論初中物理力學低成本演示實驗的研究

王軍

【摘 要】實驗是對物理理論的驗證和展示，是物理教學中不可分割的重要部分。在我國的初中物理教學中，課堂上的實驗器材大多較為專業，運用到的材料較多，基于時間不充足等因素，實驗權大多被教師霸占，學生只能粗略的觀看實驗過程，課下想要再次通過實驗來鞏固所學難度很大。低成本演示實驗能夠利用身邊的器具隨時隨地的開展，不僅為學生提供了更多參與實驗的機會，也拉近了物理教學與實際生活的距離，將成為提高物理教學質效的“墊腳石”。本文從初中物理力學教學部分入手，在分析低成本演示實驗意義的同時，展示了有關案例。

【關鍵詞】初中物理；力學；低成本演示實驗

【中圖分類號】G642.423 【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）02-0068-01

引言

物理這門學科來自于生活，而新課程標準中也提出了“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念。可見，與生活接軌是新時期物理教學改革的主要方向。力學在初中物理教材中占據了大量篇幅，處于該階段物理教學的核心內容。該部分涉及到的實驗較多，且具有很強的實踐性。針對該部分知識點在生活中應用較多的特點，教師就可以組織學生利用生活物品展開實驗，使課上課下都能夠成為物理教學的課堂，拉近學生與物理實驗的距離。

一、初中物理低成本演示力學實驗的意義

低成本演示實驗在初中物理實驗中有著重要的意義，一方面，它貼近我們的生活，解決了學生日常生活中的一些疑問，滿足了學生的好奇心，同時使學生更加了解生活中的一些現象，大大激發了學生的學習興趣，并增強了學生的創新能力，使學生的思維能力和想象力得到有效的拓展；另一方面，低成本演示實驗不需要復雜的專業儀器，實驗儀器來源于生活，一盆水、一雙筷子、一只乒乓球或者一個杯子……任何日常用品，都可能成為實驗的器材，且器材制作相對簡單，實驗也更容易完成[1]。此外，利用這些生活中隨處可見的物品展開實驗，也方便了學生在課下的學習和鞏固，不必由于課堂上的時間限制而出現學生參與實驗的機會不多，理解不透徹等問題，只要掌握了方法，他們可以在課下自主開展實驗，這也為他們提供了更自由、更寬松的自主學習空間。

二、初中物理力學低成本演示實驗的案例分析

1.慣性實驗演示。

“慣性”部分的知識點帶有一定的抽象性，很難通過語言為學生們準確的解釋，必須借助實驗來演示，幫助學生理解。這部分的教學實驗就可以從生活中搜集到許多器材，如利用學生們每天都使用的礦泉水瓶就可以開展一個簡單的小實驗。實驗步驟：第一步，將礦泉水瓶中裝入半瓶水橫放在桌面上。第二步，用手握住瓶身。快速將礦泉水瓶向前推動一段距離后立即停止，雖然礦泉水瓶已經停止運動，但由于瓶中的水具有慣性，還會繼續向前運動，學生觀察到水向前運動時還能聽到“咣當”的一聲，這與學生日常坐車遇到急剎車時身體猛然向前傾的情況十分相似，使學生對慣性概念有了自己的理解，有助于促進學生掌握知識[2]。

2.彈力實驗演示。

在初中物理教學中，彈力的定義指物體由于發生彈性形變而產生的力。大部分教師在教學過程中只是簡單地讓學生了解彈力的存在和初步認識彈力，并沒有深入去講解研究，因此初中學生對于彈力這一概念的理解較為模糊，很容易忘記，導致他們進入高中后還需要再復習一次彈力的基本知識。本實驗選擇使用一根橡皮筋和一個乒乓球作為主要器材，所選材料為生活中常見物品。實驗步驟：第一步，取一根橡皮筋放在桌子上拉伸至原長并固定住，在橡皮筋之間放入乒乓球。第二步，將乒乓球和橡皮筋同時向后拉伸，這時讓學生觀察橡皮筋形狀的改變示。接下來松開手，乒乓球受到彈力的作用后會向前運動一段距離，這就很形象地表現出了彈力的效果，學生也很容易記住彈力的產生條件。

3.壓力實驗演示。

對于壓力試驗，可以找一塊泡沫材質的塑料，如果找不到相應的材料，也可以用較軟材質的物品代替，將其放置在桌面上，在準備好的塑料上平放一個空酒瓶，我們會發現塑料中間會輕微的往下陷。這時將空酒瓶裝滿水平放在塑料上，塑料中間往下陷的程度會加深。在同樣的塑料上，我們又將同樣裝滿水的酒瓶倒著放在上面，會發現塑料中間放酒瓶的位置會下陷得更深[3]。從這個實驗可以看出，壓力所產生的作用和壓力大小及受力面積的大小有關。

4.浮力實驗演示。

浮力的概念對于初中生來說較抽象，教材中對于浮力也沒有過多的解釋。本實驗選擇已廢棄的礦泉水瓶和一個常用的兵兵球作為主要器材，材料易得、廉價，實驗結果很好展示了浮力產生的原因。實驗步驟：第一步，取兩個礦泉水瓶的上半部分。把兵兵球放入沒有把瓶蓋打開的倒立礦泉水瓶中，往瓶中倒水，發現兵兵球開始慢慢浮起來。第二步，將兵兵球放入另一個蓋子打開的礦泉水瓶中，蓋口向下，使兵兵球接觸礦泉水瓶底部，不斷往瓶中倒水，直至水面高于兵兵球的高度，發現兵兵球并沒有浮起來。通過分析可知，兵兵球浮于水面上，必然是受到了水給它的一個向上的作用力，也就是浮力。進而給出浮力的具體概念：浸在液體里的物體，受到液體向上的托力，這個就是浮力[4]。通過實驗現象學生能夠更清楚地理解浮力產生的原因和概念，同時也能激起學生學習的興趣。

三、結語

力學在初中物理教學中所占比例達到50%以上，低成本物理力學實驗的開展對初中生的學習而言具有很強的現實意義，實驗器材取材方便、快捷、廉價等特點，讓更多的學生有機會自己參與實驗器材的制作，增強了他們的動手能力和創造力。同時，低成本物理力學實驗可以解決偏遠地區學校實驗器材不足的問題，讓更多的教師有機會將理論和實踐聯系在一起展開教學，使學生們充分體驗到物理實驗的樂趣。因此，教師必須認識到低成本演示實驗的多項優勢，盡量運用生活中的低成本物品代替專業的實驗器材，對舊有的實驗模式大力創新，增強學生的物理實踐意識和創新意識。

參考文獻

[1]陳先鋒，宋景萍，孫麗萍等.初中物理低成本演示實驗的研究與開發[J].赤峰學院學報（自然科學版），2015（31）：269-270.

[2]蹇光文.怎樣用身邊的物品開發初中物理實驗的實踐研究[J].關愛明天，2015（7）：50.

[3]石家文，李洪祥.初中物理力學低成本演示實驗的研究與開發[J].黑龍江科學，2017，8（7）：1-3.

[4]姚志祥.初中物理低成本演示實驗的研究與開發[J].才智，2015，31（23）：269-271.