初中物理教材中非常規實驗設計及應用

王君

摘 要： 物理教學需要做大量的實驗，這是由物理學科的性質所決定的。研究初中物理教材中“非常規”物理實驗，有助于教師在實際教學中更好地運用“非常規”物理實驗，激發學生學習興趣，鼓勵學生實踐創新，提高學生的動手能力，培養科學情感。本文具體研究分析初中物理教材中“非常規”物理實驗的特點和教學功能，詳述已應用于實踐的實驗案例。

關鍵詞： 初中物理教材 “非常規”物理實驗 教學功能 實驗設計 實驗應用

心理學研究表明：人的動作記憶效率比語言文字記憶效率要高好幾倍。“百聞不如一見，百看不如一做”說的就是這個道理。一個成功的實驗，帶給學生的不僅是實驗本身的知識，更重要的是為使學生留下良好的印象，激發學生的求知欲，促進他們更努力地學習物理知識，在課堂上更活躍，從而強化課堂教學效果。

一、“非常規”物理實驗的特點

初中物理教材中大部分使用的是廠制正規的專門實驗器材開展的實驗教學活動，即所謂“常規物理實驗”。“非常規”物理實驗是指利用學生熟悉的生活易得物品、材料、器具，人體或人體局部，以及兒童玩具等開發進行的一類體現自創性、體驗性、趣味性、簡易性、生活化的物理實驗教學活動。“非常規”物理實驗具有以下特點：（1）材料易得，實驗便利；（2）貼近生活，親切感強；（3）程式多變，新奇有趣；（4）物具它用，體現自創；（5）結構簡單，體驗性強。

二、“非常規”物理實驗的教學功能

1.利用身邊物品做物理實驗，新鮮生動，激發學生的學習興趣。如果用學生所熟悉的材料進行實驗，就能夠使學生感覺到親切，比較容易克服思維障礙，能較好地達到實驗的目的。

2.利用身邊物品做物理實驗能避同求異，培養學生的創新意識。如果實驗所用的儀器是學生親手制作的，那么不僅能培養學生的動手能力，而且能幫助學生建立起牢固的相關物理表象，敏銳地洞察其中發生的物理過程，使學生對知識的理解更透徹。

3.利用身邊物品做物理實驗能培養學生不怕挫折的精神，促進學生身心健康發展。如果用學生所熟悉的材料進行實驗，就能夠使學生感到親切，比較容易克服思維障礙，較好地達到實驗的目的，并培養學生的科學情感。

因此，教師應當引導學生充分利用身邊所熟悉的物品做物理實驗，豐富實驗物品，彌補實驗儀器的不足，拓展實驗探究的時空，讓學生真正經歷“從自然到物理、從生活到物理”的認識過程。由此可見，“非常規”物理實驗對于實現物理課程標準提出的知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三維課程目標具有獨特的價值，在實際教學中具有相當重要的教育價值，是常規實驗所無法取代的，因而是一種有待深入開發的重要物理課程資源。

三、“非常規”物理實驗案例

1.用塑料瓶或玻璃杯自制量筒或量杯。

（1）取一個合適的透明玻璃瓶，用標準量筒或注射器每次注入20立方厘米的水，并在瓶身外側的紙條上畫出水面的位置。如被測物體較小，可以做一個比較精密的量筒。用兩個透明的膠卷盒，用快干膠（502）對接而成，也可用透明膠帶粘牢，只要不漏水即可。然后每次注入10立方厘米的水，刻出水面位置，再將每大格等分為5小格（每格2立方厘米），這樣測得物體的體積就比較準確。

（2）實驗時先用自制天平測出被測物體的質量，根據物體的體積大小在自制量筒中測出物體的體積，根據公式算出物體的密度。

（3）實際測一測橡皮或是一段鉛筆的密度。鉛筆密度小于水，可以先扎一根大頭針，將鉛筆插入水中即可測得體積。

2.自制橡皮筋測力計。

（1）找一塊木板或硬紙板，板上貼上白紙。

（2）用圖釘把橡皮筋釘在板上，橡皮筋末端系上一根細線，線端綁一個回形針作秤鉤，板的下端按兩個圖釘，用以限制綁秤鉤的細線在兩圖釘之間活動。

（3）在彈性限度內為橡皮筋測力計標刻度。在白紙板上的橡皮筋末端劃一橫線，作為0刻度。取一標準的彈簧測力計掛起來，再將皮筋測力計倒掛在彈簧測力計的掛鉤上，用力向下拉皮筋測力計，讀出彈簧測力計的示數，并在皮筋測力計的末端位置劃出橫線，標出相應的示數。用自行車氣門芯代替橡皮筋，效果更好。

3.設計實驗，測量自己的頭發能承受的最大拉力。

（1）把彈簧測力計豎直掛在鐵架臺上，用一根頭發一端系在彈簧測力計的鉤子上，另一端打一個圈，不斷向頭發上掛小鉤碼，當頭發斷時，這之前加的鉤碼的和的重力大小，即為一根頭發的最大拉力。

（2）重復多次實驗，取平均值。

4.孔明燈。

（1）取一只大號冰箱保鮮袋，三根（二長一短）家用塑料導線中的細銅絲和少許藥棉及酒精。

（2）用一根細銅絲在保鮮袋離邊0.5厘米處，沿邊如縫衣一樣穿起來。

（3）用一根細銅絲的兩端拴在保鮮袋口的銅絲上，并用短銅絲在中央處繞成十字形，再把少許藥棉放在十字形銅絲上，放些酒精，用手拾起保鮮袋底部，點燃酒精后，稍停片刻即松手，孔明燈隨即升空。

（4）注意所放藥棉和酒精不能過多，不然點燃后火太大造成保鮮袋因過熱而變形，使孔明燈升不起來。

（5）孔明燈上升是由于加熱時保鮮袋內的空氣受熱膨脹密度變小，浮力增大的原因，此實驗也可用更簡單的辦法做：找一個很薄的不漏氣的食品袋，把袋口剪齊，在袋口邊緣等距離地別上2～3個大頭針，降低重心。向食品袋內吹滿氣，用雙手提著，罩到點燃的3支蠟燭上方，幾秒后，食品袋就有上升趨勢，立即松手，食品袋就會自由上升，有時可達頂棚，過一會就自動下降，可反復使用。

四、結語

“我聽說了就忘記了，我看過了就領會了，我做過了就理解了”。華盛頓大學橫幅上的這句話很好地說明了“做”的重要性，在物理教學過程中既要以觀察和實驗為基礎，更要注重“做”。新課程標準提出：要發揮實驗在物理教學中的重要作用。“非常規”物理實驗作為一種有待深入開發的課程資源。它潛在的教育教學功能還有待我們從理論上進一步深入研究。

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