幾個初中物理實驗的改進與創(chuàng)新

鄧妙蘭

【摘要】 物理學是一門以觀察和實驗為主的科學，實驗教學則是物理教學的一種重要手段，在初中物理教學中，根據(jù)初中學生的好奇心強、認知能力有限的特點，積極開展物理實驗教學，不僅能培養(yǎng)學生的信息收集和整理等基本技能，而且可以培養(yǎng)學生觀察能力、思維能力、動手能力以及終生學習和創(chuàng)新的意識，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度，激發(fā)學生的學習熱情。

【關鍵詞】 初中物理 實驗改進 創(chuàng)新

【中圖分類號】 G633.7 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1992-7711（2017）06-057-020

隨著物理課程的改革，物理實驗逐漸成為學生課堂學習的重點，同樣的初中物理演示實驗是物理課堂的重要一部分。因為有些實驗比較繁瑣，并不是所有的物理老師都重視課堂的演示實驗，有些演示實驗老師是通過視頻的方式播放出來，學生看完了以后就講實驗，學生沒有在現(xiàn)實中觀察到實驗現(xiàn)象，對學生來講還是抽象的。初中的物理教材中的一些演示實驗由于各種各樣的原因在實際操作中是難以實現(xiàn)的，例如學校缺乏實驗器材、實驗儀器的精確度不高、實驗操作難度大等等都會使得實驗效果不明顯甚至是實驗失敗。在初中的物理演示實驗中有些實驗具有一定危險性導致老師不敢在課堂上演示，老師只能通過圖片或視頻來展示這一類的實驗。物理課堂演示實驗的推廣需要加強，還要提高演示實驗的效果來提高教學質(zhì)量。

如何讓課堂演示實驗得到更好地推廣和提高演示實驗的效果？那么就要對課本現(xiàn)有的一些演示實驗進行改進和創(chuàng)新，更大的發(fā)揮演示實驗的效果為教學服務。通過改進可以讓更多的演示實驗在課堂上有效地完成，通過創(chuàng)新可以讓更多的新實驗走進課堂。希望通過改進和創(chuàng)新物理演示實驗激發(fā)學生的學習興趣、提高學生的觀察能力、開發(fā)學生的思維、培養(yǎng)他們的探究精神，使他們成為具有科學探究能力的人才。多年來，我在物理教學中通過對實驗的不斷探究、改進和實踐，將教材中幾個實驗加以改進，達到了良好的教學效果。

一、演示實驗的改進的途徑

（一）自制實驗器材，使實驗簡便易行，效果好興1.研究二力平衡的四個條件

在講《二力平衡》一節(jié)中，我自制了一個正方形硬紙片，如圖1所示放置，以硬紙片為研究對象，說明硬紙片處于靜止狀態(tài)時，F(xiàn)1、F2是平衡力。然后由實驗研究二力平衡的四個條件。對于兩個力在同一直線上和作用在同一物體上這兩個條件初中學生掌握不好，對此我對實驗做了如下處理：轉動硬紙片，保持F1、F2大小相等、方向相反、在同一物體上但不在同一直線上，松手后硬紙片不平衡而發(fā)生轉動；硬紙片靜止后，用剪刀沿對角線剪開硬紙片，紙片不再平衡，鉤碼掉到了地上。學生在笑聲中自然理解了兩個力要達到平衡，必須是在同一物體上。

（二）自制光的反射

演示光的反射時，學校原來的器材不能轉角度，因此光的反射規(guī)律中的“三線共面”主要靠老師嘴巴講，學生很難理解，如圖2.

現(xiàn)在我自制了如圖3的器材，能向前向后轉90度，演示給學生看，理解“三線共面”，取得良好效果。

（三）光沿直線傳播

1）將塑料瓶內(nèi)充入煙霧（最好是黃香）把激光筆射向瓶中，便可清晰觀察到光在空氣中沿直線傳播。

2）將塑料瓶內(nèi)裝入混濁水（香皂水、用牛奶、奶粉制成或灑粉筆灰），把激光筆射向瓶中，便可清晰地觀察到光在液體中沿直線傳播

（四）壓力的作用效果

1）將裝有一半水的塑料瓶豎放在一塊軟海綿上，觀察海綿的凹陷情況；再將塑料瓶內(nèi)裝滿水，重新豎放在這塊軟海綿上，比較這兩種情況中塑料瓶對海綿的作用效果，從而得出壓力的作用效果跟壓力的大小有關。

2）把一裝滿水的塑料瓶分別豎放、倒放在海綿上，觀察并比較海綿的凹陷情況，表明壓力的作用效果跟受力面積有關。

（五）動能大小與什么因素有關

這個實驗使用斜面和小車，小車從斜面滑下時有時會偏離軌道撞不到木塊，我用鋼球代替小車，并用窗簾導軌代替斜面，完成實驗，實驗效果好，如圖4.

