实验,并不是实验器材的简单替代,而是使实验装置更简化、实验现象更明了。
“真正有价值、有生命力的低成本实验真正的魅力是它可以做到成本低而聪明不低、成本低而技术不低、成本低而价值不低。
物理学是一门以实验为基础的学科,是以观察和实验为基础的自然科学,在物理教学中,我们把一些实验进行合理的、科学的改进创新,充分发挥物理实验的功能和作用,通过实验教学培养学生自主学习能力、探究能力和创新能力,下面列举一些低成本实验如下:先介绍几例巧用注射器做的物理小实验。
1.验证大气压的存在1去掉针头左手拿好针管,右手向后拉动活塞至针管末端,感觉施力的大小,松开右手可观察到活塞静止不动。
接着左手执好针管,大拇指堵严管口,右手向后拉动活塞,可感觉到比前次用力大了许多;左手不动,松开右手,可观察到活塞自动返回。
2将去掉针头的针管口没入水中,向后拉动活塞可观察到水慢慢流入针管内。
当水进入针管三分之二左右时,取出针管让管口朝下,可观察到水不会从针管口流出;向上拉动活塞直至活塞从针管中拔出,这时观察到水从针管内流了出来。
3.演示压缩体积使气体液化向注射器内吸入少量乙醚,用橡胶塞将针口封闭,向外拉动活塞便可看到针管内的乙醚“不见了”;然后用力向内推动活塞便可看到乙醚又“出现了”。
4.验证水的沸点随气压变化而变化用针管吸入80℃以上的热水至针管的四分之一左右,观察到水并不沸腾;接着用手堵严管口,向后拉动活塞时可观察到管内的水产生大量气泡,剧烈沸腾起来;向前慢慢推动活塞时可发现沸腾减慢直到停止。
5.证明人体内存在气压去掉注射器顶端,将其针管开口端用力推压在手掌上,然后向上提起活塞,可看到针管内皮肤向上凸起,由此可以证明人体内存在气压。
6.演示液压机原理选取一大一小两个注射器,先给一个注射器中吸取一定量的水,然后去掉针头,用橡胶管将两注射器相连就成了简易的液压机。
(用两只手同时向下压活塞便可以感受到大活塞上的压力明显大于小活塞。
)7.演示连通器原理将上例中的“液压机”的活塞抽掉,就形成了连通器。
向一个针管中注水便可以观察到两针管中的水面是相平的。
9.代替量筒由于针管上标有较精确的刻度因而可以代替量筒与其它工具结合来测定液体或固体的体积与密度。
由以上实验可以看出,利用废针管进行实验简单、直观,可操作性很强,实验现象明显,效果显著。
但是在进行实验时应该注意以下的几个问题:1.使用时一定要注意消毒,妥善处理好针头和针管的安全和卫生。
2.实验不能只停留在表面现象一定要仔细分析其中的物理道理。
用矿泉水瓶做的物理实验一、演示“惯性现象”取一只空矿泉水瓶,截去上半部分并装入适量的水,然后盖上一块硬纸板,将鸡蛋放在硬纸板上(如图1所示),用手指突然弹击硬纸板,可以观察到鸡蛋并没有随硬纸板一起飞去,而是安然的落入瓶中。
鸡蛋正是由于自身惯性还保持原来的静止状态而落在正下方。
二、演示“影响压力作用效果的因素”①取一只空矿泉水瓶,向瓶中装入少量的水放在一块海绵上,立刻看到海绵凹陷一些;将矿泉水瓶装满水再放到海绵上,会发现海绵凹陷得更深了,如图2所示。
可以得出压力的作用效果与压力大小有关;②取一只空矿泉水瓶,向瓶中装满水盖上瓶盖,放在一块海绵上,观察海面的凹陷程度,然后将瓶子倒置过来再放在海面上,观察海面的凹陷程度,比较两次凹陷程度,可以得出压力的作用效果与接触面积大小有关。
三、演示“大气压强”的存在①取一只空矿泉水瓶装满水,将矿泉水瓶浸没于水中如图3甲所示;若抓住瓶底向上提,会发现在瓶口未离开水面之前,瓶里始终充满水,如图3乙所示;若在瓶底钻一小孔,重做上面的实验,会发现瓶中水面与瓶外水面始终相平,如图3丙所示。
可以证明大气压的存在。
②取一只空矿泉水瓶,向瓶内注入少量的热水,摇晃后倒掉并立即盖紧瓶盖,过一会儿发现瓶子慢慢向内凹陷,可以证明大气压强的存在。
四、演示“液体内部压强与深度有关”如图4所示。
取一矿泉水瓶,在其侧壁钻三个上下位置不同的小孔,用橡皮塞塞住,给瓶里充满水,将瓶放在足够高的桌面上,然后把橡皮塞同时拔出,通过实验探究可发现,从不同的孔向外喷水的水平射程不同,从而演示了“液体内部压强与深度有关”。
五、演示“液体内部向各个方向都有压强”取一矿泉水瓶,若在矿泉水瓶体的不同方向上,用小铁钉钻很多小孔,然后向瓶内装满水,盖上瓶盖,两手用力挤压瓶体,可看到水从不同的小孔中向各个方向喷出,这可以证明了“液体内部向各个方向都有压强”。
