初中物理實驗多視角選擇器材研究

金宗濤　付濤

摘要 在初中物理實驗教學中，實驗器材的合理選擇是實驗成功的重要保障。要根據實驗內容與目標認真研究，選擇合適的實驗器材，以達到實驗的最佳效果，提高物理教學的有效性。

關鍵詞 實驗；初中物理；實驗器材

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：B

文章編號：1671—489X（2017）19—0135—02

1前言

從嚴格意義上講，初中物理學科就是一門實驗型學科，這種特點決定了一些重要的物理概念與規律的驗證需要做相應的實驗。而進行實驗的一個重要環節就是實驗器材的合理選擇，器材是關系到實驗成敗的重要條件…。作為一名一線物理教師，應當在實驗教學前根據實驗內容與目標進行認真研究，選擇合理的器材，從而達到實驗的最佳效果演繹，加深學生對物理知識的理解。

2從簡易性的視角選擇實驗器材

在課堂上做物理實驗的過程就是對物理知識形成過程的演示，本質就是把物理過程真實地呈現給學生，讓學生更好地掌握物理概念及規律。在選擇物理實驗器材的時候，既要考慮到能通過實驗更好地體現物理科學思考方法，還應該做到簡潔、經濟、實用，從而有效達到教學目的，如此即可，沒有必要做得多么華麗。如果準備過多、過于復雜的器材，很可能會影響到實驗的實用性，讓學生看得眼花繚亂，到最后還是不知道做了些什么，也不知道哪些該看，哪些不該看，觀察沒有目標。因此，物理教師可以考慮利用日常生活中的物品和素材，這也是把物理與生活聯系起來的一種表現，是新課程標準所提倡的。

如在教學“流體壓強與流速關系”的知識點時，為了探究“流速大小對流體壓強的影響”，筆者運用生活中常見的器材針對這個知識點設計了四個小實驗來進行演示：

實驗一：氣流從模擬機翼流過時，機翼上升

實驗二：氣流從兩張紙條中間向下方通過，兩張紙條會合起來

實驗三：從漏斗口下面向上吹氣，乒乓球會升起來。

實驗四：在折疊的紙張下方用吹風機吹氣，折疊的紙張會掉下來

從上面四個實驗的描述已經知道，所運用的實驗器材都是在平時的生活中可以見到的，這充分說明了實驗更接近于日常生活，生活化的特點很明顯。

這個實驗還可做得更為簡單一些，如把教材中相鄰的兩張紙用手捏著邊沿分開合適的角度，從課本的一側向這兩張紙的間隙吹氣來觀察實驗現象。做這樣的小實驗，會更加簡潔而又通俗易懂，其效果甚好，學生也不要去再另外找器材。

3從趣味性視角選擇實驗器材

興趣是最好的老師。對于初中生來說，身體還沒有發育完成，心理也尚未成熟，他們對新鮮的事物具有很強的好奇心，學習興趣是他們強大的動力源泉。在做物理實驗時，教師應盡可能設計得新穎而獨特，同時選擇具有趣味性的器材，這樣才能更好地吸引學生的注意力，激發他們從實驗中探索新知的欲望。而且他們在做實驗時會表現得積極而主動，樂于動腦思考問題，用自己的方法去掌握、了解其中的物理知識與規律。因此，充滿趣味性的物理實驗是學生學習成功的最好載體。

如在教學“機械能與內能的相互轉化”一課時，熱機的原理知識是本課的重點，為了讓學生對本課內容有深刻的認識，深入了解熱機制工作原理，筆者根據教材內容設計一個實驗，名稱是“點火爆炸”，實驗的目的是通過爆炸把內能轉化為機械能。為了突出實驗的趣味性，選擇一個結實而透明的塑料盒，并在盒的底部鉆一個小孔，在小孔中緊緊地塞進一個電子式火花發生器的放電針管，作引爆之用；打開塑料盒蓋，在盒中滴入適量的酒精，然后把盒蓋蓋緊；最后一步是按動電子火花發生器的按鈕，盒內的酒精被迅速點燃，盒蓋像子彈一樣被彈出。實驗的視覺效果較好，能充分展示內能轉化為機械能的現象。

為了更為突出實驗的趣味性，對這個實驗進行改進，并取名為“火箭發射”。學生聽到名字就已經知道接下來的實驗是多么有趣。筆者把一個早已經做好的火箭模型與盒蓋捆綁在一起，再重做上面的實驗，當按動引爆按鈕之后，只聽到一聲爆炸，盒蓋子帶動火箭模型升空了，那場面相當震撼，既讓學生理解了相關知識，又讓他們明白了火箭發射的原理，激發了他們熱愛科學的欲望。教師可以邊做實驗邊講解一些驚心動魄的小故事，以渲染氛圍，更好地吸引學生的注意力。

