倡導用身邊的器材做實驗 提高學生的科學素養(yǎng)

戴同蘭 卜琴

物理學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，實驗教學是物理教學的重要組成部分，是落實物理課程標準，全面提高學生科學素養(yǎng)的重要途徑.實驗器材的選擇，決定了實驗效果的好壞.壇壇罐罐當儀器，拼拼湊湊做實驗.課程標準指出：“應(yīng)通過各種途徑開發(fā)實驗課程資源.” 在初中物理教學中，教師可引導學生用已有的實驗器材進行實驗，也可用效果更明顯、實驗誤差更小的新實驗器材進行實驗，還可以讓學生了解一些新的實驗技術(shù).同時，應(yīng)大力提倡用生活中常見物品做實驗.

1 利用同一器材做不同的物理實驗

1.1 利用礦泉水瓶做不同的物理實驗

1.1.1 演示聲音能傳遞能量

將礦泉水瓶從中間剪開，將瓶口一側(cè)的剪開處用橡皮膜和透明膠帶封成鼓面，瓶口對準點燃的蠟燭，用手拍打鼓面，聽到聲音的同時觀察到蠟燭火焰顫動甚至熄滅.該實驗說明聲音具有能量或聲音能傳遞能量.

1.1.2 演示光的直線傳播

將礦泉水瓶從中間剪開，點燃蚊香，用瓶尾一側(cè)的礦泉水瓶罩住蚊香，瓶內(nèi)充滿煙霧，用激光手電筒照射，會清晰地看到光在空氣中沿直線傳播的路徑.該實驗說明光在空氣中是沿直線傳播的.

1.1.3 證明大氣壓強的存在

將礦泉水瓶內(nèi)裝少量熱水，擰緊瓶蓋，將瓶子搖晃一下，然后將熱水倒掉，再擰緊瓶蓋（或不把熱水倒掉，直接往瓶上澆上冷水），由于瓶內(nèi)水蒸氣液化，瓶內(nèi)氣壓降低，小于瓶外的大氣壓，礦泉水瓶就變癟了.該實驗說明了大氣壓強的存在.

1.1.4 探究浮力產(chǎn)生的原因

將礦泉水瓶剪去底部，把一只乒乓球放在瓶內(nèi)，從上面倒入水，觀察到有少量的水從乒乓球與瓶頸縫隙中流出，因為只是乒乓球上表面受到水向下的壓力，所以乒乓球并不上浮.若用手堵住瓶口，乒乓球下表面受到水向上的壓力，乒乓球浮起.該實驗說明浮力產(chǎn)生的原因是由于液體對物體上下表面的壓力差而產(chǎn)生的.

1.1.5 演示導體、絕緣體

將閉合電路的金屬夾放入礦泉水瓶的水中，發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光，該實驗說明水是導體；將金屬夾夾住空礦泉水瓶，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，該實驗說明塑料是絕緣體.

1.1.6 證明力的作用是相互的

用錐子在橡皮塞上鉆一個小孔，把打氣筒插入橡皮塞的小孔里，在礦泉水瓶內(nèi)裝約四分之一的水，再把橡皮塞塞上，用手拿住礦泉水瓶倒過來，用鐵架臺夾住礦泉水瓶的瓶塞，人站在礦泉水瓶的側(cè)面用打氣筒向礦泉水瓶內(nèi)打氣，當?shù)V泉水瓶內(nèi)的水噴出來時，礦泉水瓶就會飛出去.該實驗說明物體間力的作用是相互的.

1.1.7 演示凸透鏡成正立、放大的虛像

將礦泉水瓶裝滿水，在瓶后放一只鉛筆，看到鉛筆錯位了.該實驗說明光的折射現(xiàn)象；同時看到瓶后的鉛筆變粗、變大，該現(xiàn)象說明凸透鏡能成正立、放大的虛像.

1.1.8 演示物態(tài)變化

將礦泉水瓶裝滿水放入冰箱，水結(jié)成冰是凝固現(xiàn)象；礦泉水瓶裝一部分水，敞開瓶口，過一段時間觀察到水變少了，這是汽化現(xiàn)象；將冷凍后的礦泉水瓶拿出冰箱，發(fā)現(xiàn)瓶壁上有水珠，這是液化現(xiàn)象；觀察冷凍室內(nèi)的礦泉水瓶，發(fā)現(xiàn)瓶壁上有白色的粉末狀物質(zhì)，這是凝華現(xiàn)象.

1.1.9 探究物體對外做功，物體的內(nèi)能會減少

往礦泉水瓶中裝入少量的水，用帶有導氣玻璃管的橡皮塞緊緊塞住瓶口，然后通過玻璃管用打氣筒往礦泉水瓶內(nèi)打氣，發(fā)現(xiàn)塞子被快速沖出時，發(fā)出響聲，瓶內(nèi)出現(xiàn)明顯的“白霧”.該實驗說明氣體對外做功，內(nèi)能減少，溫度降低，瓶內(nèi)的水蒸氣液化.

1.1.10 力的作用效果

用力捏礦泉水瓶可以改變其形狀；對礦泉水瓶施加力的作用可以改變其運動狀態(tài).說明力的作用效果.用兩只礦泉水瓶互相敲擊，都能感到力的作用，說明物體間力的作用是相互的.

1.1.11 演示滾動摩擦此滑動摩擦小得多

在同樣的條件下，滾動摩擦比滑動摩擦小得多.將礦泉水瓶放在水平桌面上，用力對著瓶的側(cè)面吹，瓶很容易滾動；若用力對著瓶子的底部吹，用較大的力都不會使瓶子滾動.這個實驗就說明了在同樣的條件下，滾動摩擦比滑動摩擦小得多.

