幾個(gè)初中物理實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新

鄧妙蘭

【摘要】 物理學(xué)是一門(mén)以觀察和實(shí)驗(yàn)為主的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)則是物理教學(xué)的一種重要手段，在初中物理教學(xué)中，根據(jù)初中學(xué)生的好奇心強(qiáng)、認(rèn)知能力有限的特點(diǎn)，積極開(kāi)展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅能培養(yǎng)學(xué)生的信息收集和整理等基本技能，而且可以培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、思維能力、動(dòng)手能力以及終生學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

【關(guān)鍵詞】 初中物理 實(shí)驗(yàn)改進(jìn) 創(chuàng)新

【中圖分類號(hào)】 G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A 【文章編號(hào)】 1992-7711（2017）06-057-020

隨著物理課程的改革，物理實(shí)驗(yàn)逐漸成為學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，同樣的初中物理演示實(shí)驗(yàn)是物理課堂的重要一部分。因?yàn)橛行?shí)驗(yàn)比較繁瑣，并不是所有的物理老師都重視課堂的演示實(shí)驗(yàn)，有些演示實(shí)驗(yàn)老師是通過(guò)視頻的方式播放出來(lái)，學(xué)生看完了以后就講實(shí)驗(yàn)，學(xué)生沒(méi)有在現(xiàn)實(shí)中觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)學(xué)生來(lái)講還是抽象的。初中的物理教材中的一些演示實(shí)驗(yàn)由于各種各樣的原因在實(shí)際操作中是難以實(shí)現(xiàn)的，例如學(xué)校缺乏實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)儀器的精確度不高、實(shí)驗(yàn)操作難度大等等都會(huì)使得實(shí)驗(yàn)效果不明顯甚至是實(shí)驗(yàn)失敗。在初中的物理演示實(shí)驗(yàn)中有些實(shí)驗(yàn)具有一定危險(xiǎn)性導(dǎo)致老師不敢在課堂上演示，老師只能通過(guò)圖片或視頻來(lái)展示這一類的實(shí)驗(yàn)。物理課堂演示實(shí)驗(yàn)的推廣需要加強(qiáng)，還要提高演示實(shí)驗(yàn)的效果來(lái)提高教學(xué)質(zhì)量。

如何讓課堂演示實(shí)驗(yàn)得到更好地推廣和提高演示實(shí)驗(yàn)的效果？那么就要對(duì)課本現(xiàn)有的一些演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，更大的發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)的效果為教學(xué)服務(wù)。通過(guò)改進(jìn)可以讓更多的演示實(shí)驗(yàn)在課堂上有效地完成，通過(guò)創(chuàng)新可以讓更多的新實(shí)驗(yàn)走進(jìn)課堂。希望通過(guò)改進(jìn)和創(chuàng)新物理演示實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生的觀察能力、開(kāi)發(fā)學(xué)生的思維、培養(yǎng)他們的探究精神，使他們成為具有科學(xué)探究能力的人才。多年來(lái)，我在物理教學(xué)中通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的不斷探究、改進(jìn)和實(shí)踐，將教材中幾個(gè)實(shí)驗(yàn)加以改進(jìn)，達(dá)到了良好的教學(xué)效果。

一、演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)的途徑

（一）自制實(shí)驗(yàn)器材，使實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)便易行，效果好興1.研究二力平衡的四個(gè)條件

在講《二力平衡》一節(jié)中，我自制了一個(gè)正方形硬紙片，如圖1所示放置，以硬紙片為研究對(duì)象，說(shuō)明硬紙片處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，F(xiàn)1、F2是平衡力。然后由實(shí)驗(yàn)研究二力平衡的四個(gè)條件。對(duì)于兩個(gè)力在同一直線上和作用在同一物體上這兩個(gè)條件初中學(xué)生掌握不好，對(duì)此我對(duì)實(shí)驗(yàn)做了如下處理：轉(zhuǎn)動(dòng)硬紙片，保持F1、F2大小相等、方向相反、在同一物體上但不在同一直線上，松手后硬紙片不平衡而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)；硬紙片靜止后，用剪刀沿對(duì)角線剪開(kāi)硬紙片，紙片不再平衡，鉤碼掉到了地上。學(xué)生在笑聲中自然理解了兩個(gè)力要達(dá)到平衡，必須是在同一物體上。

（二）自制光的反射

演示光的反射時(shí)，學(xué)校原來(lái)的器材不能轉(zhuǎn)角度，因此光的反射規(guī)律中的“三線共面”主要靠老師嘴巴講，學(xué)生很難理解，如圖2.

