【內容摘要】物理學是一門以觀察和實驗為主的科學，實驗教學則是物理教學的一種重要手段。九年義務教育初中物理教材中有大量實驗，這說明了實驗在中學物理教學中占有極其重要的地位。在這些實驗中，有的看似簡單，但在實踐操作中卻不容易，因為大多數實驗具有安全性差、可見度低、操作不便等不足，這將直接影響教師的教學效果。通過對有些演示實驗的改進，可以彌補以上不足。

【關鍵詞】初中物理 實驗改進

在初中物理教學中，根據初中學生的好奇心強、認知能力有限的特點，積極開展物理實驗教學，可以提高學生的動手能力和觀察能力，而且可以培養學生思維能力以及實事求是的科學態度，激發學生的學習熱情。在新的課堂教學模式改革中，教師更應該把課堂還給學生，讓學生在物理課堂上真正動起來。多年來，我在物理教學中通過對實驗的不斷探究、改進和實踐，將教材中幾個實驗加以改進，達到了良好的教學效果。

一、對實驗進行改進，有利于提高實驗的科學性

在演示“浮力產生原因”實驗中，人教版教師教學用書上建議這樣做：將一礦泉水瓶從中間剪成兩半，在里面放一乒乓球，接著從上往下快速注滿水，乒乓球會停留在水底不動。用瓶塞堵住瓶口下端，不久乒乓球就浮起來。這實驗我做過多次，每次都觀察到沒等水上升到乒乓球的底部乒乓球就浮起來了，所以我認為這實驗存在科學性錯誤：使乒乓球浮起來的并不是水，而是被密封的氣體的壓強增大，才使乒乓球上浮的。改進的方法：用一雙層玻璃缸，在隔板中央開一大孔，開始用木塊剛好蓋住該孔，往上層玻璃缸中加滿水，觀察到木塊并沒有浮起來（如圖1）。接著從側面往下層缸中加水（為增加實驗的可視性，事先在水中滴入紅墨水），當水面上升到木塊的底部時，木塊受到水對它向上的壓力，從而受到浮力，木塊重新浮起來（如圖2）。這樣改進能充分說明浮力的產生原因是液體對物體向上和向下的壓力差。

二、對實驗進行改進，有利于提高實驗的成功率

在演示通電導體在磁場中運動實驗中，新教材上的實驗現象不明顯，很難做成功。分析其缺點為：一是實驗中要求電流要很大，磁鐵磁性要很強；二是由于金屬棒所受摩擦力較大，且與軌道接觸是否良好等因素而影響實驗效果，實驗很難成功。現改進：用煙盒鋁箔紙卷成小筒狀代替金屬棒，再用兩根細銅線將鋁箔筒兩端連接（接觸）好，然后把鋁箔筒懸掛在磁場中，用2節干電池作電源連成一串聯電路，閉合開關，我們觀察到鋁箔筒明顯地擺動，調換磁極或改變電流方向，鋁箔筒的擺動方向相反，現象非常明顯，且很容易做成功。

三、對實驗進行改進，有利于增加實驗的可見度

如傳統的“真空不能傳聲”的實驗效果很差。分析原因主要有三方面：一是實驗室的電鈴響度小，蓋上玻璃罩后，幾乎就聽不到電鈴聲；二是普通抽氣機的抽氣效果差，不能使玻璃罩內的空氣顯著減少；三是固體裝置的底座也能傳播聲音，影響實驗效果。改進的方法：用一大錐形瓶，里面懸掛一個會發光的音樂卡片，閉合開關，播放音樂鈴聲。接著用一帶孔的橡皮塞塞住瓶口，再把一玻璃管穿過橡皮塞，用功率較大的真空泵慢慢抽出瓶內的空氣，我們將看到卡片發出的光依然存在，但聲音逐漸變小。接下來在抽氣結束后，再往罩內放氣，聽聽此時聲音變化，（建議：在罩內放些彩色的紙屑，增強充氣時的視覺效果），對比抽氣時的情況，加深了對探究結果的分析理解。該實驗能很好的證明光能在真空中傳播，聲音卻不能。改進后的實驗很直觀，增強了視角效果。