1.2 利用注射器能做的常見實驗

1.2.1 粗測大氣壓

將5毫升注射器的活塞推到底端，將出口密封，在活塞上掛1.25升 的空瓶，向瓶中緩慢注水直到活塞開始下滑，用彈簧測力計測出此時瓶和水的總重，用刻度尺測出注射器刻度部分的長度，再利用注射器的刻度算出注射器的活塞面積，根據(jù)壓強的計算公式可以估算出大氣壓的大小.

1.2.2 壓縮體積使氣體液化

用注射器吸取少量乙醚用橡膠塞將針口封閉，拉出活塞等一段時間后，用力推動活塞可看到針管壁上有液態(tài)乙醚出現(xiàn)并流動.該實驗說明用壓縮體積的方法可以使氣體液化.

1.2.3 證明人體內(nèi)存在與外界相等的壓強

將注射器去掉頂端，將其針管開口端用力推壓在手掌上，提起活塞，可看到針管內(nèi)皮膚向上凸起，由此可證明人體內(nèi)存在與外界相等的壓強.

1.2.4 演示液壓機原理

選取一大一小兩個注射器，一個注射器中先吸取一定量的水，去掉針頭，用氣門芯將兩注射器相連，就成了簡易的液壓機.

1.2.5 演示連通器原理

將上面液壓機抽掉注射器活塞，就形成了連通器.

1.2.6 代替量筒

可測液體或固體的體積.

1.2.7 代替抽氣機

可進行液體的低壓沸騰實驗.

1.3 橡皮筋做的常見實驗

1.3.1 研究聲音的產(chǎn)生

將橡皮筋套在文具盒上，然后用手撥動橡皮筋，可以聽到橡皮筋發(fā)出的聲音；停止撥動時，發(fā)聲也停止，該實驗說明聲音是由物體的振動產(chǎn)生的.

1.3.2 研究力可以使物體發(fā)生形變

用力拉橡皮筋時，它的形狀就發(fā)生改變，相同條件下，力越大橡皮筋的形變就越大，該實驗說明力可以使物體發(fā)生形變，且力越大形變就越大.

1.3.3 研究動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化

在橡皮筋下栓一小球，并將橡皮筋上端固定，用力向下拉小球，然后放手，可以看到小球來回上下運動，該實驗說明橡皮筋的彈性勢能與小球的動能和重力勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化.

1.4 研究影響滑動摩擦力大小的因素

（1）用橡皮筋拉著木塊在水平木板上做勻速直線運動，記下橡皮筋的長度，再在木塊上放上鉤碼，拉動橡皮筋，使木塊做勻速直線運動，橡皮筋比原來長，該實驗說明滑動摩擦力大小與壓力大小有關(guān).

（2）用橡皮筋拉著木塊在水平木板上做勻速直線運動，記下橡皮筋的長度，再在木板上鋪上毛巾，拉動橡皮筋，使木塊做勻速直線運動，橡皮筋比原來長，該實驗說明滑動摩擦力與接觸面的粗糙程度有關(guān).

1.5 研究同一直線上二力的合成

在橡皮筋下掛兩個0.5N的鉤碼，記錄橡皮筋的伸長量，然后只掛一個1N的鉤碼，記錄橡皮筋的伸長量，發(fā)現(xiàn)兩者的伸長量相同，該實驗說明同一直線上方向相同的兩個力的合力，大小等于這兩個力的大小之和.

1.6 研究相同條件下滾動摩擦比滑動摩擦小得多

把一本厚厚的書放在桌面上，用一根橡皮筋拉動它勻速前進，記錄橡皮筋的長度.然后在書和桌面之間墊幾支圓柱形的鉛筆，再拉動它勻速前進，發(fā)現(xiàn)橡皮筋比原來短，該實驗說明在相同條件下，滾動摩擦比滑動摩擦小得多.

2 針對同一問題做不同的物理實驗

如探究流體壓強與流速的關(guān)系時，我們可以做以下的探究：

（1）將兩個一次性紙杯倒扣放在水平桌面上，相距5厘米左右，用吸管輕輕一吹，兩紙杯中間的流速大，壓強小，在大氣壓的作用下，兩紙杯會向中間靠攏.如果把兩個紙杯的杯口都向上疊套起來后，用平行于杯口方向的力吹氣，上面的杯子會自動跳出來.

（2）將可樂瓶內(nèi)裝滿水，敞口放置于水平桌面上，左手拿一只吸管并插入水中，使吸管露出瓶口一小段，右手拿另一只吸管放到嘴里，靠近且與前一只吸管口垂直，然后用力吹氣，發(fā)現(xiàn)有水霧噴射而出.

（3）在水池中放半池水，調(diào)節(jié)水龍頭使流出的水變成細流狀后，把乒乓球放在靠近水流處的水面上，松開手后會發(fā)現(xiàn)，乒乓球移到水流的下方.

（4）用紙條做實驗，將紙條的一端貼近嘴唇的下方，向前吹氣時，會看到紙條向上飄動，這是因為氣體流速越大，氣體壓強越小.

（5）用漏斗做實驗，將乒乓球放在漏斗的下面緊貼漏斗口，從漏斗口向上吸氣，乒乓球不掉下來，這是因為吸氣增大了乒乓球下方氣體的壓強；從漏斗口向下吹氣，乒乓球也不會掉下來，該實驗同樣說明流體流速越大的地方，壓強越小.

用身邊的物品自制實驗器材做實驗，這樣做既可以拉近物理學與生活的距離，讓學生深切地感受到科學的真實性，很好地調(diào)動學生的學習興趣和積極性，培養(yǎng)學生的動手和思維能力，又能補充實驗課程資源，減少鋪張浪費，提高學生的科學素養(yǎng).這樣做既有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，而且還有利于環(huán)保意識的教育.