（六）證明大氣壓強的存在

在礦泉水瓶中裝滿水，用乒乓球蓋嚴瓶口，手按住乒乓球把瓶子倒過來，放開手后水不會流出來乒乓球也不會下落。此實驗說明了大氣壓強的存在，直觀形象、生動有趣，比用任何語言描述效果都要好。

（二）將演示實驗搬上黑板

（1）電學實驗

在電學實驗中，以前的做法是把各元件固定在插孔式演示板上，對于一些沒有插腳的小元件，我們用透明膠把它粘上去，大件的如滑動變阻器，我們就用細繩固定，然后掛起來進行實驗演示，這種做法不方便。如圖5

現(xiàn)在的做法是在各元件下粘上強磁鐵，然后將它們磁在黑板上，這樣就實現(xiàn)了在黑板上做電學演示實驗，如圖6所示，大大增強了實驗的可視性，全班同學都能看清楚，線路連接一目了然，演示起來更加得心應手，同時又可以讓學生更直觀地通過對照實物圖來畫出電路圖。

（2）光學實驗

在電學實驗中受到啟發(fā)，在光學器材下粘上強磁鐵（一塊木板上粘上四個強磁鐵如圖7，激光筆也粘上強磁鐵如圖8，透鏡粘雙面膠如圖9——光學元件粘雙面膠為了方便更換，但演示時最好用手固定），然后將它們磁在黑板上，這樣就實現(xiàn)了在黑板上做光學演示實驗，所示，大大增強了實驗的可視性。同時又可以讓學生更直觀的通過對照實物圖來畫出光路圖。如圖10，圖11

（三）實施小實驗、小制作教學手段

在日常教學實踐中，我體會到，通過小實驗和小制作的完成，可激發(fā)學生學習物理知識的興趣，調(diào)動學習的積極性。物理學科的特點決定了學生學習物理的難度，導致了一些學生對學習物理產(chǎn)生畏學、厭學情緒，如果能在改進課堂教學的前提下，通過學習體會親自制作和實踐的樂趣，就可激起他們學好物理的信心。如自制小孔成像照相機、潛望鏡、望遠鏡、簡易天平、電動機、等，既能鍛煉學生的動手制作能力，同時可培養(yǎng)動腦思考的習慣和動手創(chuàng)新的能力。

（四）補充演示實驗的數(shù)量

教材已列出大量實驗，但仍有的章、節(jié)還沒有演示實驗或數(shù)量還不夠。有和沒有演示實驗，教學的效果有很大區(qū)別，根據(jù)教學的實際情況，適時加入演示實驗很有必要。

