初中物理實驗創新設計三則

鐘運好

摘 要：實驗教學在初中物理的教學過程中占了重要的地位，教師如果能將物理實驗進行適當的改進和創新，就能讓學生容易觀察實驗的過程，理解實驗的原理，掌握實驗操作規程，這樣的教學會起到事半功倍的效果。

關鍵詞：初中物理;實驗;創新設計

在初中物理的教學過程中，實驗教學占了重要的地位，教師如果能將物理實驗進行適當的改進和創新，優化實驗的過程、結構，就能讓學生容易觀察實驗的過程，理解實驗的原理，掌握實驗操作規程，這樣的教學會起到事半功倍的效果。下面來談三則物理實驗的創新設計。

一、光的三原色和光的混合規律演示儀

（一）原理

把LED充電手電筒的發白光二極管用發紅光、藍光，綠光的二極管代替，做成光的三原色的光源。具體做法是把一個發紅光、一個發藍光、一個發綠光發光二極管并聯成三條支路，每條支路都有一個保護電阻和一個開關，然后接在電撅;在手電筒的前端套一個開有直徑2厘米鐵筒（如圖1），讓色光從小孔投射出來在白板上形成疊加區域（如圖2）。

（二）使用方法

由于每種色光都有開關獨立控制，可以方便控制。

1. 分別閉合紅光、綠光、藍光的開關，觀察投射出來光的顏色。

2. 按照三種色光的組合。分別閉合兩種色光對應的的開關，觀察疊加區域的顏色和非疊加區域的顏色。

紅光+綠光=_____________;紅光+藍光=_____________?;綠光+藍光=_____________ 。

3. 把三種色光的開關全部閉合，觀察疊加區域的顏色和非疊加區域的顏色。

紅光十綠光=_____________ ; 紅光十藍光= _____________;綠光+藍光=_____________? ? ;

紅光+綠光+藍光=_____________ 。

（三）作品的創新點

利用發光二極管發光作光的三原色光源，發光穩定，探寬色光的混合規律時，演示現象直觀明顯，制作簡單. 取材容易，填補了這方面實驗器材的空白。

（四）教學中使用效果說明

經過物理科組老師的教學使用，演示物理現象直觀明顯，能夠滿足初中物理“光的三原色和色光的混合”的教學需要，下一步設想通過給三個光源連接變阻器，改變各色光的比例，混合出更多的顏色。

二、火山爆發

人教版八年級上冊第六章第4節《密度與社會生活》后的“動手動腦學物理”中的第3題提出“試分析房問的暖氣安裝在窗戶下的道理”。多數學生對分析過程有較大的困難，是否有更直觀的等效實驗來幫助學生理解呢？由此，我們提出問題：冷空氣下沉，熱空氣上升，氣體的密度跟溫度有關，液體的密度跟溫度有關嗎？

（一）實驗原理

一定質最的液體的密度跟溫度有關溫度升高，液體的密度變小。

（二）實驗材料

大燒杯2個，水適量、熱水少量、紅墨水少量、帶瓶塞的小瓶2個。

（三）操作過程

1. 在兩個大燒杯中分別倒入適量的水（約占容量的3/4）。

2. 在兩個小瓶中分別裝滿熱水和水，在兩瓶水內各加入幾滴紅墨水，蓋上瓶塞且搖晃均勻。

3. 分別將兩小瓶水放久兩個大燒杯中（如圖3），然后輕輕掀開瓶塞。

4. 觀察小瓶內的“紅水”向上噴的情景，裝有熱水的小瓶形如“火山爆發”（如圖4）。

圖4 “火山爆發”實驗

（四）作品的創新點

根據人教版八年級上冊第六章第4節《密度與社會生活》中的知識點：密度與溫度。教材中“想想做做”利用轉換法來反映一定質量的氣體體積受熱膨脹，密度變小而上升。由于氣體看不見、摸不著，學生對教材中內容欠缺直觀的理解，本實驗就是利用溫度不同的水之間的相對運動來說明液體的密度與溫度的關系，利用等效替代實驗方法對教材中的知識點作更為直觀的教學。

（五）教學中使用效果說明

1. 本實驗操作簡單、可行，能讓學生更為直觀地觀察（或親自動手操作），構建物理知識點，體現物理知識就在我們身邊。

2. 結合氣體與液體的特點，分析房間的暖氣（或冷氣）安裝在不同位置的道理，提升物理知識的實際應用。

三、高壓的魔力

（一）原理

用高頻振蕩圈上產生互感，而讓次級線圈輸出大約2萬伏的微電流高壓。把高壓輸出線端附近的空氣電離，繼而對地產生高壓放電，形成電弧而且溫度很高，可以點燃紙張。

（二）特點

讓學生直觀高壓放電現象，產生強烈的視覺效果，彌補書本上只是枯燥文字的說明，也更易理解為什么不要靠近高壓輸電線。

（三）操作

從高頻振蕩電路接入12或24V的穩壓電源，這時高壓輸出端可以輸出高壓（不能觸摸），把高壓包的地線慢慢靠近高壓輸出端，當靠近至1～2cm的時候就可以產出電弧，產生電弧后可以適當拉長電弧的距離，讓放電現象更震撼，易于觀看（如圖5）。還可以放一張紙在兩個電極中間，紙張馬上燃燒起來，增加多樣性現象。

（四）作品的創新點

1. 用金屬尖端和圓鐵球分別做地線，來模擬避雷針和普通建筑物，通過改變金屬尖端和圓球到高壓銅板間的距離來比較放電效果，了解避雷針的作用和安裝設計要求。

2. 高壓帶電體周圍有強大的電離場，人靠近會有危險。把熒光燈靠近高壓銅板，會看到熒光燈被電離的電場導通而發光，借此來警示不要靠近高壓帶電體。

（五）教學中使用效果說明

如果生活中發生高壓觸電是非常危險的（包括雷電），通過這個高壓電弧放電讓學生更直觀更明確知道這個危害，并了解到避雷針的知識。溫馨提示：高壓銅板和電極工作時不能直接觸摸，拉電弧時會產生高溫，每次電弧放電連續工作不要超過20秒，整體演示不要超過5分鐘。

參考文獻：

[1]毛暉. 對初中物理實驗創新教學的思考[J]. 中學物理，2017（2） ;33.

[2]邱石華. 創新實驗演繹高效課堂[J]. 中學物理，2017（2）;42.

[3]周益. 淺談初中物理實驗的“探究方法”[J]. 理科考試研究，2016. （6）;53.