例談?dòng)脤?shí)驗(yàn)突破初中物理教學(xué)難點(diǎn)

許方銳

摘 要：實(shí)驗(yàn)是幫助學(xué)生理解中學(xué)物理教學(xué)重難點(diǎn)的主要方式，將抽象知識(shí)轉(zhuǎn)化為直觀的實(shí)驗(yàn)也能更好地讓老師突破教學(xué)難點(diǎn).本文主要從知識(shí)技能和科學(xué)探究?jī)蓚€(gè)方面著手，以教學(xué)實(shí)例為切入，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)在初中物理教學(xué)中難點(diǎn)突破的重要性.

關(guān)鍵詞：物理教學(xué)；難點(diǎn)突破；實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

1 實(shí)驗(yàn)解決教學(xué)難點(diǎn)的意義

初中生的形象思維尚未完善，因此抽象知識(shí)往往會(huì)造成學(xué)生的認(rèn)知困難，造成對(duì)抽象知識(shí)難以把握.在物理教學(xué)中，物理概念和規(guī)律的形成離不開實(shí)驗(yàn)事實(shí)的探討和驗(yàn)證.借助實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅能夠更好的理解每一步驟操作的意義，也有助于熟練掌握實(shí)驗(yàn)原理.因此，通過(guò)實(shí)驗(yàn)建立學(xué)生對(duì)課堂講授內(nèi)容的感性認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解和記憶是可取的.根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的反饋，筆者對(duì)學(xué)生較難掌握的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生更好的理解該部分抽象知識(shí).

2 實(shí)驗(yàn)解決教學(xué)難點(diǎn)的案例

2.1 授人以魚 實(shí)驗(yàn)得認(rèn)知

2.1.1 自制水透鏡實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)室的玻璃凹凸透鏡規(guī)格齊全，但是筆者認(rèn)為實(shí)驗(yàn)室配備的玻璃凹凸鏡雖成像清晰度高，但其觀察直觀性差，焦距不同的透鏡曲度變化不明顯，造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果不明晰.因此，在課堂上筆者使用了自制的水透鏡，如圖1、圖2幫助學(xué)生更直觀的理解這一部分的知識(shí).

制作器材：橡膠管，安全套，針頭，透鏡外殼和量氣管.制作步驟：

（1）將燒紅的針頭鉆入透鏡外殼，待針頭冷卻后，圓環(huán)塑料融化時(shí)的黏性將針頭固定在透鏡外殼中.用該種方式固定可以避免部分水透鏡銜接度較差以致漏水的情況.

（2）將安全套沿透鏡外殼黏貼后剪下.因安全套伸縮性較好，且透明度好，能在改變曲度的情況下，較好的透過(guò)光線.

（3）將橡皮管和兩邊針頭的銜接處用502膠固定，最后將橡皮管和量氣管固定.

自制水透鏡主要運(yùn)用液體內(nèi)外壓強(qiáng)差的原理，通過(guò)改變液體壓強(qiáng)差從而改變透明膠膜中的含水量.當(dāng)玻璃管的高度高于圓環(huán)的高度時(shí)，包膠膜的圓環(huán)就形成了一個(gè)凸透鏡，當(dāng)提升玻璃管的高度不同時(shí)，膠膜外突程度也不同，從而改變透鏡的曲率.在凹凸透鏡的使用中，較多習(xí)題會(huì)將透鏡的使用結(jié)合晶狀體和視網(wǎng)膜成像原理進(jìn)行考查.這部分知識(shí)教師通常以畫光路圖的形式呈現(xiàn)，對(duì)于七年級(jí)的學(xué)生而言較為抽象，而自制水透鏡清晰直觀地模擬近視眼和遠(yuǎn)視眼的晶狀體曲率的變化和成像情況，易于學(xué)生理解接受.

2.1.2 內(nèi)燃機(jī)做功沖程演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

新課程改革，在“能的轉(zhuǎn)化和能量守恒”專題中新增了內(nèi)燃機(jī)的部分.但是書本上對(duì)內(nèi)燃機(jī)實(shí)驗(yàn)尚未補(bǔ)充完善，僅有汽油機(jī)的工作原理示意圖以及相應(yīng)的文字解釋，這與課程總目標(biāo)中“經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程”的要求不能很好地契合.由于遠(yuǎn)離生活，學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)內(nèi)容也沒有直觀體驗(yàn).針對(duì)該部分教材實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺失，可以采取簡(jiǎn)易的內(nèi)燃機(jī)做功沖程演示實(shí)驗(yàn).

在課堂中，采用兩個(gè)針筒，分別鉆取上下兩個(gè)孔.其中一個(gè)針筒的兩個(gè)孔一個(gè)模擬吸氣門，一個(gè)模擬排氣門，當(dāng)兩孔用橡皮泥堵住時(shí)，即模擬兩孔關(guān)閉情況，可向下推動(dòng)擠壓注射劑，明顯感知在壓縮到一定程度后較難壓縮，此時(shí)氣體內(nèi)能增加，該簡(jiǎn)易可行的操作可以幫助學(xué)生更好理解壓縮沖程.在另一針筒中加一定量的乙醇，將兩個(gè)火機(jī)線穿入針筒，并保持一定距離，當(dāng)按動(dòng)火機(jī)開關(guān)時(shí)，產(chǎn)生電火花，使乙醇點(diǎn)燃膨脹，壓出活塞，用于模擬內(nèi)燃機(jī)做功沖程（如圖3、圖4）.