初二“液化”概念的教學，由于學生在生活中已經(jīng)積累了一定量的感性素材，小學自然和初一地理學過“大氣中的水蒸氣會凝結成小水珠”（部分小學沒有真正落實《自然》的教學），學生已經(jīng)形成了液化的前概念，按教材列舉一些液化現(xiàn)象，然后分析得出結論：“降低溫度，氣體液化”。這樣的教學也能夠建立“液化”的概念，但這種建立過程太粗略，停留在知識的識記上，課堂教學也枯燥。這節(jié)課是在學生已有的“液化”前概念的基礎上，強化正確的認識，更深地認識“液化”，并要求學生會用“液化”解釋生活中的有關物理現(xiàn)象。教學時可插入兩個演示實驗。先在秋高氣爽的十月準備一瓶冰凍礦泉水，用抹布擦干凈后展示在學生面前，立即喚醒學生生活中的經(jīng)歷和腦中已有疑問“過一會，瓶外會有水珠出現(xiàn)？”，“瓶外為什么會有水珠出現(xiàn)？”學生很快進入教師設置的物理情景，教師趁機發(fā)問“瓶外的水珠從哪里來？”經(jīng)過教師的討論、分析、學生確定“水珠不是從瓶內(nèi)滲出來的”，“水珠從空氣中來”。教師進一步追問：“水珠是怎么從空氣中變來的？”然后，演示實驗，同時加熱兩只盛有冷水的燒杯，并引導復習、分析：“杯中的水有沒有發(fā)生物態(tài)變化？”學生答：“蒸發(fā)”，“蒸發(fā)成的水蒸氣，人眼為什么看不見水面上方的水蒸氣？”（強調(diào)水蒸氣是無色無味氣體，空氣中有大量的水蒸氣）。取兩塊玻璃片，一片在火上烤熱，另一片不烤。兩片分別放在燒杯上片刻，待冷玻璃片上生成了明顯的水珠時，而熱玻璃片上沒有生成水珠，把兩塊玻璃片同時展示給同學們看。“水珠是怎么來的？”“水蒸氣遇冷凝結成小水珠”，隨后要學生觀察，拿走玻璃片的杯口上方有“白氣”出現(xiàn)，“‘白氣是什么？”據(jù)分析，討論得出“白氣”是水蒸氣遇冷凝結成的小水滴（及時矯正“白氣”是水蒸氣的錯誤前物理認識。）此時，剛才冰凍礦泉水瓶壁外已出現(xiàn)大量的水珠，學生心中關于水珠從哪兒來的謎底與“水”俱來。實驗后接著進行歸納、應用……這樣，學生不僅清晰的形成了“液化”的概念，還能較容易聯(lián)系生活實際解釋有關現(xiàn)象，在實驗的幫助下一系列觀察、思考、分析、歸納，讓學生真正體驗揭示自然界謎底樂趣。實踐證明，這樣教學，學生對“霧”、“露”以及早晨、晚上池塘上方的“白氣”等現(xiàn)象分析，解釋輕松而又準確。

二、演示實驗改進的基本原則

1、明確目的，優(yōu)中選優(yōu)，追求更好效果。一方面要求學生明確實驗目的，另一方面根據(jù)教學要求選擇適合的實驗。如果要達到創(chuàng)設情景和引入新課的目的，選擇的實驗，最好能達到“一石激起千層浪”的效果；如果要打破學生已有的認知結構，實驗應力求做到“學生簡直不敢相信自己的眼睛”，讓學生終生難忘；如要強化新建認知結構，實驗應源于生活來自學生身邊，喚醒學生再認識，并為學生回到生活中解釋現(xiàn)象、分析問題供示例和橋梁。

2、充分發(fā)揮演示實驗的啟發(fā)性和考慮實驗組織上的遞進性。好的演示實驗本身就具有很強的啟發(fā)性，但也離不開教師的適時引導，促進幫助學生思考、分析。對多個演示實驗的組織宜層層遞進，先簡單后復雜，先直觀后抽象，如初中“壓強”演示實驗“冷水錘子”，冷水澆淋充有大量熱水蒸氣的密封易拉罐，伴隨響聲易拉罐被大氣壓癟變形，制造了“驚奇”教師趁機置疑“是水把易拉罐砸癟的嗎？”“不是，那又是什么？”下面的演示實驗則由簡單到復雜，層層深入“模擬馬德保半球實驗”（內(nèi)部擠出了空氣）→“覆水杯”（水代替了空氣）→“瓶子吞雞蛋”（瓶內(nèi)空氣減少）。

總之，在初中物理教學中對實驗改進的原則是：一是“直觀”，讓學生能從演示實驗中直接觀察到物理過程；認識物理現(xiàn)象本質(zhì)，避免拐彎抹角；二是“明顯”，實驗現(xiàn)象、實驗過程要顯著；三是“簡單”，演示器材盡量的少，結構盡量簡單，操作盡量簡便，不必過分追求儀器的精密、先進和結構的復雜；四是“可靠”，確保演示實驗一次成功。只要在物理教學中通過對實驗的不斷探究、改進和實踐，就能充分發(fā)揮實驗教學在物理教學中的重要作用，并能達到了良好的教學效果。

[ 參 考 文 獻 ]

[1]義務教育課程標準實驗教科書.人教版.八年級、九年級物理教材.

[2]安忠，劉炳昇.中學物理實驗研究.高等教育出版社，1986.

[3]李繼宏，杜正洲.新課程課堂教學技能與學科教學.初中物理.世界知識出版社，2007.