關(guān)于中學(xué)物理幾個(gè)演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)研究

嵇杰

摘 要：在演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，教師和學(xué)生是都是主體，但教師是主體中的主體。物理課的成功與否，跟實(shí)驗(yàn)做得好壞有直接的關(guān)系。而演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中又扮演了重要角色。

關(guān)鍵詞：中學(xué)物理;演示實(shí)驗(yàn);改進(jìn)

物理本身就是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，所以演示實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的重要地位就不言而喻了。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)只是簡(jiǎn)單地解決問題，而在實(shí)際操作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很多新穎的未解決的問題，這就需要我們對(duì)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)，不斷優(yōu)化[1][2]。

為什么要對(duì)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)呢？這并不是為了求新而創(chuàng)新，是由實(shí)驗(yàn)遇到的新的問題和不足而引發(fā)的不斷改進(jìn)和優(yōu)化，從而提高教學(xué)效果。

作為一名物理教學(xué)的一線工作者，我深知現(xiàn)在的中學(xué)生在物理學(xué)習(xí)過(guò)程中，普遍存在興趣不濃、動(dòng)力不足等許多現(xiàn)實(shí)問題。用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行基礎(chǔ)理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)還很薄弱，創(chuàng)新改進(jìn)意識(shí)淡薄，實(shí)驗(yàn)則依附于理論課，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力并無(wú)幫助。教師在施教的過(guò)程中，因太看重分?jǐn)?shù)與成績(jī)排名，很多時(shí)候直接將結(jié)論拋給學(xué)生，學(xué)生沒有經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程，只知道用用公式做題目。高效率的課堂要求我們對(duì)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)、優(yōu)化甚至是創(chuàng)新。本文針對(duì)幾個(gè)中學(xué)物理的演示實(shí)驗(yàn)做出了些改進(jìn)，僅供大家參考。

一、浮力產(chǎn)生原因的演示

浮力是初中物理八年級(jí)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。由于八年級(jí)學(xué)生的平均年齡在十三歲或者十四歲，他們對(duì)身邊的事物充滿新奇感，教師應(yīng)該充分利用初中生的心理特點(diǎn)，滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，用實(shí)驗(yàn)調(diào)動(dòng)起學(xué)生的興趣，再輔以物理知識(shí)的講解，逐步培養(yǎng)學(xué)生從生活中發(fā)現(xiàn)物理，運(yùn)用所學(xué)解釋生活。但是“浮力產(chǎn)生的原因”這一知識(shí)點(diǎn)卻沒有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教具來(lái)輔助教學(xué)，筆者設(shè)計(jì)了如下的小實(shí)驗(yàn)。

1、器材

小口徑玻璃瓶，食用醋，蘇打粉，天平，氣球，細(xì)線。

2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及演示方法

在玻璃瓶?jī)?nèi)部裝適量的醋，將氣球套在瓶口上方。氣球的開口處與瓶口的連接處用細(xì)線扎好，使之密封。事先在氣球內(nèi)放入適量蘇打粉，且不讓蘇打粉進(jìn)入到玻璃瓶中。接著，將整個(gè)裝置放在天平左邊的托盤上，調(diào)節(jié)天平至平衡[3]。然后將氣球內(nèi)的蘇打粉倒入玻璃瓶中，因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氣體[3]。于是，氣球會(huì)膨脹，體積變大，此時(shí)天平失去平衡，左邊托盤翹起[3]。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。

3、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中，盛有砝碼的托盤下沉，盛有玻璃瓶的托盤上翹，蘇打粉與醋酸進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，氣體是氣球膨脹。再根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)過(guò)程中，左邊托盤上的總質(zhì)量滅有發(fā)生變化，所以，可以說(shuō)明玻璃瓶受到了浮力作用。

4、小結(jié)

由于物體在空氣中受到的浮力很小，所以學(xué)生對(duì)氣體的浮力作用的認(rèn)識(shí)會(huì)出現(xiàn)偏差。利用這個(gè)裝置，將氣體的浮力作用可視化，通過(guò)半定量的方法加深理解。在蘇打粉沒有倒入玻璃瓶之前，可通過(guò)天平讀出總質(zhì)量;倒入后，讀數(shù)變小，可以讓學(xué)生定量地感受到空氣浮力的大小[3]。

二、聲音的傳播實(shí)驗(yàn)

1、原實(shí)驗(yàn)原理和方法

蘇教版八年級(jí)物理第一章第1節(jié)“聲音是什么”中有這樣一幅圖，如圖2所示。

教材中設(shè)計(jì)這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)是為了證明聲音可以在液體中傳播。可否再優(yōu)化呢？

通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鈴鐺在水中搖晃不易聽到鈴鐺振動(dòng)的聲音，甚至由于鈴鐺里的小錘受到水的阻力，無(wú)法撞擊鈴鐺壁，鈴鐺根本無(wú)法發(fā)聲。如果劇烈搖動(dòng)，水和手之間拍擊發(fā)出的聲音遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鈴鐺發(fā)出的聲音，所以該實(shí)驗(yàn)是無(wú)法完成的。如果教師不假思索地在課堂上演示這個(gè)實(shí)驗(yàn)，很容易造成課堂效果差，學(xué)生迷茫的后果。由此可見，課本上的實(shí)驗(yàn)裝置未必合理，教師不能照本宣科，在課前應(yīng)認(rèn)真?zhèn)湔n，把課堂上要做的實(shí)驗(yàn)先做一遍，以保獲得良好的教學(xué)效果。

