微型實驗在中學物理教學中的應用

周雪飛 唐京武

【摘要】中學物理課程是一門以實驗為基礎的自然科學課程，而微型實驗是引領中學生透過現象來認識物理規律、理解物理概念、探究物理過程的主要手段。本文主要闡述了中學物理課堂微型實驗的含義與特點；論述了微型物理實驗的教學功能；通過案例分析說明微型實驗在中學物理教學中的應用。

【關鍵詞】微型實驗 中學物理 物理教學

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）24-0108-02

一、 微型物理實驗的含義與特點

微型物理實驗是指實驗所需的實驗器材以及材料來源于生活、易取易得，實驗的創造性強、操作簡便，實驗現象明顯且具有趣味性的物理實驗。

微型物理實驗所采用的的器材都是學生熟知的生活用品，可以讓學生充分的體會到物理來源于生活，讓學生深切的感受到物理科學與生活緊密聯系。微型物理實驗中的器材來源廣泛，可利用的資源十分豐富，將生活中簡單的器材運用到物理實驗課當中，能夠培養學生的創造能力，激發學生思考問題。

二、微型物理實驗的教學功能

物理學的發展離不開物理實驗，所有的初中物理知識都是以確鑿的事實為依據，每個概念的建立、定律的發現都有堅實的實驗基礎[3]。微型物理實驗作為中學物理實驗的重要構成，在做微型實驗進行物理學習中培養了認真仔細，實踐出真知的科學態度。

微型物理實驗沒有依賴試驗中的器材，運用學生在生活中常見的物品作為微型物理實驗器材，突破了教材上實驗設計的束縛。通過巧妙生動的實驗現象，活躍了課堂氣氛，舒緩了學生覺得學習物理難并且厭倦物理的情緒。培養了學生主動利用身邊的物品進行微型物理實驗探究的意識，使其在情感上喜歡上物理，同時也弱化了教學難度。

教學不僅僅需要教師對學生進行授業，還需要幫助學生解決在成長的過程中遇到的種種疑惑。微型物理實驗可以與品德教育、心理健康教育相結合。例如通過分組實驗可以培養學生團結協作能力；通過讓學生在試驗中感受新知，直觀的了解現物理知識的客觀性，進而增強學生明辨是非的能力；利用生活中常見的生活用品所做的微型物理實驗都在向學生傳達物理知識在人類生活中的正面影響，回避危害社會、反人道的物理知識應用，并拓展物理學家曾經在用實驗不斷探究物理奧秘時的艱辛，幫助學生樹立良好的意志品質。

學生受到良好教育與否的落腳點在學生受教育以后的行為表現。所以，在教育過程中，知、情、意是基礎，行為才是關鍵。這四個要素是相互作用的。在微型物理實驗教學中，學生可以設計微型物理實驗、動手實踐、實驗分析等行為來促進知、情、意、行的完整統一。通過樹立正確的認知觀念，富有積極向上的情感以及良好的意志品質來實現教學后行為的正向發展。幫助學生適應將來所要面臨的學習、生產、管理、服務等一系列的社會生活問題。

三、微型物理實驗在中學物理教學中的應用

微型物理實驗在初中物理教學中運用的十分廣泛，我們試以初中物理中的“機械運動和力”“聲和光”兩個部分內容，舉例說明微型物理實驗在教學中的應用。

機械運動主要包含長度和時間的測量、運動的描述、運動的快慢、測量平均速度、杠桿和其他一些簡單的機械。在人教版新課標初中物理教材中已經把機械運動作為第一章節，微型實驗的應用有助于老師培養學生學習物理的興趣，以及學習熱情。由于這一章的內容大多在小學數學和自然科學課里有涉及，所以這一章的內容相對簡單。

在學習杠桿這一節內容時，最簡單的微型實驗就是推門。讓學生走到門口分別推門門鎖的位置與靠近門軸的位置，再讓學生談談兩次推門的感覺有什么不同，思考其中的原因是什么？此微型實驗可以用來導入新課，引發學生思考。若是山區鄉鎮中學的老師在講授此節內容時，我建議把桿秤帶到學校，在學完新課以后可以讓學生講述桿秤的工作原理，教會學生使用桿秤，學習物理回顧生活。

