利用日常器具設計物理實驗的研究

郝玉兵

【內容摘要】在物理實驗中，學生認真觀察、親自動手操作，經歷知識形成的過程，同時，也有利于學生在實驗過程中創新思維能力的培養。在當前高中物理課程教學中，演示實驗教學方法得到了重視與應用。物理實驗教學只是使用現成的實驗器材，影響了學生進一步對于實驗過程的體驗，其具體的操作過程也有待于優化。這就需要師生利用日常器具來開展物理實驗教學，這也是教學中的一種創新。通過實驗改進教學，將強化實驗教學的效果，有助于對學生的觀察能力和動手操作能力進行培養，更加有效地將學生引入到物理知識學習的殿堂中，并啟發學生獨立思考物理學知識。

【關鍵詞】日常器具? 利用? 物理實驗? 學生? 創新意識? 培養

在高中物理課程教學大綱中提出，利用日常生活器具開展實驗教學，將有助于拓展實驗教學的范圍，實驗室的課程教學資源不能局限在學校的實驗室，還要積極利用學生身邊的日常器具來開展實驗教學。利用學生身邊的日常器具開展實驗教學，不僅使得教學過程變得更加直觀和簡便，同時還能強化學生的動手操作實踐能力，使得學生的創新思維能力在實驗創造過程中得到了提升。下面作者將以學生身邊的器具來開展實驗教學的案例，論證在高中物理實驗教學中如何積極利用學生身邊的日常器具來提升高中物理實驗教學質量。

一、利用日常器具辦好物理實驗會展，提高學生探究能力

學生是學習的主體，新課改也倡導自主、探究、合作學習模式，提高學生的自主學習能力與合作學習能力。在物理實驗探究活動中應該充分發揮學生的主體能動作用。物理實驗不僅僅限于實驗室，也可以延伸到課后、家庭等生活領域，在這些場所的物理實驗，更應該體現學生的主觀能動性，讓學生自主實驗，提高學生的探究能力。為了達到這一目的，教師可以引領學生舉行物理實驗會展。會展可以小到以班級為單位也可以以整個年級為單位進行。會展可以有具體的主題，也可以沒有主題，以更好地發揮學生的主體性，讓學生充分動手操作。例如，可以讓學生用礦泉水瓶，來進行實驗，主題是用礦泉水瓶你能夠展示怎樣的物理現象？在會展現場，學生們把礦泉水瓶加工成各種各樣的器具，如有密封的，有敞開口的，有的是一半礦泉水瓶，有的是整個瓶子的，有盛滿水的，也有空瓶子，學生們用各式各樣的礦泉水瓶展示各種物理現象，有展示力學的，有展示熱學的，各種展示都是學生對物理知識的靈活運用，學生們相互探討、觀察，也得到了多方面的啟示。再如，在以年級為單位的匯展，設定主題是用肥皂泡展示物理現象。其制作方法相當簡單，在瓶子里裝有少量的洗潔精，加滿水后成為溶液，再把吸管插入瓶中，向瓶中吹氣，肥皂泡就從瓶口冒出來，越吹越大，雖然制作與操作簡單，但是卻體現出各種各樣的物理現象。教師可以引導學生進行總結歸納。通過這樣的主題活動，學生積極性被充分調動起來，促進了學生探究能力的提高。

二、利用日常器具對物理實驗教學實施整合，培養學生分析物理問題的能力

在高中物理課程教學中，有關電學知識的講解中，就沒有避雷針原理的實驗教學。這個時候，老師就可以組織學生利用日常器具來制作避雷針原理實驗。制作成尖端放電的裝置來開展演示教學，這個時候學生就會觀察到尖端出現火花，并同時能聽到嗤嗤聲，這樣旋轉風車的放電就可以很容易觀察到，也容易引發學生的觀察與學習興趣。高中物理有關反沖運動這一章節的教學中，尖端放電實驗裝置就可以將電學和力學兩部分的知識同時進行展示，使得學生通過實驗教學來完成兩方面物理學知識的整合，同時將對物理課程教學起到一個良好的示范作用，這樣學生就脫離課本，自主實施實驗教學，用所學的知識進行實驗創新，這樣就能真正地實現學生學以致用的能力。

