初中物理實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)易化資源探究

余海波

【摘要】實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的重頭戲，實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)物理教學(xué)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，對(duì)于實(shí)驗(yàn)資源有限的學(xué)校，可以采取簡(jiǎn)易化實(shí)驗(yàn)資源的方法，從生活用品、廢舊物品等尋找合適的實(shí)驗(yàn)器材，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，為此，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需要遵循相關(guān)的原則，方可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】物理 實(shí)驗(yàn) 簡(jiǎn)易化 資源 器材 案例

【中圖分類號(hào)】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）15-0170-02

物理學(xué)是一門自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)和觀察是物理學(xué)不可或缺的部分，從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)相關(guān)規(guī)律，利用實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證某些規(guī)律。因此，對(duì)物理教學(xué)來(lái)說(shuō)，需要利用實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生對(duì)規(guī)律進(jìn)行認(rèn)知，對(duì)方法進(jìn)行掌握。然而，目前的初中物理教學(xué)有些實(shí)驗(yàn)資源有限，很多學(xué)校器材老化，有些學(xué)校甚至缺少必要的實(shí)驗(yàn)器材。因此，教師應(yīng)該尋找一些生活中常見(jiàn)的物品來(lái)作為實(shí)驗(yàn)器材，拓展實(shí)驗(yàn)資源的范圍。如此一來(lái)，實(shí)驗(yàn)器材的有限問(wèn)題可以得到一定程度的解決，也符合了低成本高效益教學(xué)的教育價(jià)值觀。關(guān)于實(shí)驗(yàn)資源的簡(jiǎn)易化，主要從以下的方面來(lái)探討。

一、發(fā)現(xiàn)生活中的實(shí)驗(yàn)資源

羅丹有言：“生活中并不缺少美，只是缺少發(fā)現(xiàn)美的眼睛。”同理，生活中并不缺少物理實(shí)驗(yàn)資源，只是缺少發(fā)現(xiàn)的眼睛。日常生活用品和廢舊資源，只要對(duì)其特征進(jìn)行仔細(xì)分析，會(huì)發(fā)現(xiàn)具有物理實(shí)驗(yàn)器材的相關(guān)特征，將其運(yùn)用到具體實(shí)驗(yàn)中，是可行的嘗試，是新奇的嘗試。例如：關(guān)于生活用品，可以在講杠桿的平衡原理時(shí)用筷子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以在講壓強(qiáng)時(shí)用土豆、圖釘、鉛筆進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以在講浮力時(shí)用雞蛋、水杯、水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；關(guān)于廢舊資源，可以在講大氣壓存在時(shí)利用廢舊的易拉罐進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以在講電流做功時(shí)利用廢舊電阻器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)等；一器一物都可以成為物理實(shí)驗(yàn)中的資源，不僅可以生動(dòng)直觀地闡述物理規(guī)律，也可以充分體現(xiàn)從生活走向物理和從物理走向生活的學(xué)科理念，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、簡(jiǎn)易化資源實(shí)驗(yàn)實(shí)例

影響壓力作用效果的因素

教材中的實(shí)驗(yàn)是采用海綿、小桌和砝碼進(jìn)行，通過(guò)控制一定的變量觀察其他的因素對(duì)海綿凹陷程度的影響，共設(shè)計(jì)了三個(gè)實(shí)驗(yàn)，如圖：第一個(gè)實(shí)驗(yàn)是純粹用小桌的桌腿兒壓海綿；第二個(gè)實(shí)驗(yàn)依然是用桌腿兒壓海綿，不過(guò)在桌面上添加砝碼；第三個(gè)實(shí)驗(yàn)是用小桌的桌面接觸海綿，桌面上添加砝碼。第二個(gè)實(shí)驗(yàn)是控制了受力面積體現(xiàn)壓力的作用，第三個(gè)實(shí)驗(yàn)是控制了壓力體現(xiàn)受力面積的作用。實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性毋庸置疑，然而卻存在著一定的問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)器材取得不易，小體積的小桌和砝碼在資金相對(duì)有限的學(xué)校來(lái)說(shuō)是個(gè)難題；實(shí)驗(yàn)效果不是很明顯，小桌的質(zhì)量輕，對(duì)海綿發(fā)生形變并不能起到多大作用，尤其是第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，就如同沒(méi)有凹陷一般，實(shí)驗(yàn)效果的不理想會(huì)有礙學(xué)生的觀察，對(duì)學(xué)生概括規(guī)律形成不良影響。

其實(shí)，可以用海綿和磚塊兒來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，資源容易取得不說(shuō)，實(shí)驗(yàn)效果也較為明顯，可以同教材一樣設(shè)計(jì)三個(gè)實(shí)驗(yàn)。如圖所示：第一個(gè)實(shí)驗(yàn)是將磚塊平放在海綿上，第二個(gè)實(shí)驗(yàn)是將兩塊磚塊疊放在海面上，第三個(gè)實(shí)驗(yàn)是將磚塊豎放在海綿上。這樣，學(xué)生就可以通過(guò)觀察海綿的形變程度來(lái)解讀壓力作用效果與哪些因素有關(guān)了。

