挖掘實驗魅力 助力學生探究

摘 要：實驗教學是物理教學的重要組成部分，是落實物理課程目標、全面提升學生科學素養的重要途徑.筆者結合實際教學從利用自制教具，挖掘實驗的趣味性、提升可觀察度、補教學之所需、為探究之所用、展示直觀性幾個方面闡述了初中物理自制教具與實驗創新.讓學生的感官思維更活躍，更有利于促進學生從感性認識到理論層次的轉變，更有利于啟發學生思維，更有利于學生直接參與到探究活動中，激發學生的創新意識和創新潛能，提升科學素養.

關鍵詞：自制教具;實驗創新;實驗探究

中圖分類號：G633.7???? 文獻標識碼：B???? 文章編號：1008-4134（2021）24-0035-02

作者簡介：張艷（1973-），女，天津人，本科，中學高級教師，研究方向：物理教學與實踐.

在義務教育物理課程中，教師實施科學探究式教學對提高學生的科學素養有非常重要的作用.實驗教學是物理教學的重要組成部分，是落實物理課程目標、全面提升學生科學素養的重要途徑.基于提升學生科學素養的理念，筆者在教學中充分發揮自制教具與創新實驗的作用，挖掘實驗魅力，助力學生探究.

1 利用自制教具，挖掘實驗趣味性

興趣是學生學習最好的老師，教師通過開發實驗的趣味性，激趣導學，有利于引導學生主動投入到學習中.在學習“電動機”時，筆者自制“小小電動機”模型，有效地吸引學生注意力，激發好奇心，提高學習效率.模型中主要元件包括：漆包線繞成的矩形線圈（如圖1所示），漆包線在線圈兩端各伸出約3cm，用小刀刮兩端引線的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮掉半周，將線圈放在用硬金屬絲做的支架上，兩個支架分別與電池的兩極相連，線圈下放一塊強磁鐵，這樣就組裝成“小小電動機”模型（如圖2所示），通電后用手輕推一下，線圈就會不停地轉下去.學生觀察到這個實驗的現象，很興奮驚訝，非常渴望學習其中蘊含的道理，這樣就充分發揮實驗的趣味性，有利于學生接下來對電動機構造和工作原理的深入學習，激發學生探究的欲望.

2 利用自制教具，挖掘實驗可觀察度

教師在教學過程中要利用實驗增強學生的感性認識，這就要求實驗的直觀性和可觀察度一定要強，這樣才能更有效地輔助教學.比如在研究小孔成像實驗中，筆者將教材的實驗進行改進，實驗效果非常好.實驗裝置中的主要組成部分為：在一個空罐的底部中央打一個小孔（如圖3所示），再用一張半透明的塑料膜蒙在空罐的口上（如圖4所示），將空罐放在高度合適的底座上，使像能成在塑料膜的中央，同時也更易于調節小孔與物體間的距離.在紙盒上用一個箭頭當作物體（如圖5所示），盒內裝有兩個白熾燈（如圖6所示）目的是將盒前的物體箭頭照亮，通過小孔成像更清晰，在實驗時用空盒子將兩燈泡罩上，被燈泡照亮的箭頭通過小孔成像在半透明的塑料膜上，整個裝置如圖7所示.

接通電源閉合開關，學生觀察到物體通過小孔所成清晰的像（如圖8所示），所成的像清晰地展現在學生的面前，在一定程度上增強可觀察度，同時空罐可以在底座上移動，改變小孔和物體之間的距離，引導學生進一步觀察成像情況，創造讓學生進行探究的氛圍，通過小孔成像的特點更深入地理解光在同種均勻介質中沿直線傳播.

3 利用自制教具，挖掘實驗補教學之所需，為探究之所用

實驗是學生認識物理現象、總結物理規律的重要途徑，學生可以通過參與實驗的探究過程，透過觀察到的實驗現象，討論分析歸納得出結論，可以加深對所學知識的理解.筆者通過自制教具，增加創新實驗可以補教學之所需，為探究之所用.比如在學習流體壓強與流速的關系知識時，向學生補充這樣一個實驗，讓學生在充分認識氣體壓強與流速的關系基礎上，認識液體壓強與流速的關系，使學生對規律有更全面的認識.實驗裝置（如圖9所示）主要組成部分為：一根粗透明硬塑料管，一根細透明硬塑料管，兩根塑料管上各打一個很小的小孔，粗管兩端分別用通過帶細玻璃管的塞子塞緊，一端連接橡膠管，橡膠管連接噴水壺，粗管另一端和細硬玻璃管相連接，細硬玻璃管末端用插入細玻璃管的塞子塞緊，整套實驗裝置如圖9所示，當噴水壺噴水時，學生們很興奮，觀察到意想不到的實驗現象（如圖10所示）.

學生們欣喜地發現兩個小孔噴出水柱的高度不同，粗玻璃管處噴出的水柱高度大，細玻璃管處噴出的水柱高度小，引導學生思考，這種現象形成的原因是什么？學生討論歸納出結論，液體流速越大的位置壓強越小.這樣在教材實驗的基礎上，補充這個實驗，使學生全面理解流體壓強與流速的關系，學生樂于探究其中，潛移默化地激發創新意識.

4 利用自制教具，挖掘實驗的直觀性

在物理教學中筆者發現，有些物理量無法直接進行測量，那么如何比較這些物理量的大小？最簡單直接的方法就是利用實驗，運用轉換的思想進行比較，直接明了，可以獲得事半功倍的效果.比如在學習重力勢能大小的影響因素知識時，由于無法直接測量重力勢能的大小，筆者通過自制教具設計實驗裝置探究重力勢能與哪些因素有關.實驗裝置的主要組成：一根粗的玻璃管夾在鐵架臺上豎直放置，里面一塊泡沫塊，管外套上不同顏色的橡皮筋，用來標記泡沫塊的位置，三個質量不同、體積相同的銅塊、鐵塊、鋁塊，一根細金屬棒，金屬棒的作用在于每次實驗后將泡沫塊恢復捅到同一位置（如圖11所示）.

比如在探究重力勢能大小與質量的關系時，將質量不同的鋁塊、鐵塊、銅塊分別從相同的高度由靜止釋放，分別撞擊同一位置的泡沫塊，用管外不同顏色的橡皮筋分別記錄下泡沫塊的位置（如圖12所示），取出金屬塊后，觀察玻璃管外不同顏色橡皮筋所在位置（如圖13所示），就可以比較出泡沫塊向下移動的距離，泡沫塊向下移動距離越大，物體具有的重力勢能越大，將重力勢能的大小轉換為泡沫塊向下移動的距離，將無法直接測量的物理量宏觀展示出來，通過實驗直觀地展示給學生，有利于逐步引導學生探究.

筆者通過深入挖掘初中物理教材中的知識和實驗內容，有針對性地改進完善，獲得最佳的實驗效果，更具趣味性，更具啟發性和探究性，開發利用日常生活中的一些物品自制教具，合理地應用到教學中，有效地輔助學生學習.實驗創新是物理現象的情景再現，讓學生的感官思維更活躍，更有利于學生由感性認識遞進為理論層次，更有利于啟發學生思維，更有利于學生直接參與到探究活動中，激發學生的創新意識和創新潛能，提升科學素養.

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（收稿日期：2021-07-16）