物理實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新方法

物理實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新方法物理實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新方法（安順經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)洞口流民族學(xué)校侯澤剛）內(nèi)容摘要：實(shí)驗(yàn)在初中物理教學(xué)中占有極其重要的地位，它不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的思維和技能，還可以促使學(xué)生更深刻更牢固地掌握物理規(guī)律，激勵(lì)學(xué)生熱愛科學(xué)。但是教材中的一部分物理實(shí)驗(yàn)效果不是很理想，加上有的學(xué)校實(shí)驗(yàn)儀器不足以完成教材中的實(shí)驗(yàn)。為了使實(shí)驗(yàn)教學(xué)充分發(fā)揮重要作用，需要對(duì)部分物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新。本論文就從：一、在改進(jìn)實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)新；二、在解決問題中創(chuàng)新；三、自制教具創(chuàng)新；四、培訓(xùn)參賽創(chuàng)新；五、媒體學(xué)習(xí)創(chuàng)新這五個(gè)方面來談物理實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新方法。關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新從素質(zhì)教育到今天的智慧教育，創(chuàng)新要求一直貫穿其中，學(xué)科教學(xué)成為落實(shí)創(chuàng)新精神的載體，特別是實(shí)踐性和操作性很豐富很有趣的物理實(shí)驗(yàn)更是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的陣地，探討物理實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新方法對(duì)物理學(xué)科教學(xué)的創(chuàng)新和育人創(chuàng)新頗有積極意義。以下就如何創(chuàng)新物理實(shí)驗(yàn)和大家交流幾個(gè)方法，以期切磋學(xué)習(xí)。一、在改進(jìn)實(shí)驗(yàn)中創(chuàng)新一些物理實(shí)驗(yàn)，按教材設(shè)定的方法去操作演示，往往效果不明顯，甚至沒有現(xiàn)象發(fā)生，弄得教師棘手尷尬，焦急冒汗，更使學(xué)生失望無趣，嚴(yán)重影響教學(xué)效果。對(duì)這種效果不明顯甚至沒有效果的實(shí)驗(yàn)要大膽通過改進(jìn)操作方法和改換器材來創(chuàng)新其實(shí)驗(yàn)效果。例1人教版九年級(jí)物理第二^一章電與磁第4節(jié)電動(dòng)機(jī)圖20.4-1所示“通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的實(shí)驗(yàn)”，導(dǎo)線ab在通電后老是不見其在支架上滑動(dòng)，無法顯現(xiàn)出通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的結(jié)果，由于導(dǎo)線不動(dòng)，沒有能量的轉(zhuǎn)換，使用的學(xué)生電源很快因電路短路而自動(dòng)跳閘切換電源，使實(shí)驗(yàn)因斷電停止或因頻頻開啟電源而惹麻煩。通過分析可以知道，置于磁場(chǎng)中的導(dǎo)線不受力移動(dòng)，可能是U型磁鐵提供的磁性不強(qiáng)，于是考慮改進(jìn)，給其充磁，或換用磁性強(qiáng)的廢舊揚(yáng)聲器磁鐵，也可能是電源供給導(dǎo)線的電流不強(qiáng)，于是可換用功率較大的教學(xué)電源提供較大的電流，還可能是導(dǎo)線和支架間摩擦力較大阻礙了導(dǎo)線的移動(dòng)，于是可以把導(dǎo)線和支架打磨光滑圓潤(rùn)以減小摩擦阻力，甚至可把支架式的導(dǎo)線換成零摩擦的懸吊式導(dǎo)線進(jìn)行改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，通過這些改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象創(chuàng)新顯現(xiàn)，生動(dòng)精彩。