現(xiàn)在我自制了如圖3的器材，能向前向后轉(zhuǎn)90度，演示給學(xué)生看，理解“三線共面”，取得良好效果。

（三）光沿直線傳播

1）將塑料瓶?jī)?nèi)充入煙霧（最好是黃香）把激光筆射向瓶中，便可清晰觀察到光在空氣中沿直線傳播。

2）將塑料瓶?jī)?nèi)裝入混濁水（香皂水、用牛奶、奶粉制成或?yàn)⒎酃P灰），把激光筆射向瓶中，便可清晰地觀察到光在液體中沿直線傳播

（四）壓力的作用效果

1）將裝有一半水的塑料瓶豎放在一塊軟海綿上，觀察海綿的凹陷情況；再將塑料瓶?jī)?nèi)裝滿水，重新豎放在這塊軟海綿上，比較這兩種情況中塑料瓶對(duì)海綿的作用效果，從而得出壓力的作用效果跟壓力的大小有關(guān)。

2）把一裝滿水的塑料瓶分別豎放、倒放在海綿上，觀察并比較海綿的凹陷情況，表明壓力的作用效果跟受力面積有關(guān)。

（五）動(dòng)能大小與什么因素有關(guān)

這個(gè)實(shí)驗(yàn)使用斜面和小車(chē)，小車(chē)從斜面滑下時(shí)有時(shí)會(huì)偏離軌道撞不到木塊，我用鋼球代替小車(chē)，并用窗簾導(dǎo)軌代替斜面，完成實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)效果好，如圖4.

（六）證明大氣壓強(qiáng)的存在

在礦泉水瓶中裝滿水，用乒乓球蓋嚴(yán)瓶口，手按住乒乓球把瓶子倒過(guò)來(lái)，放開(kāi)手后水不會(huì)流出來(lái)乒乓球也不會(huì)下落。此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了大氣壓強(qiáng)的存在，直觀形象、生動(dòng)有趣，比用任何語(yǔ)言描述效果都要好。

（二）將演示實(shí)驗(yàn)搬上黑板

（1）電學(xué)實(shí)驗(yàn)

在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，以前的做法是把各元件固定在插孔式演示板上，對(duì)于一些沒(méi)有插腳的小元件，我們用透明膠把它粘上去，大件的如滑動(dòng)變阻器，我們就用細(xì)繩固定，然后掛起來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，這種做法不方便。如圖5

現(xiàn)在的做法是在各元件下粘上強(qiáng)磁鐵，然后將它們磁在黑板上，這樣就實(shí)現(xiàn)了在黑板上做電學(xué)演示實(shí)驗(yàn)，如圖6所示，大大增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的可視性，全班同學(xué)都能看清楚，線路連接一目了然，演示起來(lái)更加得心應(yīng)手，同時(shí)又可以讓學(xué)生更直觀地通過(guò)對(duì)照實(shí)物圖來(lái)畫(huà)出電路圖。

（2）光學(xué)實(shí)驗(yàn)

在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中受到啟發(fā)，在光學(xué)器材下粘上強(qiáng)磁鐵（一塊木板上粘上四個(gè)強(qiáng)磁鐵如圖7，激光筆也粘上強(qiáng)磁鐵如圖8，透鏡粘雙面膠如圖9——光學(xué)元件粘雙面膠為了方便更換，但演示時(shí)最好用手固定），然后將它們磁在黑板上，這樣就實(shí)現(xiàn)了在黑板上做光學(xué)演示實(shí)驗(yàn)，所示，大大增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的可視性。同時(shí)又可以讓學(xué)生更直觀的通過(guò)對(duì)照實(shí)物圖來(lái)畫(huà)出光路圖。如圖10，圖11

