創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)下的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)

肖德合

摘要：物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，物理知識(shí)大多抽象難懂，但先通過實(shí)驗(yàn)演示再去理解物理知識(shí)就容易的多了。隨著物理學(xué)科核心素養(yǎng)的提出，初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)也需要不斷創(chuàng)新。通過研讀滬科版物理教材，發(fā)現(xiàn)教材中的一些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在改進(jìn)后，更便于實(shí)際操作，本文就對(duì)這些實(shí)驗(yàn)提出自己的一些見解。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新;滑輪實(shí)質(zhì);質(zhì)量;狀態(tài)

探究一：定滑輪和動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)

定滑輪和動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是初中物理的難點(diǎn)，我在講授中，先以學(xué)生的原有認(rèn)知為基礎(chǔ)，巧妙的設(shè)計(jì)器材，通過“減法”和“加法”一步一步的問題引領(lǐng)，使學(xué)生輕松的認(rèn)識(shí)了定滑輪和動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)，具體做法如下：實(shí)驗(yàn)器材：自制定、動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)演示器一套（主要包括：一字型框架、十字型框架、米字型框架、兩端帶掛鉤的扁長方形框架、扇形泡沫）、支架、繩子、重物。

演示1：用“減法”演示定滑輪實(shí)質(zhì)

1、教師出示自制定滑輪（米字型框架并填充泡沫），組裝完畢并拉動(dòng)繩子，使重物上升。

提出問題：定滑輪的實(shí)質(zhì)是什么？學(xué)生觀察并思考。

2、教師把泡沫去掉后。提出問題：泡沫去掉后它能提升重物嗎？教師演示：拉動(dòng)繩子，重物上升不是很順暢。學(xué)生思考并觀察。

3、教師依次把十字型框架和一字型框架與長方形框架組裝。

4、提出問題：現(xiàn)在它還能再提升重物嗎？教師依次演示十字型框架和一字型框架提升重物，學(xué)生思考并觀察。

5、教師利用一字型框架提升重物，邊來回拉動(dòng)繩子邊提出問題：這個(gè)杠桿支點(diǎn)在哪里？

找出動(dòng)力臂和阻力臂，并思考它們的關(guān)系呢？學(xué)生觀察并思考。

6、教師總結(jié)：我通過給定滑輪“瘦身”，發(fā)現(xiàn)它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)等臂杠桿，其支點(diǎn)就在滑輪的軸上。

演示2：用“加法”演示動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)

1、教師演示：把一字型框架和扁長方形框架組裝后，向上拉動(dòng)繩子。

提出問題：在重物上升時(shí)，杠桿的支點(diǎn)在哪里？重物能否連續(xù)上升嗎？

學(xué)生觀察并思考。

2、教師提出問題：如何使杠桿連續(xù)上升呢？

教師演示：把十字型框架和扁長方形框架組裝后，向上拉動(dòng)繩子。

學(xué)生觀察重物是否連續(xù)上升？上升是否順暢？

3、教師提出問題：如何使重物上升的更順暢呢？

學(xué)生思考，教師依次把米字型框架和填入泡沫后的滑輪與扁長方形框架組裝后，拉動(dòng)繩子，提升重物。

4、教師利用最后一步，給出動(dòng)滑輪的定義后，提出問題：動(dòng)滑輪的支點(diǎn)在哪里？找出動(dòng)力臂和阻力臂，并思考它們的關(guān)系？

學(xué)生觀察并思考。

5、教師總結(jié)：我們通過給杠桿“增肥”發(fā)現(xiàn)了，動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)上是一個(gè)省力杠桿，其支點(diǎn)就在滑輪右端與繩子的切點(diǎn)處。

教學(xué)反思：在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，通過觀察和演示學(xué)生很容易理解定滑輪的定義，但對(duì)定滑輪是一個(gè)杠桿很難理解。我的做法是：給定滑輪一步一步的“瘦身”，從而發(fā)現(xiàn)它是一個(gè)杠桿，通過找杠桿的支點(diǎn)和力臂，從而發(fā)現(xiàn)定滑輪的實(shí)質(zhì)是一個(gè)等臂杠桿。

學(xué)生有了對(duì)定滑輪是個(gè)杠桿的認(rèn)識(shí)，就容易猜想到動(dòng)滑輪也可能是一個(gè)杠桿，但是很難找到動(dòng)滑輪的支點(diǎn)。我的做法是：通過演示圖3-a先找到杠桿的支點(diǎn)，然后就以能否連續(xù)上升和上升是否順暢進(jìn)行問題引導(dǎo)，給杠桿一步一步的“增肥”。最終使同學(xué)們發(fā)現(xiàn)：動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)也是一個(gè)杠桿，通過對(duì)支點(diǎn)和力臂的判斷，得出動(dòng)滑輪是一個(gè)省力杠桿。

探究二：證明“質(zhì)量與物體的狀態(tài)無關(guān)”

在探究“質(zhì)量與物體的狀態(tài)是否有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，滬科版教材中采用了冰的熔化和凝固，那么生活中還有那些例子能夠證明這個(gè)問題呢？對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行思考和創(chuàng)新，想出了以下兩個(gè)方法。

方法1：碘錘加熱冷卻法

實(shí)驗(yàn)器材：碘錘、酒精燈、電子秤（0.1g）

實(shí)驗(yàn)步驟：①用電子秤測(cè)碘錘的總質(zhì)量為m1;②用酒精燈給碘錘加熱，使固態(tài)碘變成液態(tài)和氣態(tài)，即有紫色的液態(tài)和氣態(tài)碘出現(xiàn)為止。③把碘錘放到電子秤的同一位置，測(cè)量其質(zhì)量為m2;④等待幾分鐘直至紫色的碘消失，碘由液態(tài)和氣態(tài)變成固態(tài)，然后讀其質(zhì)量為m3;⑤觀察到m1=m2=m3

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：質(zhì)量與物體的狀態(tài)無關(guān)

方法2：天平蠟燭熔化法

實(shí)驗(yàn)器材：自制天平（兩端帶激光筆）、大試管、粉紅色蠟燭粉末、酒精燈、槽碼（帶托盤）

實(shí)驗(yàn)步驟：①安裝調(diào)試器材，打開橫梁兩端的激光筆。調(diào)節(jié)天平兩端的平衡螺母，觀察橫梁或激光筆的亮點(diǎn)，直至天平平衡。②增減粉紅色蠟燭粉末的質(zhì)量，直至天平再次平衡。③用酒精燈給粉紅色蠟燭粉末加熱大約1分鐘，同時(shí)觀察橫梁是否轉(zhuǎn)動(dòng)或亮點(diǎn)是否移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：發(fā)現(xiàn)蠟燭顏色由粉紅到大紅，狀態(tài)由固態(tài)到液態(tài)，但橫梁和亮點(diǎn)位置不動(dòng)。④等待大約5分鐘，發(fā)現(xiàn)蠟燭由液態(tài)到固態(tài)，但橫梁和亮點(diǎn)位置仍然不動(dòng)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：質(zhì)量與物體的狀態(tài)無關(guān)