例談微型物理實驗在初中物理教學中的應用

王燕飛

摘 要：微型實驗，即指小型的、易于操作的實驗。微型實驗由于其使用成本低，操作簡易、實驗現象明顯等優點深受大家喜愛和關注，特別是物理學科中的微型實驗。在學習物理這門學科時，教師通常需要借助大量的實驗來幫學生理解和驗證課堂知識，以此來提高物理學習效率。本文主要對微型物理實驗在初中物理課堂的應用進行探析，列舉幾個常用的實驗案例，對比書本常規實驗和微型實驗，并做出總結。

關鍵詞：微型實驗;初中物理;教學;應用

微型實驗常用來幫助人們更加深入地理解書本知識或者起到一個檢驗知識的作用，在學習物理知識的過程中被廣泛應用。一般來說，微型物理實驗用來驗證一些物理原理，如：慣性實驗、壓力效果實驗等，這些實驗所用的材料都非常簡單，可以是身邊的廢棄物，如飲料瓶、氣球、廢紙板等，也可以是成本較高物品的代替物，如木板代替小車等，書桌和飯桌也可以作為實驗場所等等。

一、微型物理實驗的優點

物理是一門培養學生觀察能力和動手能力的學科。學生在物理課堂上通過觀察和實驗操作來加強對知識的理解和應用，在物理教材中有很多的物理實驗微小實驗，相比書本上列舉的常規物理實驗，具有用時短、難度低等優點[1]。教師在短時間內給同學們演示一個微型實驗，既很好地利用了剩余的課堂時間，也幫助同學們更好地理解了知識，有助于提高學生學習興趣和增加學生學習信心。

二、微型物理實驗在初中物理教學中的應用案例

（一）液體內部壓強實驗

常規的液體內部壓強實驗，實驗器材由探頭、燒杯、U形管、水組成。探究同一深度液體向各個方向的壓強是否相等。當探頭在空氣中時，U形管兩端氣壓相等，此時U形管內左右兩邊液體相平。實驗具體操作如下：將探頭保持在水中的深度不變，改變探頭方向，查看U形管高度差是否發生變化，記錄數據，得出實驗結果。探究相同液體內，液體內部壓強隨深度的變化。具體操作如下：將探頭置于液體內不同深度，記錄U形管的水柱高度差，得出實驗結果[2]。

微型實驗的實驗器材則只需要：廢棄飲料瓶、剪刀、水。需要時加入紅墨水，使實驗現象更加明顯。

在探究第一個內容時，用剪刀在瓶子同一水平的兩側分別開有大小相似的孔，查看從孔中噴出的水流的形狀。探究第二個試驗時，在瓶的同一側，但是不同高度開孔，查看從兩孔流出來的水流狀況，噴出的水流越遠則代表壓強越大。

優點：從生活中不要的廢棄物中選材，成本低，實驗器材少，對比常規實驗，微型物理實驗可以在任何水平面進行，容易開展，不需要探頭、U形管等正規實驗器材，并且實驗現象明顯。

（二）探究壓強與流速的關系

書本上正規的實驗是吹氣實驗，實驗裝置。

手拿兩張大小相同的A4紙，使兩張紙中間隔有一定距離且在同一水平并自然下垂，向紙張間空隙吹氣，觀察到兩張紙開始向中間合攏，得出結果：流速越大，壓強越小。

微型實驗則用一張紙即可，將紙折成三棱體形，向紙張下方吹氣，觀察到三棱體形紙張向下壓，反之，在上方吹氣，紙張會向上飄，也可以證明以上結果。

優點：常規實驗容易受到環境的影響，實驗現象不明顯，而微型實驗，只用一張紙，成本低，易操作，且形成的氣流較大，壓強差也較大，因此紙張向下壓或者向上飄起的現象明顯。

（三）探究影響壓力作用效果的因素

影響壓力作用效果一般有兩個因素，分別是受力面積和壓力大小。

常規的書本上的實驗使用的實驗器材有：砝碼、小桌和海綿，如圖1所示。

先將小桌正放在海綿上，觀察海綿被壓的程度，以此判斷壓力效果的大小，如圖1中的甲。向正放的小桌上放置一個砝碼，觀察壓力增大后，海綿的凹陷程度，如圖1中的乙。最后將小桌倒置，同樣放上砝碼，保持壓力一致，觀察海綿凹陷情況，如圖1中的丙。

桌子上有無砝碼表示壓力大小發生變化，觀察實驗，可得：壓力越大，壓力作用效果越明顯。而正反小桌則分別代表不同的受力面積，實驗結果表明，受力面積越小，壓力作用效果越明顯。

微型物理實驗則選用鉛筆一支。用鉛筆的尾部壓在手指上，輕壓和重壓鉛筆，重壓時手指的凹陷程度大，輕壓時手指的凹陷程度小。說明壓強大小跟壓力的大小有關，受力面積一定時，壓力越大，壓強越大。為保持力的大小一定，則將鉛筆的尾部和尖部頂在兩個手指中間，此時，可以觀察尖部手指的凹陷程度大，尾部手指的凹陷程度小。說明壓力一定時，受力面積越大，壓強越小。

優點：對比常規實驗操作，微型物理實驗中的實驗現象更為明顯，常規實驗中，小木桌及砝碼的質量都太小，在海綿上不太能表現出來力的作用效果與其相差程度，而在微型實驗中，手指凹陷程度非常明顯，且只用一根鉛筆就能達到實驗目的，得到實驗結果，取材方便，易于操作。

三、結束語

綜上可得，對比書本上的常規實驗或是大型實驗，微型實驗的組成和實驗內容都非常簡單，但卻同樣可以幫助學生將生活與書本知識聯系起來，即提高了學生的學習興趣，又提高了學生的操作能力與創新，對學生學習物理知識起到很大的幫助。

參考文獻：

[1]王震，孫奕瑩.直觀化的物理演示實驗探究——以“液體的壓強”一課為例[J].教學與管理，2018，12：88-90.

[2]陳耿炎，熊華.可控促探究可視助理解——探究流體壓強與流速關系的實驗改進與創新[J].教育與裝備研究，2017，3310：58-60.