寿雪尧（富阳市春江中学，浙江杭州311400）
新课程标准提倡用自制教具和低成本实验进行探究活动。如何开发低成本实验始终困惑着广大教师。对于高中物理低成本实验的开发，浙江省特级教师赵力红老师已有较为深入的研究，在《教学仪器与实验》杂志上发表了一系列的相关文章。这些研究无疑对初中科学教学也有着重要的指导意义。
本文遵循赵老师的研究轨迹，以课堂实践为载体，对如何在初中科学的教学中，开发低成本实验进行了思考。
一、“课堂低成本实验”设计思路的来源
1.模拟新知学习中的情景设计实验
从教的角度上来看，实验室固有的器材有很大的局限，许多新知识的呈现缺乏实验器材。教师可以以此为契机，基于“建模”的科学思想，利用各个常规小器材功能的独特性，把较多的小器材整合起来实验，丰富课堂教学。
例如，在八年级《气体、液体流速与压强的关系》教学中，教师出示香水雾化瓶实物。
师：请同学们思考解释雾化瓶的工作原理？
生：气囊吹气，使空气流动，在吹气管处形成一个低压区，瓶内的气压作用下，香水被压出香水瓶。
师：你能够用实验模拟验证吗？
生：用烧杯装水，两根管子（用牛奶吸管等）一根插入水中，另一根在管口处吹气。
上述实验，整小为大，用小器材直观的模拟大场景，以做代讲。
2.根据课本实验的不理想处设计实验
有些课本演示实验的设计，还是停留在理想化的程度，实践操作起来有较多的缺点影响实验效果。寻求更好的实验方法就显得十分必要。
例如，在科学八下《植物的蒸腾作用》，课本实验制作中需要用到水银，在课堂上有难度。对此加以改进。
【实验器材】
注射器、几个钩码或一块磁铁、塑料绳、橡皮管、红墨水、带叶的树枝、铁架台。
【实验操作】
（1）在注射器内吸入一定量的红墨水，注射器的前端用橡皮管连接，橡皮管上端插入带叶的树枝。
（2）注射器下端挂一定质量的钩码或一块马蹄形磁铁，用铁架台固定置于阳光下进行实验。
（3）每隔15分钟记录针筒刻度。
（4）实验结束后，用刀片将树皮和茎切开，观察植物的树皮和茎的颜色深浅情况。根据树皮和茎着色有无和深浅判断植物运输水分部位名称和水分运输的方向。
（5）对比探究光照阴暗、有风无风、温度高低等不同环境下蒸腾作用的快慢有关因素。
3.借助习题中隐藏的小实验设计实验
习题是对课本知识原理的一种应用演绎。它对课本有很大的拓展，对生活场景的结合也更具体。可以将这些习题以生活情景形式呈现，为学生的理解提供一种真实的背景。
例如，2009年杭州中考有一道题：重100牛的水可以产生的最大浮力为（）
A.一定小于100牛B.一定大于100牛
C.一定等于100牛D.可以大于100牛
这个题目是考查浮力知识点，考试后学生的得分率很低。对此，在教学中可以设计以下实验加以突破。
【实验器材】
烧杯大小各一只、红色水、小木块、苹果。
【实验操作】
师：我现在将大烧杯中注入2牛顿的水，然后将1牛的小木块放入水中，观察沉浮状态。
生：漂浮。
（分析出2牛顿的水产生1牛的浮力。）
师：我将小木块改成2牛顿的小烧杯，请大家注意观察，能得出什么结论？（观察到仍然是漂浮状态。）
生：2牛顿的水产生2牛的浮力。
师：就是这点水还能产生更大的浮力吗?我们可以怎么做？
生：再向小烧杯中加入另外的重物，看一看小烧杯是否是漂浮的。
师：好，我们将苹果放入小烧杯中，请仔细看。
（用手拨动一下小烧杯，观察到仍然漂浮。）
生：2牛的水可以产生大于2牛顿的浮力。
二、“课堂低成本实验”成功的关键
1.选择的材料要有“个性”，显出其效果
每种材料与器材都有其特性。诸如如乒乓球的“浮与弹”、注射器的“抽与射”、气球的“胀与缩”等。要充分思考问题需求中包含的一些实验关键点，根据这些关键点去寻求器材的特点，将这种特性转化为一种优势，就会获得突出的效果。
例如，八年级《流体的压强》教学中，研究水流的压强变化，模拟两艘并排行驶的船只相撞情景。