在分析過(guò)程中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生拋去表象抽象出本質(zhì)來(lái)：有的學(xué)生認(rèn)為壓力的作用效果同物體的重量有關(guān)，有的同學(xué)更進(jìn)一步抽象出了質(zhì)量的物理概念，然而卻依然不是本質(zhì)，這個(gè)時(shí)候，教師就需要引導(dǎo)學(xué)生抽象本質(zhì)“壓力的作用效果自然是同壓力有關(guān)，不過(guò)在我們的實(shí)驗(yàn)中，這個(gè)壓力的大小與物體的重量或質(zhì)量有關(guān)，其實(shí)還有其他施加壓力的方式，比如我用手指按海綿，海綿也會(huì)變形，因此，本質(zhì)不是重量、質(zhì)量，而是壓力”。在觀察并分析出了壓力的作用效果與壓力大小和受力面積的共同作用后，教師這時(shí)可以概括出：壓力的作用效果稱之為壓強(qiáng)，用P來(lái)表示，P同壓力F與受力面積S的關(guān)系是P=F/S，單位是N/m2，通常叫作帕斯卡，簡(jiǎn)稱帕。

在知識(shí)要點(diǎn)的傳授完成之后，教師可以讓學(xué)生舉一些生活中關(guān)于P=F/S的例子，比如，釘圖釘?shù)臅r(shí)候，用力越大，釘入墻面越深，教師引導(dǎo)性舉例后，剩下的舉例由學(xué)生完成。這個(gè)過(guò)程強(qiáng)化下了學(xué)生對(duì)物理和生活聯(lián)系的認(rèn)知，也深化了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。

三、簡(jiǎn)易化資源實(shí)驗(yàn)應(yīng)該遵循的原則

利用生活中的物品進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，不僅減少了物理實(shí)驗(yàn)器材得之的困難，對(duì)教學(xué)條件不是很好的學(xué)校大有幫助，而且也能夠在學(xué)生頭腦中建立起物理和生活的聯(lián)系，減少物理的高不可攀感，也能夠把抽象的知識(shí)變得形象起來(lái)，利于學(xué)生理解，由此可見(jiàn)簡(jiǎn)易化實(shí)驗(yàn)資源的價(jià)值之重。不過(guò)，有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)需依賴于對(duì)原則的遵循。

首先是科學(xué)性原則。無(wú)論是什么物理實(shí)驗(yàn)，包括簡(jiǎn)易化資源的物理實(shí)驗(yàn)，都要遵循科學(xué)二字。所謂科學(xué)，就是做有意義的實(shí)驗(yàn)，教師的實(shí)驗(yàn)資源選擇合理，教師的實(shí)驗(yàn)過(guò)程設(shè)計(jì)無(wú)誤，在把實(shí)驗(yàn)搬上講臺(tái)之前，教師需要進(jìn)行多次的預(yù)實(shí)驗(yàn)，以確保實(shí)驗(yàn)是成功的，盡可能排除一切偶然的因素。有意義的實(shí)驗(yàn)不是教師預(yù)想中的成功，也可能不是一次便可以取得成功，更不是涵蓋不排他因素的實(shí)驗(yàn)。

其次是簡(jiǎn)單化原則。鑒于初中學(xué)生的認(rèn)知局限性和初中物理的難度，物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)該是直觀的，簡(jiǎn)潔的，才能起到較高的實(shí)用價(jià)值，加上實(shí)驗(yàn)資源的簡(jiǎn)易性，物理實(shí)驗(yàn)尤其不應(yīng)呈現(xiàn)出復(fù)雜性。無(wú)論是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)象的觀察，還是讓學(xué)生明晰規(guī)律，去繁就簡(jiǎn)，才更利于簡(jiǎn)易化實(shí)驗(yàn)資源來(lái)揭示本質(zhì)。如向?qū)W生會(huì)介紹聲音傳播的介質(zhì)，可以在水槽中撞擊兩塊石頭，這時(shí)學(xué)生能夠聽(tīng)到聲音，這說(shuō)明液體和氣體可以傳聲，實(shí)驗(yàn)器材易得，實(shí)驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)單，學(xué)生一目了然。

最后是安全性原則。物理實(shí)驗(yàn)沒(méi)有化學(xué)實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)系數(shù)大，但也是具有一定程度危險(xiǎn)性的，比如水銀、酒精燈等容易傷害學(xué)生的身體，也有其他有害性物質(zhì)或者是容易造成傷害的物品，教師需要對(duì)實(shí)驗(yàn)資源和實(shí)驗(yàn)過(guò)程多加注意。比如，在做瓶吞雞蛋證明大氣壓存在的時(shí)候，會(huì)有爆炸的危險(xiǎn)，造成嚴(yán)重后果，這時(shí)，需要教師和學(xué)生在瓶底鋪上沙和水。

參考文獻(xiàn)：

[1] 于冬亮，程寅瑞. 低成本初中物理演示實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)[J]. 江蘇教育學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009，4 .

[2] 吉臨榮. 開(kāi)發(fā)“低成本”資源 設(shè)計(jì)“高見(jiàn)度”實(shí)驗(yàn)[J]. 教學(xué)與管理，2014，4.