實(shí)驗(yàn)材料也可以采取豐富多樣的形式，比如可以采取某品牌巧克力豆的外殼作為內(nèi)燃機(jī)的演示材料，因?yàn)槠渌芰贤獗谳^厚，因此可以用蠟燭燃燒后的燭油將火機(jī)芯固定住，使得實(shí)驗(yàn)操作更為簡(jiǎn)單方便.

2.2 學(xué)以致用 實(shí)驗(yàn)明內(nèi)涵

2.2.1 燈泡燈芯阻值隨溫度改變?cè)O(shè)計(jì)及應(yīng)用

熱敏電阻阻值隨溫度變化呈非線性變化，較為抽象，教學(xué)中常采用分析已知圖表數(shù)據(jù)進(jìn)而判斷阻值隨溫度之間的關(guān)系，需要較強(qiáng)的邏輯思維能力.判斷廢燈泡燈芯阻值隨溫度改變更是相關(guān)問(wèn)題中較難講解的類型.因此，在課堂上可以使用兩組微型實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生將抽象化為直觀.

制作時(shí)需要用到微型酒精燈，電流表，導(dǎo)線，開關(guān)，電池，鎢絲和燈泡燈芯（如圖5）.使用兩個(gè)相同的串聯(lián)電路（如圖6、圖7），將鎢絲和燈泡燈芯分別串聯(lián)到兩個(gè)電路中.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將廢燈泡燈芯和廢日光燈燈管中的鎢絲同時(shí)加熱，分別觀察 加熱時(shí)電流表讀數(shù).可以清晰的觀察到廢燈泡燈芯的阻值隨著溫度的增加逐漸增大，而廢日光燈燈管的阻值隨著溫度的增加逐漸減小.這也就直觀的體現(xiàn)了不同電阻會(huì)隨著溫度的改變而發(fā)生不同的變化，易于學(xué)生理解.這也就較好地解決了科學(xué)探究中的這一類型的題目.

2.2.2 大氣浮力體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

在浮力教學(xué)中，對(duì)液體浮力的體驗(yàn)?zāi)軌蛲ㄟ^(guò)物體沉入水中，讀取彈簧測(cè)力計(jì)的變化而直觀感受.但是在生活中，大氣浮力時(shí)刻與我們相伴，卻不能直觀感受大氣浮力的存在，因而學(xué)生不能深刻全面地理解阿基米德原理在氣體中的運(yùn)用.因此，在課堂上可以使用以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)大氣浮力.

將氣門芯安裝在可樂瓶上不斷地向可樂瓶?jī)?nèi)打氣，充氣完畢后，打開氣門芯將氣球套在可樂瓶上，在可樂瓶放氣過(guò)程中，氣球逐漸鼓起來(lái)，臺(tái)秤數(shù)字逐漸減小.這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以清楚直觀的向?qū)W生展示隨著氣球增大，其受到的空氣浮力逐漸增大，從而使臺(tái)秤上的數(shù)字減小.但是該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，氣球能否順利鼓起和氣球安裝位置有關(guān)，可能會(huì)造成實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，因此也可采取以下改進(jìn)實(shí)驗(yàn).（如圖8、圖9）

將約50-60毫升的醋倒入一個(gè)塑料袋，然后將塑料袋中的空氣排空，用細(xì)繩將袋子中部扎緊，從而將袋子分成兩部分，在上面部分裝入約10毫升的碳酸氫鈉溶液，當(dāng)塑料袋中空氣全部排出時(shí)，可以稱量出空氣以及液體的質(zhì)量，讀數(shù)后，將袋子中間的細(xì)繩解開，使碳酸氫鈉和食醋充分反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體使袋子鼓起來(lái)，受到了空氣浮力作用，此時(shí)可以明顯的觀察到臺(tái)秤的示數(shù)減小了，而減小的部分就是空氣浮力的大小.

實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的靈魂，通過(guò)以上的實(shí)驗(yàn)將初中物理教學(xué)難點(diǎn)具體化、形象化，幫助學(xué)生更好地掌握該部分的知識(shí).在日常的教學(xué)中有力的補(bǔ)充了教材知識(shí)，可以幫助老師更好實(shí)現(xiàn)教學(xué)重難點(diǎn)的突破.

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱清時(shí)，華明主編. 浙教版科學(xué)義務(wù)教育教科書-科學(xué)（七年級(jí)上冊(cè)）.浙江教育出版社，2012.

[2] 鄭青岳.鄭青岳科學(xué)教育講演錄[M].浙江教育出版社，2015：241-242.