淺談如何合理改進(jìn)和創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)

付亞錚

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2017）11-0091-02

要想為一名合格物理教師，不光要有扎實(shí)物理知識(shí)、教學(xué)基本功，更要有一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，特別是要有改進(jìn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的能力。改進(jìn)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的原則：一是“直觀”。讓學(xué)生能從演示實(shí)驗(yàn)中直接觀察到物理過(guò)程，認(rèn)識(shí)物理現(xiàn)象本質(zhì)，避免拐彎抹角 ；二是“明顯”。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)過(guò)程要顯著；三是“簡(jiǎn)單”。演示器材盡量得少，結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，操作盡量簡(jiǎn)便，不必過(guò)分追求儀器的精密、先進(jìn)和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜；四是“可靠”。確保演示實(shí)驗(yàn)一次成功。

下面是自己改進(jìn)的幾個(gè)物理小實(shí)驗(yàn)。

其一：自制電磁鐵并探究其磁性

設(shè)計(jì)意圖：

1.要學(xué)生知道平時(shí)的一些廢物很可能是物理試驗(yàn)中非常實(shí)用的實(shí)驗(yàn)器材。

2.開(kāi)闊學(xué)生視野，只要設(shè)計(jì)合理，有時(shí)即使使用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)器材也能很好地完成實(shí)驗(yàn)，并達(dá)到預(yù)期的效果。

3.讓學(xué)生更深一步學(xué)會(huì)合作與交流，并懂得其中的必要性。

4.培養(yǎng)學(xué)生平時(shí)不要隨便亂扔廢物垃圾的良好習(xí)慣。

5.這個(gè)實(shí)驗(yàn)在這幾年實(shí)驗(yàn)考試中每年都考，也可以為明年實(shí)驗(yàn)考試打下良好基礎(chǔ)。

具體實(shí)驗(yàn)器材的收集分配工作：

學(xué)生：提前讓學(xué)生收集用完的圓珠筆殼，但并不讓學(xué)社具體知道要做那一個(gè)實(shí)驗(yàn)，只說(shuō)是為實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的必要的實(shí)驗(yàn)器材。打下伏筆，引起學(xué)生注意。（此時(shí)，學(xué)生很有可能會(huì)自主預(yù)習(xí)后面的課程，也可能會(huì)找到要進(jìn)行的合理實(shí)驗(yàn)）

教師：廢舊的網(wǎng)線（單股）、8號(hào)或10號(hào)的鐵絲（截成10—15cm長(zhǎng)的小段）要比學(xué)生人數(shù)要多、訂書(shū)釘（要分成單體）、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、電流表、電池及電池盒。

制作方法：

取廢舊網(wǎng)線3—5米（單股）纏到廢筆殼上大約纏上150圈左右，就制成一個(gè)線圈（說(shuō)明要把一端回一下纏在線圈里面，之后把兩端擰在一起，使線圈不散），再把鐵絲插在筆殼中，就制成一個(gè)簡(jiǎn)單的電磁鐵，之后就可以探究磁性了。

探究過(guò)程：

探究中由于訂書(shū)釘比較輕，可以明顯看到訂書(shū)釘被吸引，又由于各類筆殼的粗細(xì)并不相同，所以，即使網(wǎng)線長(zhǎng)度相同，也會(huì)使學(xué)生制作出的線圈匝數(shù)不同，從而造成吸引的訂書(shū)釘數(shù)量不同，這樣，很容易比較匝數(shù)與磁性強(qiáng)弱的關(guān)系。

其二：內(nèi)能做功演示實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新與改進(jìn)

