初中物理實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的實(shí)踐探索

施玉華

摘 要：初中物理教材中的很多實(shí)驗(yàn)都是為了對(duì)物理現(xiàn)象和物理反應(yīng)結(jié)果等進(jìn)行證明，但個(gè)別實(shí)驗(yàn)在操作演示中過(guò)程不夠明顯，有的并不適合在教室內(nèi)演示。如果教師對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和改進(jìn)，那么，往往能夠帶來(lái)更好的效果，讓實(shí)驗(yàn)不再受場(chǎng)地的局限，而且演示起來(lái)讓學(xué)生觀察得更直接、更清晰。在此，主要以光的直線傳播實(shí)驗(yàn)為例對(duì)初中物理實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)進(jìn)行分析和探索。

關(guān)鍵詞：初中物理；實(shí)驗(yàn)改進(jìn)；光的直線傳播

一、光的直線傳播實(shí)驗(yàn)原型及存在問(wèn)題

蘇科版教科書(shū)沒(méi)有安排關(guān)于光沿直線傳播的具體探究活動(dòng)，教科書(shū)配以“林間的光柱”和“光在水中傳播”兩幅插圖，直觀地顯示了光在空氣中、水中的傳播路徑。在實(shí)際教學(xué)中，教師通常事先準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生上臺(tái)演示光的傳播路線，主要做三個(gè)實(shí)驗(yàn)：分別將一束光射入到空氣、水和固體之中，觀察光在不同的介質(zhì)中所發(fā)生的現(xiàn)象。其主要目的就是為了驗(yàn)證光在均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的。其中，光在空氣和水中的實(shí)驗(yàn)要求的條件是在暗室之中，由于這個(gè)條件在教室之中不適合演示，即使演示的話由于教室暗度不夠，實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象不夠明顯，學(xué)生并不能夠直接而清晰地觀察到光路，實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)服力不強(qiáng)，存在一定的不科學(xué)、不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膯?wèn)題。這就需要對(duì)原有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，讓其在教室之內(nèi)能夠操作，讓實(shí)驗(yàn)過(guò)程更容易取材、更容易被學(xué)生直接地觀察，且實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和原理能夠?yàn)閷W(xué)生所清晰認(rèn)知。

二、關(guān)于光的直線傳播實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)探索

（一）關(guān)于光在空氣中傳播實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

可以事先尋找一個(gè)空的礦泉水瓶，將瓶口擰開(kāi)，然后點(diǎn)燃一支蚊香并將其放置于礦泉水瓶的瓶口處，當(dāng)看到煙霧繚繞于礦泉水瓶口處時(shí)，利用激光筆將光線放置于瓶口處，讓其穿過(guò)煙霧，這樣我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)中空氣中會(huì)有一條直線光路且非常清晰。

也可以用沾滿(mǎn)粉末的黑板擦在黑板上方進(jìn)行磕碰，這樣粉筆末就會(huì)向下墜落，此時(shí)讓激光筆射出的光線對(duì)粉筆末進(jìn)行穿越透射，同樣能夠在空氣中發(fā)現(xiàn)一條清晰且明顯的光線。

還可以選取一個(gè)保鮮盒，要求其具有較強(qiáng)的透明度，同樣在其內(nèi)點(diǎn)上蚊香，并持續(xù)幾秒鐘的時(shí)間，確保保鮮盒內(nèi)充滿(mǎn)煙霧，之后將蚊香取出，將保鮮盒的蓋子合上，然后借助激光筆，使其發(fā)出的射線射向保鮮盒的側(cè)部，這樣光在空氣中沿直線傳播的實(shí)驗(yàn)結(jié)果就能夠得到充分證明。這一實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后不僅有效避免了教室內(nèi)光線強(qiáng)度較大、實(shí)驗(yàn)操作演示效果不明顯的問(wèn)題，而且在材料的選取上也非常容易，在實(shí)驗(yàn)操作中步驟和程序也極為簡(jiǎn)單，而且有效地達(dá)到了實(shí)驗(yàn)的預(yù)期效果，學(xué)生觀察起來(lái)更直接、更清晰。

