改進小實驗，提高學生的物理學習能力

【摘 要】在實際教學中，有些實驗單靠課本上的裝置是很難完成的，這就需要師生一起研究，設(shè)計出新的教具，使實驗?zāi)軌蝽樌瓿伞Ｍㄟ^實踐改進，獲得較好的實驗效果，使實驗結(jié)論更具說服性。

【關(guān)鍵詞】實驗效果 改進 解決困惑

【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2015）22-0086-02

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，親手去完成實驗，是我們獲取物理知識的重要手段，然而由于受條件的限制，有些實驗可能暫時無法完成或者現(xiàn)象不明顯或者存在偏差，這給我們學習物理知識帶來了障礙。只要我們積極開動腦筋，對一些小實驗進行一些小小的改動，就能解決我們的大困惑。

一 鐵絲段能讓你認識真實的電磁鐵特點

在探究電磁鐵特點的實驗中，教師往往會給我們提供大頭針來讓電磁鐵吸引，以此來判斷電磁鐵是否有磁性和磁性的強弱，然而細心的同學會發(fā)現(xiàn)，當電磁鐵吸引大頭針后再斷電時，仍有不少大頭針被吸引在電磁鐵上，而且當電流由強變?nèi)醯姆炔淮髸r，電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目幾乎沒有什么變化。由此，就會使我們認識電磁鐵的特點出現(xiàn)偏差。為什么會這樣呢？原因主要在大頭針上。原來，制作大頭針的材料主要是含碳量比較高的鋼，鋼被磁化后剩磁比較明顯，也就是說被電磁鐵吸過的大頭針，在電磁鐵的磁性消失以后，其自身的磁性不會立刻消失，因此當電磁鐵斷電后，大頭針由于自身還有磁性就牢牢地吸附在電磁鐵上。解決的方法很簡單，找一節(jié)沒有生銹的鐵絲，用鐵絲鉗把鐵絲剪成小段代替大頭針來完成實驗，你的困惑就會徹底消除。

二 簡單的實驗讓你認識液體傳聲

認識聲音在固體和氣體中傳播時，我們都有簡單直接的實驗可以證明，如：證明聲音在固體中傳播，我們可以把耳朵貼在桌面上讓同學輕輕敲擊桌面，還可以自制“土電話”等。然而，在認識液體傳聲的時候，往往就沒有直接的實驗證明，這讓我們對“液體傳聲”的認識不直接、也不深刻。做個小實驗就能輕松地解決這個問題。所需的材料：兩張密封效果良好的密封袋，一部手機，一個裝有水的水槽或盆。具體說法是：讓手機傳播音樂或鈴聲，然后裝入其中一個密封袋密封好，再放入另一個密封袋密封好（用兩個密封袋是為了加強密封效果，防止水進手機，否則，手機會損壞，實驗時一定要注意），將密封好的手機放入水中，聽聽看，能聽到手機的聲音么？

三 巧妙解決懸浮狀態(tài)

物理來源于生活，同樣，從生活中學習物理知識也是我們獲得知識的重要手段。生活中的資源遠比我們實驗時的資源豐富的多，我們?yōu)槭裁床豢梢猿浞掷眠@些資源來做一些課堂上無法完成的家庭實驗?zāi)兀坷缟钪械乃芰戏奖愦腥菀椎玫健⑼该鳌⒛芊忾]、可變形、價值低等優(yōu)點，因此被廣泛用于物理實驗教學中。根據(jù)塑料方便袋質(zhì)量小，在實驗中幾乎可以忽略的特點，就簡潔巧妙地解決了實驗中的難題。

物體在液體中下沉、上升、懸浮是一個過程，其中下沉、上升是一個趨向穩(wěn)定平衡的狀態(tài)，而懸浮是一個不穩(wěn)定狀態(tài)。因此，演示物體在液體中長時間穩(wěn)定的懸浮是一種很難度的操作，需要技巧。如從浮力的角度來看，一般是雞蛋在鹽水中懸浮時鹽加多了就上升，再加入水浮力小又下沉，調(diào)節(jié)起來很麻煩；從重力的角度來演示時一般是一個能漂浮的物體（如木塊）上粘著橡皮泥來操作，橡皮泥粘多了物體就下沉，粘少了又上升，很難把握好，這兩種方法調(diào)節(jié)起來時間長又不宜成功。而現(xiàn)在使用的人民教育出版社2002年出版的義務(wù)教育課程標準實驗教科書九年級配套的《教學參考書》，介紹的用注射器與試管組合的模擬潛水艇演示的實驗方法，雖然容易成功，但是因是用管子連接的，所以學生懷疑是管子的施力所致，故說服力不強。我們只要選一個密閉性好的小薄塑料袋，在袋內(nèi)加入溫水，再用滴管滴幾滴紅色墨水（便于觀察時與無色水的顏色比較），然后用細線系好口，將多余的細線和塑料袋用剪刀剪掉，然后將袋口系好的紅色水球輕輕放入內(nèi)盛水的燒杯中就會觀察到紅色水球懸浮在水中可達10min，用細木棍使紅色水球移動并可停留在燒杯水中任何位置。

