開發(fā)低成本“實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源”提高物理課堂教學(xué)效率

北京市陳經(jīng)綸中學(xué) 王 波

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的重要組成部分，同時(shí)也為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力提供重要的教學(xué)資源，所以充分開發(fā)物理實(shí)驗(yàn)資源，是推動(dòng)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)向前發(fā)展和實(shí)施創(chuàng)新教育的重要途徑。而低成本的實(shí)驗(yàn)器材的開發(fā)，由于取材容易貼近生活 原理直觀等特點(diǎn)，在物理教學(xué)中有著廣闊的應(yīng)用空間。現(xiàn)如今許多學(xué)校對實(shí)驗(yàn)教學(xué)都十分重視,花費(fèi)許多資金建立起現(xiàn)代化的物理實(shí)驗(yàn)室,即使在偏遠(yuǎn)地區(qū)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和政府對教育的投入不斷加大，學(xué)校的實(shí)驗(yàn)器材要相對過去齊全了，并且也有一些高精度的實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，在這樣的情形下我們還有必要開發(fā)簡單的實(shí)驗(yàn)教具嗎？

我們縱觀物理學(xué)史上最美的實(shí)驗(yàn)，絕大多數(shù)都是用最簡單的實(shí)驗(yàn)設(shè)備卻揭示了最深刻的物理原理。如伽利略的比薩斜塔實(shí)驗(yàn)研究自由落體，成為科學(xué)界人人皆知的故事。托馬斯楊的雙縫實(shí)驗(yàn)，為一個(gè)世紀(jì)后的量子學(xué)說的創(chuàng)立起到了至關(guān)重要的作用，牛頓的三棱鏡分光實(shí)驗(yàn)，開創(chuàng)了現(xiàn)代物理學(xué)的重要領(lǐng)域光譜學(xué)的先河。這些都是最簡單的實(shí)驗(yàn)手段、利用最簡單的實(shí)驗(yàn)器材，卻揭示了最深刻的科學(xué)真理，在科學(xué)上留下最美的風(fēng)景。由此可見，簡易的實(shí)驗(yàn)教具還是很有價(jià)值的。簡易的物理實(shí)驗(yàn)，對高中物理課程的實(shí)施來說，是一種非常重要的資源，能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的創(chuàng)造性，能對學(xué)生產(chǎn)生潛移默化的影響。通過利用身邊的日常生活用品做實(shí)驗(yàn)，可以很好地促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主探究。與此同時(shí)對教師的創(chuàng)造力提出了較高的要求。

開發(fā)物理實(shí)驗(yàn)教具有以下策略：在演示實(shí)驗(yàn)中效果不明顯的我們可以再次改進(jìn)，也可以根據(jù)教學(xué)需要開發(fā)新的演示實(shí)驗(yàn)，也可以將廢舊淘汰的儀器進(jìn)行重組等。如我們在描繪做簡諧振動(dòng)圖像實(shí)驗(yàn)，第一用手拖動(dòng)紙張，紙張不容易做勻速運(yùn)動(dòng)，我們用小電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)紙帶，就可以使紙帶勻速運(yùn)動(dòng)了，第二隨著沙子的減少擺的重心會(huì)下降，再有沙子落到木板上圖像顏色與模板相似不容易分辨，并且木板只能水平放置也不便于學(xué)生觀察。我們可以找來一個(gè)乒乓球做為容器，在上部鉆一小孔將擺繩固定，在正對下方鉆另一個(gè)小孔作為出水孔，裝上少量的墨水，這樣以上問題就都可以解決了。

在我們講解疑難問題時(shí)，可以用適當(dāng)?shù)难菔編椭鷮W(xué)生建立情景，突破難點(diǎn)，如我們講地球自轉(zhuǎn)問題時(shí)，赤道上的物體會(huì)隨自轉(zhuǎn)速度增大而飄起來，我們可用一小電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一金屬環(huán)使其繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓環(huán)上與圓心等高處粘一塊橡皮泥，隨著轉(zhuǎn)動(dòng)速度加快橡皮泥最后被甩出，在學(xué)生的一片歡呼聲中，解決了難題。在學(xué)習(xí)動(dòng)量定理一課時(shí)，學(xué)生對應(yīng)用Ft=△p公式解釋生活中的現(xiàn)象時(shí)，顯得有些生拉硬靠。為使其能更好的理解，我們找來兩根等長的兩個(gè)繩子一根彈性繩 一根細(xì)棉線繩，兩個(gè)繩子一端都固定在同一高度，另一端各系一個(gè)完全相同的鐵球，將兩個(gè)小球從同一高度釋放，發(fā)現(xiàn)當(dāng)小球到達(dá)低端時(shí)棉線繩突然斷裂。通過對這兩種情況分析，學(xué)生一下就豁然開朗了。