（二）關(guān)于光在水中傳播實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

這一實(shí)驗(yàn)操作改進(jìn)中，可以事先尋找一個(gè)裝滿(mǎn)清水的礦泉水瓶，在其中加入適量的肥皂水或者向其中滴入幾滴牛奶，通過(guò)這些物質(zhì)的加入讓礦泉水瓶中的水呈現(xiàn)一定程度的渾濁狀態(tài)，然后讓激光筆射出的光線向水中進(jìn)行射入，那么我們就能夠從瓶子的一側(cè)明顯地觀察到一條光路，且光路是筆直的。當(dāng)然如果運(yùn)用氦氖激光筆效果會(huì)更為明顯。這樣在實(shí)驗(yàn)改進(jìn)之后，擺脫了教室內(nèi)暗度不夠、光線太強(qiáng)的問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)器材選取極為容易，操作程序也并不復(fù)雜，較之改進(jìn)前的實(shí)驗(yàn)在效果上更為明顯、直觀。

有資料中運(yùn)用水槽作為實(shí)驗(yàn)工具，并向水中加入牛奶的改進(jìn)方法，由于牛奶的散射顆粒相對(duì)較大，有時(shí)候在水槽玻璃的表面可能會(huì)出現(xiàn)一定的折射現(xiàn)象，造成實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果不明顯的問(wèn)題。因此在實(shí)驗(yàn)中盡可能地用大量筒來(lái)代替水槽，而且向量筒中加入廣告色而不加入牛奶，這樣由于廣告色在水中的溶解性更好，在光的分散作用上更為明顯，整體的光路清晰度更高，而且量筒較之于水槽，在激光筆射出的光線由空氣進(jìn)入到水的過(guò)程中，不會(huì)因?yàn)樗郾砻娌ＡУ姆瓷渥饔枚鴮?dǎo)致光線反射，且進(jìn)入到水中的光線總體上更多。而且在將廣告色放入到量筒的過(guò)程中，當(dāng)廣告色未完全溶解、沒(méi)有完全均勻分布時(shí)，有廣告色的部分能夠清晰地看到光路，而清水之中則看不到，這就充分證明了能夠看見(jiàn)光路的地方是由于某種物體的反射作用造成的，在大量筒中加入廣告色也是利用其小顆粒對(duì)光進(jìn)行散射這一原理，這樣就更清晰地觀察到了光路。由于黃色廣告色能夠?qū)t色進(jìn)行反射，因此盡可能地選擇黃色的廣告色加入到水中。

（三）關(guān)于光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播的實(shí)驗(yàn)證明

蘇科版提出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是光在均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的。而上述的實(shí)驗(yàn)演示操作并不能有效證明這個(gè)結(jié)論，需要對(duì)原有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。其主要改進(jìn)方法就是找到一個(gè)鐵架臺(tái)并將激光筆固定于其上，確保激光筆射出的光線能夠達(dá)到遠(yuǎn)處的一面墻上，此時(shí)學(xué)生觀察到的光路是固定的、沒(méi)有絲毫移動(dòng)的，然后，找出一盞酒精燈，將其點(diǎn)燃并放置于激光筆之前的空氣之中，對(duì)空氣進(jìn)行加熱，由于空氣被加熱后變得不均勻，不符合均勻介質(zhì)的特征，學(xué)生觀察到光路也不再固定而是閃爍不定的。這樣的實(shí)驗(yàn)就充分證明了光在空氣等介質(zhì)中沿直線傳播的條件就是介質(zhì)必須是均勻的，而且通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)生也會(huì)對(duì)光沿直線傳播的條件和過(guò)程有著更為深刻的認(rèn)知與理解。

三、結(jié)束語(yǔ)

初中物理中的很多實(shí)驗(yàn)，只要按照原有實(shí)驗(yàn)的思路，采用一些替代性的材料，再加上一些必要的輔助材料，實(shí)驗(yàn)便會(huì)更便于操作和演示，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的取材更容易、更便利，實(shí)驗(yàn)的效果會(huì)更可觀、更明顯。在初中物理教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)和支持學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的操作，特別是實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)進(jìn)行大膽的嘗試和探索，讓實(shí)驗(yàn)更好地服務(wù)于初中物理教學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]李金華.光的直線傳播實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J].物理教學(xué)探討，2015（2）.

編輯 段麗君