进入21世纪,全世界都在呼唤“培养创新人才”。为了响应这一号召,国家提出培养“全面发展的人”的目标,物理课程标准要求义务教育物理课程要以提高全体学生的科学素养为宗旨。实验教学作为物理教学的重要组成部分,是落实物理课程目标,全面提高学生科学素养的重要途径。同时,课标还明确提出教师应通过多种途径开发实验课程资源,大力提倡师生利用身边随手可得的物品、器具、材料等进行低成本物理实验。因此,低成本物理实验的开发和应用研究是紧密契合物理课程标准对物理实验和物理实验教学上的要求的,加强低成本物理实验开发与应用有利于促进中学物理教学仪器的革新、缓解部分农村学校实验仪器的短缺和不足、提高师生的动手能力、提高物理教学的质量,从而推动物理教学改革和学生科学素养的提升。通过查阅低成本物理实验开发与应用的相关文献发现,目前国内关于这方面研究的专著和文章较少,且存在以下一些问题:大多低成本物理实验仅为解决某一个具体问题设计;开发人员大多数为教师,未能充分调动学生的开发热情;开发空间局限于教室或实验室,与时代和科技的发展结合也不够密切;实验应用范围不广,大多仅用做演示实验;与当前育人目标联系不紧密,缺乏深入、系统性研究。因此,希望通过该课题研究,充分调动起师生开发和应用低成本物理实验资源的积极性,以便更好地实现低成本物理实验的教育功能和价值。本研究以现代教学理念、物理实验教学理论、初中学生身心发展特点等为依据,通过调查访谈、经验总结、动手实践、评价改进,取得以下研究成果:第一:开发出了基于智能软件的初中物理低成本实验和以学生为开发主体的低成本物理实验案例。结合智能手机现有的可实现多种物理量的测量部分软件,开发了相应的低成本物理实验案例。智能软件安装简单且更新快,为物理教学提供了新的、成本更低的、操作更便捷的可能。这不仅弥补了现有的实验资源的不足,还改善了实验效果,打破了实验时间和场地的束缚,为学生的个性化自主探究和课外拓展实验,提供了更多的机会和可能。由于学生是学习的中心,提升学生的科学素养是教师物理教学的根本目标。通过让学生参与低成本物理实验的开发和应用,不仅扩充了实验开发的队伍,还提高了开发成果的数量与质量,更重要的是能够通过实验的开发和应用过程,发展学生的核心素养。第二、结合物理课程的育人目标和低成本物理实验的教育作用和功能,通过低成本物理实验的教学案例,探讨了低成本实验在物理教学中建构物理观念、培养学生科学思维和科学探究能力、渗透科学态度和责任感、演绎习题四个方面的应用。此外,还探索了在普通中学中的推广并普及开发和应用低成本物理实验的策略。