（三）實(shí)施小實(shí)驗(yàn)、小制作教學(xué)手段

在日常教學(xué)實(shí)踐中，我體會(huì)到，通過(guò)小實(shí)驗(yàn)和小制作的完成，可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。物理學(xué)科的特點(diǎn)決定了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的難度，導(dǎo)致了一些學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)物理產(chǎn)生畏學(xué)、厭學(xué)情緒，如果能在改進(jìn)課堂教學(xué)的前提下，通過(guò)學(xué)習(xí)體會(huì)親自制作和實(shí)踐的樂(lè)趣，就可激起他們學(xué)好物理的信心。如自制小孔成像照相機(jī)、潛望鏡、望遠(yuǎn)鏡、簡(jiǎn)易天平、電動(dòng)機(jī)、等，既能鍛煉學(xué)生的動(dòng)手制作能力，同時(shí)可培養(yǎng)動(dòng)腦思考的習(xí)慣和動(dòng)手創(chuàng)新的能力。

（四）補(bǔ)充演示實(shí)驗(yàn)的數(shù)量

教材已列出大量實(shí)驗(yàn)，但仍有的章、節(jié)還沒(méi)有演示實(shí)驗(yàn)或數(shù)量還不夠。有和沒(méi)有演示實(shí)驗(yàn)，教學(xué)的效果有很大區(qū)別，根據(jù)教學(xué)的實(shí)際情況，適時(shí)加入演示實(shí)驗(yàn)很有必要。

初二“液化”概念的教學(xué)，由于學(xué)生在生活中已經(jīng)積累了一定量的感性素材，小學(xué)自然和初一地理學(xué)過(guò)“大氣中的水蒸氣會(huì)凝結(jié)成小水珠”（部分小學(xué)沒(méi)有真正落實(shí)《自然》的教學(xué)），學(xué)生已經(jīng)形成了液化的前概念，按教材列舉一些液化現(xiàn)象，然后分析得出結(jié)論：“降低溫度，氣體液化”。這樣的教學(xué)也能夠建立“液化”的概念，但這種建立過(guò)程太粗略，停留在知識(shí)的識(shí)記上，課堂教學(xué)也枯燥。這節(jié)課是在學(xué)生已有的“液化”前概念的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化正確的認(rèn)識(shí)，更深地認(rèn)識(shí)“液化”，并要求學(xué)生會(huì)用“液化”解釋生活中的有關(guān)物理現(xiàn)象。教學(xué)時(shí)可插入兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)。先在秋高氣爽的十月準(zhǔn)備一瓶冰凍礦泉水，用抹布擦干凈后展示在學(xué)生面前，立即喚醒學(xué)生生活中的經(jīng)歷和腦中已有疑問(wèn)“過(guò)一會(huì)，瓶外會(huì)有水珠出現(xiàn)？”，“瓶外為什么會(huì)有水珠出現(xiàn)？”學(xué)生很快進(jìn)入教師設(shè)置的物理情景，教師趁機(jī)發(fā)問(wèn)“瓶外的水珠從哪里來(lái)？”經(jīng)過(guò)教師的討論、分析、學(xué)生確定“水珠不是從瓶?jī)?nèi)滲出來(lái)的”，“水珠從空氣中來(lái)”。教師進(jìn)一步追問(wèn)：“水珠是怎么從空氣中變來(lái)的？”然后，演示實(shí)驗(yàn)，同時(shí)加熱兩只盛有冷水的燒杯，并引導(dǎo)復(fù)習(xí)、分析：“杯中的水有沒(méi)有發(fā)生物態(tài)變化？”學(xué)生答：“蒸發(fā)”，“蒸發(fā)成的水蒸氣，人眼為什么看不見(jiàn)水面上方的水蒸氣？”（強(qiáng)調(diào)水蒸氣是無(wú)色無(wú)味氣體，空氣中有大量的水蒸氣）。取兩塊玻璃片，一片在火上烤熱，另一片不烤。兩片分別放在燒杯上片刻，待冷玻璃片上生成了明顯的水珠時(shí)，而熱玻璃片上沒(méi)有生成水珠，把兩塊玻璃片同時(shí)展示給同學(xué)們看。“水珠是怎么來(lái)的？”“水蒸氣遇冷凝結(jié)成小水珠”，隨后要學(xué)生觀察，拿走玻璃片的杯口上方有“白氣”出現(xiàn)，“‘白氣是什么？”據(jù)分析，討論得出“白氣”是水蒸氣遇冷凝結(jié)成的小水滴（及時(shí)矯正“白氣”是水蒸氣的錯(cuò)誤前物理認(rèn)識(shí)。）此時(shí)，剛才冰凍礦泉水瓶壁外已出現(xiàn)大量的水珠，學(xué)生心中關(guān)于水珠從哪兒來(lái)的謎底與“水”俱來(lái)。實(shí)驗(yàn)后接著進(jìn)行歸納、應(yīng)用……這樣，學(xué)生不僅清晰的形成了“液化”的概念，還能較容易聯(lián)系生活實(shí)際解釋有關(guān)現(xiàn)象，在實(shí)驗(yàn)的幫助下一系列觀察、思考、分析、歸納，讓學(xué)生真正體驗(yàn)揭示自然界謎底樂(lè)趣。實(shí)踐證明，這樣教學(xué)，學(xué)生對(duì)“霧”、“露”以及早晨、晚上池塘上方的“白氣”等現(xiàn)象分析，解釋輕松而又準(zhǔn)確。