2、改進(jìn)方法

那么怎樣才能很好地驗(yàn)證聲音可以在液體中傳播呢？我們可以把音樂賀卡里的發(fā)聲器取出，打開開關(guān)放入系有細(xì)繩的小塑料瓶中，并在小瓶中加入適量的重物，密封好，再將其放入水中，使小瓶處于懸浮狀態(tài)。發(fā)聲器發(fā)出的音樂聲證明了聲音是可以在水中傳播的。同時(shí)，用賀卡的發(fā)生器和塑料瓶這樣生活中常見的物品來(lái)做實(shí)驗(yàn)器材，讓學(xué)生有改進(jìn)課本中實(shí)驗(yàn)的意識(shí)，更可以培養(yǎng)其創(chuàng)新思維[4]。源于生活的現(xiàn)象對(duì)學(xué)生而言更容易理解和接受。

三、雞蛋懸浮的演示

1、教材分析

雞蛋懸浮實(shí)驗(yàn)是滬教版初中物理八年級(jí)下冊(cè)第九章第三節(jié)中的實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)的操作步驟是先把雞蛋放入清水中，雞蛋會(huì)沉在水底，然后慢慢向清水中加入食鹽，隨著濃度的增加，水中的雞蛋會(huì)慢慢地浮起來(lái)，當(dāng)雞蛋懸浮在水中央的時(shí)候就停止加入食鹽。但是，雞蛋的重力和浮力絕對(duì)相等，是很難做到的，靠每隔幾秒鐘向水中添加少許食鹽來(lái)調(diào)節(jié)水的濃度，很難實(shí)現(xiàn)和維持雞蛋的懸浮[5]。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們可以很直接地體會(huì)到，物理實(shí)驗(yàn)不是一定要許多高大上的實(shí)驗(yàn)器材，我們應(yīng)該就利用手邊的材料，滲透“生活處處皆物理”的觀念。但很少有教師能成功做出這個(gè)實(shí)驗(yàn)，基本都是倒入了一整袋鹽也達(dá)不到想要的效果，浪費(fèi)了寶貴的課堂時(shí)間。我在實(shí)習(xí)的時(shí)候，也遇到過(guò)類似的情況。課后反思時(shí)，我便想，為何不反其道而行之呢？

2、改進(jìn)

其實(shí)，我們可以逆向思考試試。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，假如我們事先調(diào)配好足以讓雞蛋懸浮的濃鹽水，再緩緩加入清水，這樣一來(lái)，稀釋的是上層鹽水，雞蛋所受浮力隨即減小，于是下沉。雞蛋在沉入下層更濃的鹽水的過(guò)程中，容易得到一個(gè)平衡點(diǎn)[5]。

3、啟示

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們要善于從各個(gè)方面分析實(shí)驗(yàn)，對(duì)需要改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，盡量把它存在的問題都找出來(lái)，逐個(gè)分析，從列舉的缺點(diǎn)中鑒別出關(guān)鍵，并作為改進(jìn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的目標(biāo)。在明確需要克服的缺點(diǎn)之后，就要有的放矢地發(fā)揮創(chuàng)造性思維，以獲得較完善的方案，最終得到更加合理、更加有效的實(shí)驗(yàn)。

在實(shí)際教學(xué)中，很多教師都有過(guò)這樣的經(jīng)歷：能感覺到某些實(shí)驗(yàn)的不足之處，也有要改進(jìn)創(chuàng)新的念頭，可卻不知從何下手，最后只能放棄。其實(shí)越是出現(xiàn)問題，越能反映問題。我們?cè)谄綍r(shí)操作時(shí)出現(xiàn)的問題，往往也是出題者常會(huì)考的問題，所以說(shuō)面對(duì)這樣的問題，我們更應(yīng)該針對(duì)出現(xiàn)的問題，設(shè)計(jì)可行的改進(jìn)方案 [6]。

四、結(jié)語(yǔ)

在強(qiáng)調(diào)核心素養(yǎng)教育的今天，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位在不斷上升。但是據(jù)了解，教師迫于各方面的壓力，對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的執(zhí)行力很低。一線教師應(yīng)該著眼于此。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，教師必須從思想上重視演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)，平時(shí)也要多動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陶洪.物理實(shí)驗(yàn)論[M].廣西教育出版社，1996年版

[2]郝冠軍.利用初中物理實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣.新課程（中學(xué)），2014（6）：43

[3] 萬(wàn)東升.天平為什么會(huì)失去平衡.《物理通報(bào)期刊》.2006年

[4] 沈俊妮，周延懷.美國(guó)高中物理教材的學(xué)生實(shí)驗(yàn)分析與借鑒.《學(xué)科教育期刊》.2004 年

[5] 楊繼誠(chéng).初中物理教學(xué)中一些實(shí)驗(yàn)的可行性改進(jìn).《學(xué)周刊》.2013年

[6] 吳同華.從尋找“不足”中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新——缺點(diǎn)列舉法在實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新中的運(yùn)用探析.《物理教師》.2013年

（江蘇省木瀆高級(jí)中學(xué)）