在學習彈力的時候，老師可以用橡皮筋來設計微型實驗。由于大多數女生都有，所以只需要課前告知學生就可以很容易將現成的素材準備好。讓學生用手指拉伸橡皮筋，橡皮筋發生了形變，長度變長了，這時候詢問學生手指上有什么感覺？接著讓學生松開橡皮筋使其恢復到原狀，此時學生的手指接觸到橡皮筋沒有拉伸，再問學生的感受。做完此微型實驗以后讓同學們總結什么是彈力，培養學生的總結歸納能力。

在講授重力時，可以用一塊粉筆頭做微型實驗完成導課。老師手里拿著一塊粉筆頭，當松開手的時候，學生會看到粉筆頭豎直往下落，多次實驗以后提問：粉筆頭為什么總是往下落而不會往其他方向運動？用來引出重力的概念。

在“聲現象”和“光現象”部分的內容教學中，我們也可以通過微型物理實驗，把物理與我們的生活緊密的聯系起來。

在進行課堂教學時讓學生用手撥動壓在桌邊的刻度尺，可以清楚的看見尺子在振動的同時還可以聽見尺子發出嗡嗡的聲音，當尺子停止振動時就聽不到聲音。讓學生摸著自己的喉嚨說話時可以感受到聲帶在振動。從而證明了聲音是由物體振動產生的。

譬如在探究音調與發聲體振動快慢的關系時，提前讓女生把梳子帶到學校，在課堂上分組讓女生用尺子在梳齒上劃過，一次慢些一次快些，讓男生聽聽音調的變化，并總結出結論。

在學習噪聲的危害和控制時，其中最簡單的微型實驗就是在老師保持響度不變說話時讓學生捂住自己的耳朵，讓學生區別捂耳朵前后聽到老師說話的聲音有什么變化。從而總結出可以在人耳處減弱噪聲，進而回顧此方法在生活中應用：工廠中工人的耳罩、睡眠耳塞等，培養學生學習物理學以致用的能力。

在裝有用牛奶著色后的自來水的水槽旁放一支打開的激光筆后沿水槽壁緩緩地注入高濃度的糖水，這時候學生就可以明顯的觀察到原本在水中沿直線傳播的光線變得向下彎曲了。這是因為水槽中的水原本是均勻的，在注入糖水以后使水槽底部水的濃度變大了，從而使光線發生了彎曲。這時候再來引導學生分析這個實驗現象的原因，并試著總結出結論。在以往的教學中，老師很難想辦法讓學生觀察光在不均勻介質當中傳播的情景，有了這個。

在講授鏡面反射與漫反射時，老師可以在水槽底部放置一塊完整的平面鏡（鏡面朝上），在另一個水槽當中放置大量堆積起來的平面鏡碎片，在兩個水槽中都加入用牛奶著色后的水，將三支綁在一起的激光筆全部打開分別斜射到水槽底部的平面鏡與平面鏡碎片堆上，就可以讓學生觀察到鏡面反射與漫反射的顯著區別。三條光線通過完整的平面鏡反射后的光線是平行的，而通過平面鏡碎片堆反射后的三條光線是不平行的。這種效果是在以往教學中用平面鏡與白紙當作微型實驗器材所達不到的。

四、 結語

隨著新課程改革的繼續深化，微型物理實驗在教學中作用也愈發的突顯。教師可以把微型物理實驗在教學中的應用作為教學測量與評估的一項重要指標[8]。為了更好的完成三維一體的教學目標，作為一名人民教師應該想法設法的讓教學成為教與學的完整統一，而不是以結論的方式給予[9]。其中而分組實驗還有助于培養學生的團結協作能力進而將德育與心理健康教育貫徹到物理教學中。教材上許多知識只涉及到相關事物而沒有像大部分重難點知識一樣設計實驗來幫助學生探究物理知識，導致有時候學生很難憑借生活經驗來理解一些物理知識，這時候微型實驗的重要性就體現出來了。

參考文獻：

[1]陳曉莉.新課程物理實驗技能訓練[M].北京機械工業出版社出版社，2015.8.

[2]王較過.中學物理教材研究與教學設計[M].陜西師范大學出版社總社有限公司，2013.9.

[3]李亦菲.初中物理[M].北京師范大學出版社，2009年第一版.

[4]高海林.物理實驗[M].機械工業出版社，2014.8.

作者簡介：周雪飛（1993—），男，貴州銅仁人，碩士，學科教學（物理）；唐京武（1962—），男，湖南湘潭人，副教授，從事物理教學研究。