二、演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的基本原則

1、明確目的，優(yōu)中選優(yōu)，追求更好效果。一方面要求學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模硪环矫娓鶕?jù)教學(xué)要求選擇適合的實(shí)驗(yàn)。如果要達(dá)到創(chuàng)設(shè)情景和引入新課的目的，選擇的實(shí)驗(yàn)，最好能達(dá)到“一石激起千層浪”的效果；如果要打破學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)應(yīng)力求做到“學(xué)生簡(jiǎn)直不敢相信自己的眼睛”，讓學(xué)生終生難忘；如要強(qiáng)化新建認(rèn)知結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)應(yīng)源于生活來(lái)自學(xué)生身邊，喚醒學(xué)生再認(rèn)識(shí)，并為學(xué)生回到生活中解釋現(xiàn)象、分析問(wèn)題供示例和橋梁。

2、充分發(fā)揮演示實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)性和考慮實(shí)驗(yàn)組織上的遞進(jìn)性。好的演示實(shí)驗(yàn)本身就具有很強(qiáng)的啟發(fā)性，但也離不開(kāi)教師的適時(shí)引導(dǎo)，促進(jìn)幫助學(xué)生思考、分析。對(duì)多個(gè)演示實(shí)驗(yàn)的組織宜層層遞進(jìn)，先簡(jiǎn)單后復(fù)雜，先直觀后抽象，如初中“壓強(qiáng)”演示實(shí)驗(yàn)“冷水錘子”，冷水澆淋充有大量熱水蒸氣的密封易拉罐，伴隨響聲易拉罐被大氣壓癟變形，制造了“驚奇”教師趁機(jī)置疑“是水把易拉罐砸癟的嗎？”“不是，那又是什么？”下面的演示實(shí)驗(yàn)則由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，層層深入“模擬馬德保半球?qū)嶒?yàn)”（內(nèi)部擠出了空氣）→“覆水杯”（水代替了空氣）→“瓶子吞雞蛋”（瓶?jī)?nèi)空氣減少）。

總之，在初中物理教學(xué)中對(duì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的原則是：一是“直觀”，讓學(xué)生能從演示實(shí)驗(yàn)中直接觀察到物理過(guò)程；認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象本質(zhì)，避免拐彎抹角；二是“明顯”，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)過(guò)程要顯著；三是“簡(jiǎn)單”，演示器材盡量的少，結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，操作盡量簡(jiǎn)便，不必過(guò)分追求儀器的精密、先進(jìn)和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜；四是“可靠”，確保演示實(shí)驗(yàn)一次成功。只要在物理教學(xué)中通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的不斷探究、改進(jìn)和實(shí)踐，就能充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)在物理教學(xué)中的重要作用，并能達(dá)到了良好的教學(xué)效果。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1]義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū).人教版.八年級(jí)、九年級(jí)物理教材.

[2]安忠，劉炳昇.中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)研究.高等教育出版社，1986.

[3]李繼宏，杜正洲.新課程課堂教學(xué)技能與學(xué)科教學(xué).初中物理.世界知識(shí)出版社，2007.