課本中原來(lái)的實(shí)驗(yàn)是，在試管內(nèi)裝些水，用軟木塞塞住試管口，加熱使水沸騰，水蒸氣會(huì)把軟木塞沖出。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題在于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的持續(xù)時(shí)間短，軟木塞沖出的時(shí)間只需零點(diǎn)幾秒鐘，如果有些學(xué)生精力不集中，就無(wú)法看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。另外這個(gè)實(shí)驗(yàn)還存在一定的危險(xiǎn)性，軟木塞沖出以后試管里的沸水有可能沖出來(lái)燙傷學(xué)生。對(duì)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我是這樣改進(jìn)的，在原實(shí)驗(yàn)裝置的軟木塞中插入一根玻璃管，在玻璃管的出口處放一個(gè)紙制小風(fēng)車。這樣當(dāng)水沸騰以后，就有大量熱氣從玻璃管中沖出，從而推動(dòng)小風(fēng)車不停地轉(zhuǎn)動(dòng)。這一實(shí)驗(yàn)這樣改進(jìn)以后，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯持久，只要水不干，風(fēng)車就會(huì)不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)也更加直觀形象、安全有趣，能很好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

其三：證明大氣壓強(qiáng)的存在——瓶“吞”蛋實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新與改進(jìn)

在大氣壓一章的教學(xué)中，驗(yàn)證大氣壓的存在是一個(gè)很重要的教學(xué)內(nèi)容。教材中給我們介紹了幾個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，如馬德堡半球?qū)嶒?yàn)、覆杯實(shí)驗(yàn)、瓶“吞”蛋實(shí)驗(yàn)等。在我的實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)瓶“吞”蛋實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果最好。因?yàn)檫@個(gè)實(shí)驗(yàn)做起來(lái)很簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也很明顯，學(xué)生興趣很高，教學(xué)效果也很好。但是這個(gè)實(shí)驗(yàn)也存在一些缺點(diǎn)：一是實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，不方便。二是實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性很差，幾乎不能重復(fù)實(shí)驗(yàn)。雞蛋被瓶“吞”進(jìn)去以后，要把雞蛋完整地取出來(lái)比較困難。這樣，如果有的學(xué)生沒(méi)有看清，想再做一次，就必須用另外一瓶子和雞蛋。三是實(shí)驗(yàn)的成功率不是百分之百。由于所準(zhǔn)備的雞蛋不規(guī)則或是氣室在側(cè)邊或是過(guò)大，都有可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的失敗，給學(xué)生造成了一定的錯(cuò)覺(jué)，從而影響教學(xué)效果。所以我把這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)。即用充水的氣球代替雞蛋。經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是取材容易，推廣性強(qiáng)，；二是氣球的重復(fù)實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)，只要操作方法正確，一個(gè)氣球就可完成。三是利用氣球做實(shí)驗(yàn)，可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容提出比用雞蛋做實(shí)驗(yàn)更多的問(wèn)題啟發(fā)學(xué)生思考。比如：用手壓氣球，可以看到氣球向兩邊突出，但不進(jìn)去，為什么？

其四：幾個(gè)光學(xué)小實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

1.用至少三對(duì)大小不等的蠟燭。這個(gè)實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，幾十年來(lái)，教材都是直接給出學(xué)生一對(duì)等大的蠟燭來(lái)做該實(shí)驗(yàn)，其實(shí)等于沒(méi)有驗(yàn)證。學(xué)生對(duì)比至少三對(duì)長(zhǎng)短不同的蠟燭之后，自然明白平面鏡成的像是等大的。

2.改用手電筒和燈泡來(lái)做。將手電筒豎立在桌面上，去除外罩，這樣即相當(dāng)于點(diǎn)燃的蠟燭又可以避免蠟燭流蠟和倒下起火的問(wèn)題。

3.用坐標(biāo)紙代替白紙。用刻度尺測(cè)量像和物體到玻璃板的距離時(shí)容易碰到蠟燭，不論是被火焰燙著還是被晃動(dòng)而滴下的滴蠟燙著都很危險(xiǎn)，所以我采用坐標(biāo)紙放在玻璃板的下方，讓學(xué)生通過(guò)看坐標(biāo)紙上格數(shù)準(zhǔn)確判斷像和物體的位置，而避免了用刻度尺碰撞蠟燭的情況。