六、演示“浮力产生的原因”取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的矿泉水瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮,原因是“乒乓球只有上表面受到水向下的压力,而下表面基本没有受到水向上的压力”,因而乒乓球不上浮(如图5甲所示);接着用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来(如图5乙、丙所示),其原因是此时“乒乓球上、下表面均受到水的压力,且下表面所受的压力大于上表面所受的压力”。
可以演示“浮力产生的原因”,即“液体对物体上、下表面的压力差所引起的”。
七、演示“光的折射”现象取一矿泉水瓶,截去上半部分并装满水,将筷子斜插入水中,从水面上斜着看,会发现插入水中部分的筷子向上弯折,可以演示光的折射(如图6所示)。
八、演示“力的作用效果”双手挤压空矿泉水瓶可以使瓶子变形,如果施加的力增大,瓶子变形程度就加大,这表明力的作用效果跟力的大小有关,力越大,力的作用效果越明显。
九、演示“流体压强与流速的关系”两个瓶子放在一起,在瓶子的一边放置一个乒乓球,从另一侧向瓶缝隙中吹气,乒乓球不动。
从缝隙中吹气,靠近瓶子一侧的空气流速大,压强小,而乒乓球外侧的空气流速小,压强大,会产生一个向内侧的压力差,所以球不动。
可以说明流体压强与流速的关系。
十、演示“物体的浮沉”①取一矿泉水瓶,截去上部并装满清水(如图7所示)。
鸡蛋放在清水中会沉入水底;若在清水中放入盐,如果配制的盐水合适,鸡蛋会悬浮在盐水中。
继续加盐,鸡蛋会上浮,最终漂浮在液面上。
②制作浮沉子:取一矿泉水瓶,倒入适量的水(不倒满)。
然后取一注射用的小玻璃瓶向其中装入适量的水,将其倒放入矿泉水瓶中,使其漂浮如(图8所示),然后盖上瓶盖,通过用力挤压瓶体发现小玻璃瓶可以实现下沉和上浮,制作成一个简易的浮沉子。
或者不盖盖子,而在瓶口扎上一块橡皮膜,然后用手指按压橡皮膜,同样可以使小玻璃瓶实现浮沉。
十一、演示“凸透镜”的相关实验①取一矿泉水瓶,可以在瓶中装满水,对着太阳光,可以在地面上得到“细细”的亮条,说明凸透镜可以汇聚太阳光(凸透镜对光的汇聚作用)。
②取一矿泉水瓶,可以在瓶中装满水,然后隔着瓶子观察物体(注意瓶子与物体之间的距离适中),可以看到放大了的物体的虚像,演示凸透镜成放大的虚像。
十二、演示“失重现象”取一矿泉水瓶,给瓶内装半瓶水,在瓶底用铁钉钻一小圆孔,我们可看到水从孔中喷出,若这时让塑料瓶自由下落,可看到水不再向外喷出,这就验证了水的失重现象。
十三、演示“气体的压强随体积的增大而减小”取一矿泉水瓶,在靠近瓶底部的侧壁上开一个小圆孔,用胶带封住小孔,接着拧开瓶盖,往瓶中加入水,然后撕去胶带,水便从小孔射出,如图9所示。
接着盖上瓶盖并拧紧,不久水便停止从小孔中射出,此时瓶内水面上方气压小于外界大气压。
这个实验表明气体的压强随体积的增大而减小。
介绍鸡蛋有关的物理实验。
一、热胀冷缩的性质把煮熟捞起的蛋立刻浸入冷水中待完全冷却后,再捞上来剥落比不放入冷水中直接剥要容易多。
蛋刚浸入冷水中,蛋壳直接遇冷收缩,而蛋向温度下降不大,收缩也较小,蛋壳和蛋白相比主要蛋壳在收缩、冷却过程中,蛋白收缩率比蛋壳大,收缩程度更明显容易造成蛋白蛋有相互脱离,剥蛋壳就更方便了。
二、液体蒸发吸热把刚煮熟的鸡蛋从锅内捞起来,直接用手拿时,虽然较烫,但还可以忍受过一会儿,当蛋壳上的水干了后,感到比刚捞上时烫。
因为刚捞上来的蛋壳上附着一层水,开始时,水蒸发吸热,使蛋壳的温度下降,所以并不觉得烫经过一段时间,水蒸发完了。
由蛋内部传递出的热量使蛋壳的温度重新升高,所以感到更烫手。
三、验证大气压的存在如图1所示,选一只口径略小于鸡蛋的瓶子,在瓶底铺上一层沙千。
点燃一团浸过酒糟的棉花投入瓶内,接着把一只剥了壳的熟鸡蛋堵住瓶口。
火焰熄灭后,蛋被瓶子存入了瓶肚中浸过酒精的棉花燃烧使瓶内气体受热膨胀,部分空气被排出。
同时棉花燃烧也消耗了部分空气。
当蛋堵住瓶口,火焰熄灭后,瓶内气体由于温度下降,压强变小,低于瓶外的大气压。
在大气压的作用下,有一定弹性的熟鸡蛋被压入瓶内。
四、浮沉现象把一只鸡蛋,浸没在一只装有清水的大口径玻璃杯中。