現(xiàn)象不明顯的實(shí)驗(yàn)我們可以放大現(xiàn)象：我們講彈力一課時(shí)，繩拉著物體在分析細(xì)繩上是否有彈力，什么原因產(chǎn)生的彈力等問題時(shí)，我們無法觀察出繩子及物體的形變，就生硬的說發(fā)生了形變學(xué)生會(huì)將信將疑，我們可用一根橡皮筋拉著裝滿水的氣球，很明顯的看出繩子、 氣球都發(fā)生了形變，解釋起來就輕松多了。還有關(guān)于桌面的微小形變的放大，書上給的實(shí)驗(yàn)儀器過于復(fù)雜，一不好操作 二演示起來占用了課堂大量時(shí)間。我們只需要拿來一只激光筆，打開后將光點(diǎn)投到墻壁上，當(dāng)我們用力壓桌子時(shí)發(fā)現(xiàn)光點(diǎn)的位置發(fā)生了明顯的變化，我們很容易得物體放在桌面上，桌面確實(shí)發(fā)生了形變

在新授課過程，某些概念比較抽象，學(xué)生理解起來也很困難，我們應(yīng)該及時(shí)的進(jìn)行試驗(yàn)演示。如在講變壓器升壓降壓的作用時(shí)，學(xué)生對其很是陌生，我們找來一個(gè)發(fā)光管電壓220V，兩節(jié)節(jié)干電池電壓3V，將其串聯(lián)起來，讓學(xué)生觀察燈管是否發(fā)光，答案是顯而易見的，當(dāng)把一個(gè)小的變壓器與之串聯(lián)之后當(dāng)通電瞬間我們看到了燈管發(fā)光，學(xué)生很是驚訝這么小的電壓竟能使220V的燈管發(fā)光，一下子激發(fā)了學(xué)生對變壓器的好奇，感受到變壓的作用。還有電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻一課中，學(xué)生對于電源是有內(nèi)阻的這一事實(shí)很是疑惑，為了解決這一問題我采用具有極大的視覺沖擊力的水果電池為引課，引出問題。將幾個(gè)水果串聯(lián)起來后，用電壓表測量兩端的電壓，發(fā)現(xiàn)兩端的電壓遠(yuǎn)比小燈泡的額定電壓大，讓學(xué)生猜想水果與燈泡串聯(lián)能否發(fā)光，學(xué)生異口同聲地說能，當(dāng)我們串聯(lián)了之后，發(fā)現(xiàn)小燈泡并沒有亮起來。學(xué)生感到了困惑 為什么？帶著疑問，然后通過電路實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證內(nèi)阻的純在及它對電路的影響。這樣給學(xué)生一種直觀的感知，降低了學(xué)習(xí)的難度，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律

為了激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)物理興趣，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手創(chuàng)新能力，也可以讓學(xué)生自己制作水火箭，棉花糖機(jī)、自制驗(yàn)電器等 用我們身邊隨手可取的用品制作儀器，不僅增強(qiáng)了可見度和可信度，也增強(qiáng)了學(xué)生動(dòng)手的能力，也讓學(xué)生深切感受到物理學(xué)就在我們身邊。

我們在開發(fā)實(shí)驗(yàn)器材時(shí)要遵循這樣幾個(gè)原則，科學(xué)，簡單，可見度大，總之我們應(yīng)該在重視常規(guī)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，重視實(shí)驗(yàn)資源的開發(fā)與應(yīng)用。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣；還能幫助學(xué)生在感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上上升為理論，幫助他們形成正確的概念，加深對規(guī)律的認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)對知識(shí)的理解和記憶。所以物理教師應(yīng)該重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究，因地制宜的開發(fā)和利用物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，確保物理教學(xué)目標(biāo)的順利達(dá)成。