四 簡化阿基米德實驗

阿基米德原理的實驗從舊物理課本中（人民教育出版社物理室編初級中學課本物理第一冊，人民教具出版社，1987）使用溢水杯，到現(xiàn)在新課標物理課本[課程教材研究所，物理課程教材研究開發(fā)中心，義務(wù)教育課程標準實驗課程書·物理（第一冊），北京：人民教育出版社2005]用大燒杯代換了不直觀的溢水杯，可見阿基米德原理試驗中儀器繁、步驟多沒有得到妥當?shù)亟鉀Q，致使學生不能很好地理解實驗，而成為初中物理教學中的難點。試驗中需要測量物體排開的液體的重力，往往是先測出小桶的重力，再測出小桶和排開的液體的總重，然后通過兩者之差得到物體排開水的重力。只要把小桶換成一個非常薄的質(zhì)量可忽略的塑料袋時，彈簧稱的示數(shù)為零，這是因為塑料袋所受到的重力小于彈簧稱的感量。然后，用這個塑料袋承接物體排開的水，那么只需測出塑料袋中溢出水的重力就可以了。這樣的改進不但操作步驟上得到了簡化，在原理上也顯得更加直觀了。

五 易拉罐為什么癟了，讓你認識大氣壓

我們周圍的空氣可以產(chǎn)生很大的壓強，你相信嗎？現(xiàn)在我們就做一個實驗來驗證一下吧！

實驗器材：鉗制易拉罐一個，酒精燈一個（其他火源也可），鉗子（能夾住易拉罐就行，如加煤球的鉗子）一個，水盆（里邊有大半盆水）一個。

實驗步驟：（1）取出易拉罐。（2）在易拉罐里滴幾滴水。（3）用夾子夾住易拉罐，然后放在酒精燈上燈上加熱。（4）當看到易拉罐中冒出大量白汽時，迅速將易拉罐倒立并垂直插入旁邊的水盆中。（5）易拉罐插入水盆時，聽到“碰”的一聲巨響，易拉罐瞬間變癟了。（6）觀察癟的易拉罐。

實驗原理：易拉罐在火上加熱時，里邊的空氣受熱膨脹，一部分空氣就跑到罐外去了，罐內(nèi)滴幾滴水，更有助于熱空氣排出。當易拉罐倒立插入水中時，里邊熱空氣的溫度迅速降低、氣強減小，小于外界大氣壓，這時就把易拉罐壓癟了。

同學們，動手做一下吧，準會成功。聽到“碰”的時候，手可別軟壓！

六 合理利用機械能實驗改進

初二下冊物理第九章第六節(jié)《合理利用機械能》中，需要同學們自主探究實驗：探究“動能大小的影響因素”以及“重力勢能大小的影響因素”。我認為教材中的實驗在實際操作中，存在一些不妥的地方，通過實踐，我做了以下改進，并獲得了較好的實驗效果。

1.探究動能的影響因素

原實驗的不妥之處：（1）小球在斜面上滾動，滾動的軌跡不一定是直線，且無法保證能成功撞擊到水平面上的木塊中心。（2）試驗室用的木塊質(zhì)量相對鐵球質(zhì)量太大，木塊撞擊后移動距離不明顯。（3）鐵球撞擊木塊后容易反彈，造成小球與物體的二次碰撞，實驗無效。

新實驗的改進方法：用帶槽軌道代替斜面，圓柱形容器代替木塊。改進后的優(yōu)點：（1）鋼球在斜槽內(nèi)滾動，保證每一次實驗都能撞擊物體中心。（2）圓柱形容器中承裝不同質(zhì)量的液體，可方便調(diào)節(jié)撞擊后的距離。（3）圓柱形容器中液體的緩沖作用使撞擊后不易反彈，避免二次碰撞，使實驗結(jié)論更具說服性。

2.探究重力勢能的影響因素

在教材中，采用將一定質(zhì)量的重物從一定的高度自由下落沖擊小方桌，比較桌腳的下限深度；探究重力勢能與質(zhì)量和高度的關(guān)系。

原實驗的不足之處：（1）物體從一定的高度自由落下，無法保證能正好撞擊在方桌中心，如果撞擊偏離中心，將導(dǎo)致方桌歪斜，四只桌腳下陷程度不同，實驗無效。（2）撞擊方桌的過程中，為非彈性碰撞，重力勢能只有一部分能轉(zhuǎn)化成動能，存在著能量損失，實驗缺乏準確性。

新實驗的改進方法：使用兩個大小相同，但質(zhì)量不同的鋼球和玻璃球進行實驗，讓兩球直接撞擊沙坑。改進后的優(yōu)點：（1）圓形物體，撞擊沙坑時，保證接觸各點的壓強相同，避免了方桌受力不均的情況，實驗效果也更明顯。（2）重物直接撞擊沙坑，中間過程沒有能量損失，實驗結(jié)論更有說服力。

在實際教學中，有些實驗單靠課本上的裝置是很難完成的，這就需要師生一起研究，設(shè)計出新的教具，使實驗?zāi)茼樌瓿伞８倪M是永無止境的，只要我們本著科學的態(tài)度，針對教學中遇到的每一個問題，積極思考、勇于創(chuàng)新，一定能取得好的實驗效果。