【实验器材】
水槽、乒乓球、注射器。
【实验操作】
用水槽装水，用乒乓球模拟轮船，用注射器形成水流。观察两只乒乓球是否向中间靠拢。两只乒乓球打孔注水增加重量，重复实验。换用两块小木块进行研究。探究实践中，并没有观察到预期的乒乓球向中间靠拢的现象。同学们通过讨论，分析出可能是乒乓球太轻，浸入水中体积太小，沿水平方向的压力太小，造成实验的失败。提出给乒乓球打孔注水增加重量或换用方形木块的改进方案，并进行了实验操作，取得了成功。
2.实验要有等效替换的思想，保证其同质
基于“等效”的科学原理，灵活运用一些功能相近的器材加以替换进行实验，更深层次上可以通过相似的实验方案，突破器材的限制，用一些简单的操作替换解决原有问题。
例如，在九年级《物体的内能》教学中，课本安排了一个活动：“在吸滤瓶内装有少量的水，并滴入几滴酒精。用气筒往瓶内打气，当塞子跳出时，观察瓶内变化”。在实验准备的过程中发现效果不好，如果瓶塞太松，它跳出来时，瓶口雾气太少或根本看不到，如果瓶塞太紧，瓶塞弹不出来，又怕里面气压太大，担心瓶子炸裂。针对这个问题，在保留实验的原理和思想的基础上，对材料和方法加以替换。
【实验取材]
矿泉水瓶、少量水（加几滴酒精）。
【实验操作】
先把瓶盖拧好，一只手握住瓶身的上半部，另一只手握住下半部，并像拧衣服一样，用力拧瓶子的下半部，只见瓶子的上半部越来越膨胀。将瓶口对着教室的大门，上面的手用手指在瓶盖上上顺着开瓶的方向顺势一旋，“砰”的一声巨响，瓶盖冲将出去，瓶口迅速升起一股浓浓的白雾，效果十分直观明显，学生纷纷议论，怎么会有白雾？将思维积极性的调动了起来。
3.边试验、边修正，使其完美
实验制作往往不能一步到位，难免设想觉得很好而实际效果很差，原有的设想并不是最优化的。这时，最为重要的是不要轻易放弃，而是要查找原因，不断替换改进，最终克服障碍。
例如，八年级《液体压强》中补充帕斯卡桶裂实验的制作过程。
【实验器材】
矿泉水瓶子2只、带孔橡皮塞2个、玻璃导管、橡皮导管50cm、水槽、刀片。
【实验操作】
用刀片割去一个矿泉水瓶的底部，做成漏斗。在另一个瓶子的侧壁中上部用刀片竖直的划几条约3cm长刀痕，在刀痕处箍上一根橡皮筋，要将侧壁划透，刀片要薄。用橡皮塞、导管将矿泉水瓶与漏斗进行连接，使矿泉水瓶和漏斗装满水，手持漏斗与瓶口相对齐，此时无明显的渗水现象。将漏斗慢慢举高，就可见刀痕处有水流出来。当漏斗举高到一定高度时，只见水流从刀痕处喷射而出。
在实践中，这个实验过程保留时间太短，又加以改进。用细针在矿泉水瓶子的侧壁中上部上许多细孔，同理操作，开始无水流流出，当漏斗举高到一定高度时，突然只见水流从细孔中喷射而出，十分美丽，持续时间长。学生在一片惊呼中有了充分的观察。
三、“课堂低成本实验”效果的评判标准
开发出的仪器能够突出实验原理，充分展现详尽的科学过程，这样的设计有利于学生形成清晰的科学概念。
1.要有视觉“冲击力”，激发学生的实验兴趣
实验力求“高成功率、高可见度、高透明度；过程变化大、仪器尺寸大、颜色对比度大”。这有利于给学生的视觉形成强烈的冲击，并烙上深刻的记忆。
2.要有思维的深刻性，促进学生突破认知难点
实验的装置和使用简单的方法应力求简单，这是为了避免喧宾夺主，突出观察的重点，毕竟我们的学生观察思维水平并不高。实验改进不是为了减少操作，观察和操作的项目不能少，相反还要能够突出思维的深度。
此外，在教学实践中，还必需充分考虑到学生与讲台的空间距离，学生对获取新知的热情度。这两点对于评价一个实验的效果也是不可忽略的。
低成本实验是实验矿藏中的一块瑰宝，开发低成本自制实验运用到教学中，这既是对新课程强调动手与动脑结合的一种体现，更有助于激发学习兴趣，有效突破教学难点，本文的一些思考希望能起到抛砖引玉的效果。