巧用紙設(shè)計改進中學物理實驗

胡峰芳

摘 要： 實驗教學是物理教學的重要組成部分，初中物理實驗要更關(guān)注低成本實驗的開發(fā)，本文列舉了利用身邊隨手可得的紙設(shè)計實驗或?qū)⒁恍┎幻黠@的實驗現(xiàn)象進行改進，創(chuàng)造條件讓學生多做實驗、做好實驗，切實提高學生的科學素養(yǎng).

關(guān)鍵詞： 物理實驗 ;紙 ;科學素養(yǎng)

實驗教學是物理教學的重要組成部分，是落實物理課程目標，全面提高學生科學素養(yǎng)的重要途徑.課程標準明確提出：通過科學探究，使學生經(jīng)歷基本的科學探究過程，學習科學探究方法，發(fā)展初步的科學探究能力，形成尊重事實、探索真理的科學態(tài)度.

初中物理教學要貼近學生的實際，要更關(guān)注低成本實驗的開發(fā)，利用身邊隨手可得的簡易實驗器材設(shè)計實驗或制作教具，這樣更能貼近學生的生活實際，激發(fā)學生的好奇心和求知欲，更利于學生多做實驗，做好實驗，發(fā)展學生的個性特長.下面筆者介紹利用一張紙在實驗中的多種作用.

1 會聚能量的紙喇叭

有些實驗的現(xiàn)象并不容易觀察到，特別是演示實驗，面對整個班級的學生，前排的學生能觀察到一些現(xiàn)象，后面的學生由于距離問題根本觀察不到.例如演示聲音是具有能量的實驗：在收音機的喇叭口放置一根點燃的蠟燭，打開收音機的喇叭，蠟燭火焰在搖擺，聲音響度越大燭焰搖擺幅度越大甚至熄滅.事實上演示此實驗時，燭焰的搖擺并不是很明顯，很多學生會認為燭焰的搖擺是因為風或者人的呼吸影響的結(jié)果.想要排除學生心中的疑問，證實自己的猜想與假設(shè)，光靠說肯定是不行的，讓事實和證據(jù)說話才是最強有力，是解決這些疑問的最好方式.為了使此實驗現(xiàn)象更明顯，可以對實驗裝置加工一下.此實驗現(xiàn)象不明顯是因為聲音的能量不集中造成的，喇叭的形狀開口大是為了將聲音能傳遍四面八方，反之，醫(yī)生用的聽診器則可以將聲音集中，它的形狀與喇叭正好相反.所以，可以借鑒聽診器的原理在揚聲器上安裝一個倒置的“喇叭”，將聲音的能量集中起來，這樣這個實驗現(xiàn)象就可以很明顯了.這個倒置的“喇叭”可以用紙卷一下后用透明膠粘在揚聲器上，或者剪下塑料飲料瓶的瓶口例如可樂瓶（如圖1所示）粘貼在揚聲器上，這樣一來，只要打開收音機，有聲音時便可以看到燭焰明顯的擺動，聲音稍微大一點燭焰馬上熄滅.有時做此實驗老師故意引導前排個別調(diào)皮好動的學生用嘴吹蠟燭，只能看到燭焰擺動卻很難將其吹滅，而收音機的音量卻每次都能輕松將其吹滅，此鮮明的實驗對比更是引起所有學生的認可.

2 跳動的小紙屑

在驗證力的作用是相互的實驗中，讓體驗充氣的氣球放手后氣球會往后飛，學生很容易得出是力把氣球推出去的，但是搞不清楚施力物體是誰？是空氣還是氣球內(nèi)噴出的氣體呢？初中的學生雖然具備一定的邏輯思維能力，但是畢竟屬于具體思維向抽象邏輯思維過渡的階段，能從個別事物或者現(xiàn)象的知識推出該類事物或現(xiàn)象的一般原則的推理，即能“眼見為實”最好.如果能將空氣和噴出氣體區(qū)別開來，問題就迎刃而解了.如何區(qū)別？有學生想到了在氣球內(nèi)氣體中加一些顏色進去，噴出的氣體就是帶顏色的;有學生想到研究聲音由振動產(chǎn)生時用小紙屑來顯示桌面的振動，這里也可以在氣球中放些小紙屑來觀察噴出氣體的運動……

3 記憶的小紙團

初中的科學探究明確要求學生會使用簡單儀器進行實驗，會使用彈簧測力計測量力是學生必做實驗之一，不過在彈簧測力計測量力的過程中，讀數(shù)不方便常常困擾著我們.例如在用塑料吸盤估測大氣壓強的實驗中，需要讀出在吸盤被拉開時彈簧測力計的示數(shù)，那是一瞬間的讀數(shù)，人們往往來不及反應(yīng)讀數(shù)已經(jīng)回零了，即使讀出一瞬間的示數(shù)誤差也很大，怎么辦？——讓紙團幫記住這個讀數(shù).

如圖2所示，在指針下方固定放置一個小紙團，當指針移動時會帶動紙團一起移動，當指針回零時紙團會留在原地，這樣紙團能幫助“記住”指針最大的位置，這就給我們的讀數(shù)帶來很大的幫助.類似的方法還可以用在測量滑動摩擦力的實驗中，用這個帶有記憶功能的小紙團測量比較最大靜摩擦力與滑動摩擦力的大小……

4 多變的紙片

紙片本身就可以作為實驗器材使用.例如在研究流體壓強與流速關(guān)系時，可以將紙片折成飛機機翼的形狀來研究飛機的升力.用一張紙彎折成拱形模擬橋梁，在下面吹氣，讓學生猜想這座橋是下榻還是拱起來，動手做一做驗證自己的猜想，這樣既增加了學生的動手機會，又能培養(yǎng)學生把“假設(shè)—檢驗”的科學探究思路用于探索身邊的未知事物，用物理學的科學方法和精神對待周圍的事物.

劉炳昇老師說過：實驗是科學探究的重要方法，是物理學的基礎(chǔ)，也是物理教學的基礎(chǔ)，因此初中物理更應(yīng)當重視物理實驗.通過實驗就可以培養(yǎng)學生對科學的興趣，對科學的理解，發(fā)展學生的探究能力.實驗在物理教學中的地位是不可替代的，因此初中物理教師一定要在做實驗上下功夫，提高自己的實驗素養(yǎng).

對于物理實驗， “紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”.實驗在物理教學中的作用是不可替代的，物理學的建立和發(fā)展離不開物理實驗.要提高學生科學素養(yǎng)，必須以實驗為基礎(chǔ).對于教師，應(yīng)當切實加強物理實驗，創(chuàng)造條件讓學生多做實驗、做好實驗.

參考文獻：

[1]劉炳昇，中學理科實驗教學指導（初中物理分冊）[M].南京：江蘇科學技術(shù)出版社，2012.

[2]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2012.

[3]宋文亮，巧用彈簧測力計[J]中學物理，2014（3）：31-32.