利用生活物品創新初中物理力學實驗的研究

溫超峰

摘? ?要：物理學是一門以實驗為基礎的自然科學。在日常教學中，物理教師如果能積極引導學生利用生活物品進行實驗探究，不但人人可以參與，而且還可以在實踐中培養學生的科學探究和科學思維能力，培育他們的物理學科素養，為他們的終身發展奠定扎實的基礎。本文以如何引導學生利用生活物品創新初中物理力學實驗為例，闡述利用生活物品進行實驗探究的積極作用。

關鍵詞：生活物品;創新;學科素養

著名物理學家富蘭克林說過：告訴我的我會忘記，展示給我看的我記不住，讓我動手嘗試我才能明白。他從學生的角度充分說明了做中學的重要性，只有讓學生動手探究，才能促進學生必備品格和關鍵能力的形成。

1? 概念界定

生活物品：是生產、生活領域中泛指的各種東西或零星的物品。如：可樂瓶、乒乓球、雞蛋、吸管、鉛筆、木塊等物品。

創新：是指以相同的實驗器材設計出有別于別人常規思維的方案，或對原有的方案進行改進并取得良好的效果。

2? 實驗教學的現狀調查及其原因分析

為了解當前的物理實驗教學情況，我們對三所學校八、九年級學生進行了調查問卷，下發問卷1053份，收回1044份，問卷調查主要內容及相關數據如表1。

從以上對物理實驗教學的現狀調查可以看出四個問題：一是絕大部分的學生認為物理實驗對自己學好物理有很大的幫助;二是絕大部分的學生喜歡自己動手實驗操作;三是教師用實驗視頻代替實驗教學的占了一半，經常有進行演示實驗教學的教師約占十分之三，而講解課本實驗的教師還占十分之一，人人都能參與的分組實驗幾乎沒有;四是物理老師有布置利用生活物品來做物理實驗的約占十分之一，而從來沒有的占十分之九。

從和部分教師的訪談中發現，學生分組實驗開設不足的原因有四點：一是有些學校物理實驗室的器材添置不足或是損壞嚴重，所以用演示實驗來代替分組實驗;二是有些物理老師擔心教學進度跟不上，不愿占用過多時間來分組實驗;三是有些物理老師認為可以用練習的方式代替分組實驗，省時省力;四是有些物理老師貪圖方便，所以用視頻或演示實驗來代替分組實驗。這些因素都制約了實驗教學應面向全體的教學理念，制約了學生的動手實踐，制約了學生的全面發展。

3? 利用生活物品創新初中物理力學實驗的研究

根據對實驗教學的現狀調查反饋的信息，我們倡導教師可以利用課外時間引導學生利用生活物品來創新初中物理力學實驗。生活中的物品，可樂瓶、乒乓球、雞蛋、吸管、鉛筆、木塊等物品，學生可以隨時隨地獲取。下面就以力學實驗為例，談談如何引導學生利用生活物品進行創新實驗。

3.1? 利用雞蛋創新力學實驗

3.1.1? 驗證大氣壓的存在

在一個去殼的熟雞蛋上插入兩根生日蠟燭，點燃蠟燭，把燃燒的蠟燭放入倒扣的花生油桶中，燃燒一會兒，再把雞蛋塞緊花生油桶口（如圖1），不一會兒雞蛋向上運動，說明雞蛋下表面受到大氣對它豎直向上大氣壓強的作用;接著把花生油桶水平放置，開口朝左重復上述步驟，不一會兒雞蛋向右運動，說明雞蛋左表面受到大氣向右的壓強;開口朝右重復上述步驟，不一會兒雞蛋向左運動，說明雞蛋右表面也受到大氣向左的壓強。引導學生利用這些生活物品創新這一力學實驗，讓學生從中得出：大氣向各個方向都是有壓強的。

3.1.2? 利用慣性解釋現象

把一生、一熟兩個雞蛋放在水平桌面上，用力使這兩個雞蛋旋轉起來，再用手按住這兩個雞蛋并迅速放手，觀察雞蛋的運動狀態。由于熟雞蛋內部已固化，用力使雞蛋旋轉起來，再用手按住雞蛋，外力使雞蛋由運動變為靜止，放手后，雞蛋由于慣性要保持原來的靜止狀態;生雞蛋內部處于液態，用力使雞蛋旋轉起來，再用手按住雞蛋，外力使蛋殼靜止，放手后，內部蛋液由于慣性要保持原來的運動狀態，帶動蛋殼又旋轉起來。引導學生利用一生、一熟兩個雞蛋創新這一力學實驗，從而可以得出結論：若雞蛋仍然靜止，則該雞蛋是熟的;若雞蛋又旋轉起來，則該雞蛋是生的。

3.2? 利用乒乓球創新力學實驗

3.2.1? 探究流體壓強特點

將學生用的透明墊板做成圓柱形，直徑略比乒乓球大，并用透明膠固定好，將圓柱形的一端靠近乒乓球，用電吹風在另一端口快速吹氣（如圖2），可以觀察到乒乓球一個接一個從吹氣口“爬出”來。這是因為有電吹風吹的那一端空氣流速大，壓強小;而另一端空氣流速小，壓強大;在壓力差的作用下乒乓球一個接一個的“爬出來”。引導學生利用這些生活物品創新這一力學實驗，讓學生從中得出液體壓強與流速之間的關系。

3.2.2? 探究浮力產生原因

找一個空礦泉水瓶，用剪刀沿瓶子的中間剪開，去除瓶底。將瓶口朝下，把乒乓球放入瓶中，左手握住瓶子，右手往瓶中倒水，觀察到乒乓球沒有上浮。這是因為乒乓球的上表面受到水的對它豎直向下的壓力，而乒乓球下表面沒有水，沒有受到水對它豎直向上的壓力，也就是說水對乒乓球沒有產生浮力的作用。引導學生利用這些生活物品創新這一力學實驗，讓學生從中理解浮力產生的原因是什么。

3.3? 利用可樂瓶創新力學實驗

3.3.1? 模擬帕斯卡桶裂實驗

取一個空可樂瓶，用小刀在可樂瓶側面豎直地劃出幾道裂痕，然后用橡皮筋把裂縫扎緊， 用小刀在瓶蓋上鉆一個小孔，小孔的大小剛好能穿過細軟管，用橡皮泥密封細軟管和穿孔處之間的縫隙，將漏斗與軟管另一端相連，然后往瓶內倒水，當漏斗高度與可樂瓶的高度相同時，可樂瓶裂痕處不會有水流出，如果將細軟管另一端舉高時，則可以看到水從裂痕處噴射出來（如圖3）。引導學生利用這些生活物品創新這一力學實驗，讓學生從中得出：在液體密度相同時，液體深度越深，液體壓強越大。

3.3.2? 探究壓力作用效果

取兩個相同的可樂瓶，分別在瓶中注入三分之一和三分之二的水，然后把這兩個瓶子正放在相同的海綿上，我們可以看到：瓶中水量越多的可樂瓶使海綿的凹陷程度更大。如果在兩個瓶子中裝入等量的水，一個正放，一個倒放在相同的海綿上，我們可以發現：倒放的可樂瓶使海綿的凹陷程度更大。引導學生利用這些生活物品創新這一力學實驗，讓學生從中理解壓力作用效果與什么因素有關。

總之，這些生活物品隨處可得，只要教師引導得當，學生就可以在課外時間，隨時隨地利用生活物品創新初中物理力學實驗，不但人人可以參與，而且還可以讓學生在實踐中培養學生的科學探究和科學思維能力，培育他們的物理學科素養，為他們的終身發展打下扎實的基礎。