4從實效性視角選擇實驗器材

初中物理教學中的實驗效果和效率是教師做實驗最為關注的，也是評價實驗的重要標準，實驗器材的選擇要經濟實用并簡易，這固然重要，但是所選擇的實驗器材更要重視實驗的效果與效率，這一點是非常重要的。如果選擇的器材雖然簡單且易于操作，但是實驗效果不佳而影響了教學效果，那就失去了實驗的意義。選擇什么樣的器材及如何利用，將會影響到實驗的效果，因此在選擇實驗器材時一定要追求實驗的效果。但這并不意味著為注重實驗效果而選擇貴重而煩瑣的實驗器材，還是要盡可能在日常生活中根據實際而選擇實驗器材，從綜合方面上考慮實驗的可行性與實驗性，以免造成不必要的浪費。

如在教學“照相機與眼睛”這一知識點時，其教學重點是照相機的成像原理。為了幫助學生更為深刻地理解照相機的成像原理，筆者特意設置一個“自制簡易照相機”的實驗活動。由于這個知識點對于沒有照相機知識的學生來說具有一定的難度，如果在教學這一內容時交給學生自主探究，在課前利用課余時間制作一個質量較高的照相機是非常困難的，讓學生購買一個照相機也不現實。針對這些情況，筆者在課上引導學生從日常生活中選取常見的素材，制作簡易的照相機。

先是選擇兩個大小不一樣的通透的硬紙筒互相套在一起，使兩個紙筒可以來回移動，不要過緊，也不要過松；選取一個大小合適的凸透鏡嵌入大硬質紙筒外端，再找一塊半透明的塑料薄膜安置在小紙筒另一端（這樣做的目的是使塑料薄膜處背景較暗一些，學生通過眼睛觀察到的成像就較為清晰），兩個紙筒就構成照相機的變焦鏡頭；在照相時，可以通過兩個硬質紙筒水平方向的移動實現遠、近景物的拍攝，在移動過程中起到聚焦的作用。學生通過這樣的實驗，既容易操作，又很快就會明白照相的原理，學習效果較好，他們非常樂于參與實驗，在活潑的形式中學會本節課的知識。

5從創新性的視角選擇實驗器材

新課標注重教學的創新。在新課改理念下，初中物理課堂教學不僅要求教師在教學方法、教學內容的安排上要創新，而且要引導學生進行有創造性的學習。因此，初中物理教學由原來的“灌輸式、填鴨式”教學方法逐步向“自主參與、自主探究”的方式轉變，教學模式也在不斷創新。在初中物理實驗教學中，在實驗的設計與操作、實驗器材的選擇等方面，要注意學生在實際操作中的主動性、創造性能力的培養，教師不能包辦代替，讓學生在實驗操作與器材運用時獨立思考，并在實驗過程中不斷優化對器材的選擇和組合，使物理實驗更加順利地完成，增強實驗的高效性。

比如在教學“液體壓強”這一知識點時，為了讓學生了解什么是壓強，影響液體內部壓強大小的因素等，教材特意設置三個小實驗活動：

實驗一：用常見的塑料袋裝滿水后，用手戳一戳，體驗一下手指的感覺，手松開后又發生了什么？

實驗二：玻璃管的下端用橡皮包扎緊密，在上面向玻璃管內加水，觀察底部橡皮膜形狀是不是外凸出來？

實驗三：將實驗二制作的玻璃管帶有橡皮膜一端先浸入水中，看橡皮膜的形狀是不是向里凹陷？

上述實驗非常有效地證明了液體內部存在壓強。而在實際教學時如果沒有上述器材，可以從創新性的角度有效選擇常見的器材來做這些內容的實驗。如選擇一個礦泉水塑料瓶，在四周上下各處扎一些小孔，然后注滿水，學生通過觀察，就會發現水流向各個方向射出一定的距離；但是因孔的高度不同，射出的水有遠有近，高處孔流出的水射得近，而低處孔流出的水射得遠。這就不僅說明了液體中存在壓強，而且說明了因水的高度不同，其壓強有大有小。通過這個實驗，學生不但學會了教材中規定的“液體中存在壓強”的知識點，更有創造性地學到了“液體中的壓強因水位的高度不同而不同”的知識。

對這個實驗還可以創造性地進行改進，以培養學生的逆向思維與創造性思維。如將礦泉水瓶的蓋子打開，并將礦泉水瓶中的水倒凈，再將其從上而下慢慢浸入透明水槽中，讓學生觀察實驗現象。學生會發現水槽里的水從孔射向瓶內，而且最下面的水注射得遠，于是又有了另外的收獲。

6結束語

初中物理實驗教學應該注重學生學習的參與，關注學生的學習興趣。教師在實驗教學中要從多角度靈活選擇有效的實驗器材，并進行加工與整合，設計合理的實驗，讓學生在操作中體驗過程，加深對物理知識的理解，提高學生的物理能力。