三、利用日常器具制作實驗，有效地培養學生的創新能力

上面所說的尖端放電實驗裝置，所需要的材料都是很簡單的，也是平常生活中所能用到的，比如說鋁板、螺絲釘等，這些物品是生活中的常用物品，學生經常見到或者使用，并且利用這些物品進行物理實驗器具的制作并不麻煩，學生也容易上手，在制作過程中也可以更深刻的理解物理原理，加深體驗。

例如在尖端放電實驗裝置的制作中，教師可以引導學生進行制作。讓學生用鋼鋸、電鉆等工具進行切割或者打孔，運用鐵絲等材料進行制作，通過對鋁板的加工，用鐵絲套扣，以及固定金屬小球等步驟。在鋁板上將3個絕緣底座安裝上面，將絕緣玻璃管借助于螺釘將2個鋁板固定住，最后在鋁板上安裝接線柱。

對鋁板進行加工的時候要確保用專用工具，用電鉆在絕緣玻璃管上的任意一端將長寬各為2cm的窄縫切割出來，將不用切割窄縫的絕緣玻璃管在絕緣木板上用木塞來固定，將鋁板插入到隙縫，并加以固定，具有絕緣支座的小磁針的頂端將4根等長的銅絲固定住，將做成風車形狀，最后用2根銅絲將2個絕緣小燈泡安裝上去。

在實驗器具和裝置的過程中，最關鍵的是體現學生的參與制作過程。學生在制作的過程中可以獨立思考，也可以通過小組間的討論與交流，使學生的合作能力、動手能力及創新思維得到促進與發展。如尖端放電裝置的制作過程中，學生會遇到一些困難，由于銅絲過細的問題而不利于學生的細致觀察。怎樣才能提高可見度，這一問題可以讓學生討論探究解決，如學生運用提高電風車規模來加以解決。在實驗中又發現風車的轉動達不到所需的要求，學生提出把風車制作的小一些，但是這樣又不利于觀察。所以就采取了將電風車擺放在實物臺上的方法，由于火花放電，致使實驗臺關閉，最后學生想出辦法，把兩個泡膜小球在銅絲上固定住，這樣就很容易觀察了。再平行放置兩塊鋁板，教室前排學生是看不到火花放電的，但是經過改造，將使得鋁板呈現出喇叭口的形狀，這樣就讓更多的學生能夠對實驗現象進行觀察，這樣學生的物理實驗探究能力就得到了提升。

四、利用日常器具組織學生設計和裝置試驗，拓展學生的想象能力

在高中物理試驗教學中，如果學生通過對知識的學習能夠設計一個新的方法來對實驗的物理概念進行闡明，以自己設計的實驗，不管實驗條件多么簡單，學生都應當受到激勵。因為新實驗的設計里面包含學生的新思想，表現出學生具有很強的探索精神。利用日常器具來做物理實驗，對學生的思維能力是以個創造性的調動，同時能夠有效地培養學生的觀察能力。下面就以安培力實驗——轉動的磁鐵來舉例說明。在這個實驗中所需要的器具也是生活中的物品，電池、鐵釘、圓形磁鐵，學生很容易就可以收集到。實驗的過程也是相當簡單的，就是把導線分別連接電池的正極負極。觀察磁鐵的旋轉。實驗中的現象就是強磁鐵得以快速地旋轉。高中許多有關電磁的實驗，都可以通過一些日常物品來實現，這些生活中的物品學生很容易就可以搜集到，并且運用于實驗當中，學生就可以更深刻的理解生活物品的作用，同時深入理解物理原理，并且更重要的是可以提高學生在生活中運用物理知識解決問題的能力，學生會饒有興趣地參與實驗，認真觀察，歸納物理規律，提高物理綜合素養。

實驗教學作為高中物理課程教學中的重點內容，在教學中要加深學生的直觀體驗，運用熟悉的物品進行實驗。學生利用日常所使用的器具來設計實驗，將有效地強化學生的動手操作能力和探究精神。

【參考文獻】

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（作者單位：山東省威海市榮成市第一中學）