又如在初中物理演示實驗中，經常使用到溫度計、電流表、電壓表等測量工具，由于此類測量工具很小，演示實驗時，即使在第一排的學生都不能很清楚地觀察到刻度的變化過程，要想讀數就更困難了，同學們只能聽教師講，半信半疑地獲得感性知識。若將此類演示實驗在視屏展示臺上演示，或用電腦攝像頭對準實驗儀器，全班學生都能看到刻度的變化，并及時讀數，這將大大增加實驗的可見度。

四、對實驗進行改進，有利于突破教學難點

學習浮力時，“浮力的產生原因”是本節的難點，教材中是利用液體壓強的特點進行理論分析而得出的。分析正方體六個面所受的液體壓力，發現同一深度各側面所受液體的壓力大小相等，方向相反，相互抵消；而上、下兩底面所處的深度不同，受液體壓力大小也不同，下底面受液體向上的壓力大于上底面受液體向下的壓力，從而形成向上和向下的壓力差，這就是浮力。這種純理論分析，初中學生難于接受，建議設計如下實驗：

如圖3是自制的浮力產生原因演示器，它由兩個液體壓強計組成，下面是一個圓柱形物體，其上下兩個面蒙有不同顏色的橡皮膜（紅色的橡皮膜對于紅色的橡皮管和紅色的液體，綠色的橡皮膜對于綠色的橡皮管和綠色的液體）。用手按壓紅色的橡皮膜，則裝有紅色液體的U形管液面出現高度差，用手按壓綠色的橡皮膜，則裝有綠色液體的U形管液面出現高度差，哪個液面高度差越大，其對應的橡皮膜承受的液體壓強越大，也就是所受液體壓力越大。實驗時把圓柱物體水平放入液體中，觀察到兩U形管液面高度差相等，旋轉后讓兩橡皮膜所處的深度不同，觀察到兩U形管液面高度差不同，橡皮膜在下端時的U形管液面高度差更大，由此不難得出浮力是由于物體所受液體向上和向下的壓力差而形成的。通過自制教具演示實驗，讓學生通過實驗現象輕松得出浮力產生原因，從感性認識入手，這符合學生的認知規律，很好的破解了難點。

又如學習電功率時，區分“實際功率”和“額定功率”這兩個概念是本節的難點。建議采用一個演示實驗：用學生電源、額定電壓為2.5V的小燈泡、電流表、電壓表、開關組成一個串聯電路，閉合開關，慢慢增加電源電壓，觀察到燈泡越來越亮，并記錄電流表和電壓表的示數，算出各自的實際功率；繼續增加電源電壓，直到最后燈泡滅了，這時學生驚呆了！由此也進一步說明了影響燈泡亮度的不是額定功率而是實際功率。

五、對實驗進行改進，有利于提高安全可靠性

教材中演示“短路”是采用示教板，用家庭電路和熔絲做實驗，這個實驗現象是很明顯，但又一定的危險性，教師有畏難情緒，所以很少在課堂上演示該實驗。建議如下改進：用錫箔紙代替熔絲，采用學生電源，將電壓降為6V，短路時可看到錫箔紙燃燒，現象直觀，效果非常好，且沒有任何危險性。

總之，在初中物理教學中對實驗改進的原則是：一是“直觀”。讓學生能從演示實驗中直接觀察到物理現象，并認識物理現象本質，避免拐彎抹角；二是“安全”。實驗過程要確保安全，不會對老師和學生造成任何傷害；三是“簡單”。演示器材盡量的少，操作盡量簡便，避免儀器結構的復雜；四是“可靠”。確保演示實驗的成功率高。只要在物理教學中通過對實驗的不斷探究、改進和實踐，就能充分發揮實驗教學在物理教學中的重要作用，并能達到了良好的教學效果。

【參考文獻】

[1] 義務教育課程標準實驗教科書（人教版）八年級、九年級物理教材.

[2] 李繼宏、杜正洲. 新課程課堂教學技能與學科教學，《初中物理》，世界知識出版社， 2007.

[3] 全日制義務教育《物理課程標準》，北京師范大學出版社，2011年版.