摘要：在教育资源有限的背景下，高中物理低成本实验的开发与教学具有重要意义。本文探讨了高中物理低成本实验的开发与教学实践，旨在通过简化的实验设备和方法，提高学生的实验参与度和学习兴趣。通过具体的教学案例介绍提出了具体的开发与教学实践策略，实践表明这些低成本实验不仅能够在经济条件有限的学校中广泛开展，还能显著提升学生的物理实验操作能力和科学思维。

关键词：低成本实验；高中物理；开发

引言

高中物理课程中的实验教学是培养学生实践能力和科学思维的重要环节。然而，许多学校的实验设备和资源有限，高昂的实验成本使得一些实验难以开展。对此，开发低成本实验成为了一种有效的解决方案。本文将探讨低成本实验的概念，并提出具体的开发与教学实践策略，通过三个案例详细说明如何在高中物理课程中实施低成本实验，以提高学生的实验参与度和学习效果。

一、低成本实验教学的概念

低成本实验教学是指在保证实验效果的前提下，通过使用简单易得、成本低廉的实验材料和设备，进行物理实验的教学方法。这种方法的优势在于材料和设备容易获取，成本低廉，适合经济条件有限的学校和家庭使用。实验操作简单，易于学生理解和掌握，能够提高学生的实验参与度和兴趣。通过低成本实验，可以培养学生的创新思维和动手能力，使他们能够更好地理解和应用物理知识。此外，低成本实验教学还能够激发学生的科学探究精神，帮助他们建立科学方法论，提高科学素养。在实际教学中，教师可以通过灵活多样的实验设计，将复杂的物理原理转化为学生能够亲身体验和操作的实验活动。这种方法不仅能够克服经济条件的限制，还能有效地将理论与实践相结合，使学生在动手操作中加深对物理知识的理解。而且低成本实验教学还能够鼓励学生自主探究，培养他们的问题解决能力和团队合作精神，为未来的学习和科学研究打下坚实的基础。通过实施低成本实验教学，学校能够以较小的投入获得显著的教育效果，实现教育资源的优化配置。

二、高中物理低成本实验的开发与教学实践策略

（一）利用简单材料深化物理概念

高中物理实验中，力学实验是最基本也是最重要的一部分。通过研究橡皮筋的弹力与伸长量关系，可以加深学生对胡克定律的理解。胡克定律指出，在弹性限度内，橡皮筋的弹力与伸长量成正比。传统的实验设备如弹簧秤和位移传感器成本较高，且操作复杂，不利于在经济条件有限的学校中广泛开展。因此，本文提出一种低成本的方法，利用橡皮筋、钩码和刻度尺等常见材料，进行弹力与伸长量关系的研究。

以必修第一册“橡皮筋弹力与伸长量关系的研究”为例，可以将学生分组进行实验，每组准备一根橡皮筋、若干钩码、一个刻度尺和一个记录表格。实验开始前，教师先讲解胡克定律的基本内容和实验目的，确保学生理解实验的重要性和操作步骤。在实验过程中，教师巡回指导，解答学生的问题，并确保实验顺利进行。实验结束后，学生将数据汇总并绘制弹力与伸长量的关系图，进行分析和讨论。通过这个实验，学生不仅掌握了胡克定律的基本原理，还学会了实验数据的记录和分析方法，培养了科学探究的能力。

（二）自制简易实验设备

打点计时器是高中物理实验中常用的设备，用于记录物体在一定时间内的位移。传统的打点计时器成本较高，且需要专用电源，不利于在经济条件有限的学校中广泛使用。可以通过利用废旧的电子设备和简单的电路设计，制作一个简易的打点计时器。通过这种低成本的实验方式，学生可以亲手制作实验设备，增强实验的趣味性和参与度。

以必修第一册“练习使用打点计时器”为例，可以让学生分组进行实验，每组准备一个自制的打点计时器、一个电源适配器、纸带和一定的实验装置（如滑块、斜面）。实验开始前，教师先讲解打点计时器的基本原理和使用方法，确保学生理解实验的目的和操作步骤。在实验过程中，教师引导学生制作打点计时器，并进行多次实验，记录数据。实验结束后，学生将数据汇总，计算物体的速度和加速度，并进行分析和讨论。通过这个实验，学生不仅学会了制作简易实验设备，还掌握了打点计时器的使用方法和数据分析技巧，提高了实验操作能力和科学探究能力。

（三）简化实验步骤提高效果

高中物理课程中，运动学实验是学生理解速度和加速度概念的重要手段。传统的实验方法通常需要使用复杂的传感器和数据采集设备，成本较高且操作复杂。而利用纸带和刻度尺，进行平均速度和瞬时速度的测量实验则属于低成本实验。通过这种方式，学生可以更直观地理解速度和加速度的概念，提高实验的参与度和效果。

以必修第一册“测量纸带的平均速度和瞬时速度”为例，具体实施过程如下：同学们可以自行分组进行实验，每组准备一个自制的打点计时器、一把刻度尺、纸带和记录表格。实验开始前，教师先讲解速度和加速度的基本概念和测量方法，确保学生理解实验的重要性和操作步骤。在实验过程中，教师指导学生正确使用打点计时器，记录纸带上的点迹，并测量相邻点之间的距离。实验结束后，学生将数据汇总，计算物体的平均速度和瞬时速度，并进行分析和讨论。通过这个实验，学生不仅学会了速度和加速度的测量方法，还理解了运动学的基本原理，提高了实验操作能力和科学探究能力。

结束语

高中物理课程中的实验教学对于培养学生的实践能力和科学思维至关重要。通过开发低成本实验，不仅能够克服经济条件的限制，使得更多的学校和学生能够参与实验，还能提高学生的实验兴趣和参与度。本文通过三个具体的案例，详细介绍了橡皮筋弹力与伸长量关系的研究、练习使用打点计时器以及测量纸带的平均速度和瞬时速度的低成本实验方法。实践表明，这些低成本实验不仅能够在经济条件有限的学校中广泛开展，还能显著提升学生的物理实验操作能力和科学思维。未来，我们应继续探索和优化低成本实验的开发与教学实践，为高中物理实验教学提供更多的支持和帮助，培养更多具备科学素养的优秀人才。

参考文献

[1] 陆黎明.让学生多动手，让学生都动手——新课程背景下开发利用低成本材料，改进高中物理实验教学[J].新课程（教研）， 2011（4）.

[2] 李海燕，毛广文.基于核心素养的低成本高中物理实验研究[J].实验教学与仪器， 2022（7）：18-19.DOI：10.19935/j.cnki.1004-2326.2022.07/08.006.

[3] 赵惠松.运用低成本实验激励学生参与实验的策略[J].实验教学与仪器， 2016（9）：3.