例2人教版九年級(jí)物理第十三章內(nèi)能第2節(jié)內(nèi)能圖13.2-5做功改變物體內(nèi)能的實(shí)驗(yàn)之乙圖“空氣推動(dòng)塞子時(shí)，內(nèi)能減少”的實(shí)驗(yàn)，操作時(shí)打氣筒打滿氣把導(dǎo)氣管脹破或把導(dǎo)氣管接頭強(qiáng)行脹脫，緊插在圓底燒瓶瓶頸口里的橡膠塞就是不被擠跳出來，無法演示出瓶中氣體對(duì)外做功的現(xiàn)象，而且還使人擔(dān)心打氣筒把燒瓶打爆后玻璃屑扎人的安全隱患，于是考慮改進(jìn)，把瓶塞塞淺點(diǎn)，或在瓶塞表面抹點(diǎn)潤(rùn)滑油以便減小塞表面與瓶頸內(nèi)壁間的摩擦力，放氣時(shí)氣體吹彈出塞子的對(duì)外做功現(xiàn)象就明顯了，還有更簡(jiǎn)單的改進(jìn)方法，瓶塞塞緊，導(dǎo)氣管的軟管部分在打氣筒給燒瓶加足夠的氣后用止氣夾夾緊軟管使其不漏氣，然后脫開打氣筒，把管口對(duì)準(zhǔn)一個(gè)小玩具風(fēng)車的葉片，打開止氣夾，瓶中飽脹的氣體就會(huì)沿導(dǎo)氣管口把玩具風(fēng)車的葉片吹得快速旋轉(zhuǎn)起來，從而生動(dòng)顯現(xiàn)出氣體對(duì)外界做功的現(xiàn)象，以此同時(shí)，瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)液化的白霧，證明溫度降低內(nèi)能減少，從而創(chuàng)新表現(xiàn)了氣體對(duì)外做功時(shí)內(nèi)能減小的實(shí)驗(yàn)。二、在解決問題中創(chuàng)新在物理實(shí)驗(yàn)中往往會(huì)碰到一些意外的探究問題，既沒有現(xiàn)成的教材實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ浇梃b，又要急需解決學(xué)生的探究好奇，怎么辦？積極分析問題，通過解決問題創(chuàng)新做出實(shí)驗(yàn)！例1人教版八年級(jí)物理第十章浮力在引導(dǎo)探究物體浮力大小的實(shí)驗(yàn)時(shí)，以在水中會(huì)下沉的鐵塊、鋁塊或石塊等物塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，先用測(cè)力計(jì)在空氣中測(cè)出物塊的重力G，再把物塊吊在測(cè)力計(jì)下，緩緩把物塊全部浸沒入水中，這時(shí)觀察出水中物塊對(duì)測(cè)力計(jì)的拉力F，顯然發(fā)現(xiàn)物塊在水中的拉力F比在空氣中的重力G小了，物塊對(duì)測(cè)力計(jì)減小的拉力就是物塊在水中完全浸沒時(shí)受到的浮力，即F浮二G-F，教材把這種測(cè)量浮力的方法叫差量法。但在實(shí)驗(yàn)和生活中學(xué)生大都會(huì)發(fā)現(xiàn)，許多物體在水中不是下沉而是上浮的，比如木塊，乒乓球等，這些會(huì)上浮的物體在水中同樣會(huì)受到水對(duì)它們的浮力，于是學(xué)生提出了測(cè)量上浮物體浮力的要求實(shí)驗(yàn)。顯然，再用教材的差量法根本無法測(cè)出上浮物體的浮力。怎么辦？反向思考，創(chuàng)新尋找解決問題的辦法。測(cè)量下沉物塊所受浮力的方法是用測(cè)力計(jì)在水中向上拉物塊，那么測(cè)量上浮物塊在水中受到上浮浮力的方法就要反向用測(cè)力計(jì)把物塊向下拉，但測(cè)力計(jì)在水中不好進(jìn)行向下拉的操作，于是在盛水容器底部固定一個(gè)定滑輪即可變向下拉為向上拉，變水里拉為水外拉，而且由于定滑輪不省力，測(cè)力計(jì)在水外向上對(duì)上浮物體的拉力和在水里對(duì)上浮物體向下的拉力是相等的。完全浸沒在水里而又會(huì)上浮的物體被拉在某個(gè)靜止的位置時(shí)，其所受到向上的浮力F浮與其豎直向下的重力G和測(cè)力計(jì)的拉力F之和彼此平衡，根據(jù)二力平衡原理就可求出水中上浮物體所受的浮力大小為F浮二G+F，這樣就創(chuàng)新解決了探究測(cè)量上浮物體所受浮力的實(shí)驗(yàn)。例2人教版八年級(jí)物理第三章物態(tài)變化第1節(jié)溫度在做“用溫度計(jì)測(cè)量水的溫度”實(shí)驗(yàn)時(shí)，有學(xué)生突然問燒杯里的熱水在降溫時(shí)各部分是不是一起在相同的時(shí)間里下降相同溫度的？他認(rèn)為不是，因?yàn)樗谏铙w驗(yàn)喝溫開水時(shí)，發(fā)現(xiàn)喝到杯底的水要比上面的涼些。對(duì)這種突如其來的問題，教材實(shí)驗(yàn)沒有，生活體驗(yàn)也沒大在意，怎么給學(xué)生一個(gè)科學(xué)信服的交代呢？只有用實(shí)驗(yàn)來解決！而一般的測(cè)溫實(shí)驗(yàn)，一個(gè)容器中的液體溫度只用一根溫度計(jì)來檢測(cè)，而要探知一杯水降溫過程中是否處處同步同值降溫，這還得想點(diǎn)辦法，于是在水的不同深淺部位分別懸置幾根溫度計(jì)的玻璃泡，結(jié)果發(fā)現(xiàn)開水在不同部位的水溫下降情況不一樣，在底部降得快些。這種解決問題的實(shí)驗(yàn)就是一種創(chuàng)新。三、自制教具創(chuàng)新一些物理實(shí)驗(yàn)沒有器材，或者器材不適合使用，使實(shí)驗(yàn)無法演示，這時(shí)候，教師可以自制教具來對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行突破創(chuàng)新。例1人教版九年級(jí)物理第十九章生活用電第1節(jié)家庭電路中，教材僅給出一幅家庭電路的組成圖，這幅圖的電能表鋁盤看不見轉(zhuǎn)動(dòng)，總開關(guān)無法操作閉合與斷開，不理解保險(xiǎn)盒的保險(xiǎn)作用，用電器之間也無法顯示彼此開關(guān)時(shí)互不影響的并聯(lián)關(guān)系，三孔插座的接地線更無法講解，于是按圖在一塊木板上用真實(shí)的家庭電路器材連接做成一個(gè)自制教具“家庭電路演示板”，教學(xué)時(shí)把該板在演示臺(tái)上一站，接通電源，拉開點(diǎn)燈，光亮一照，學(xué)生就好奇般關(guān)注起家庭電路的組成結(jié)構(gòu)來，發(fā)出盲音的電能表鋁盤在轉(zhuǎn)，表下四個(gè)接線孔中1、3孔接進(jìn)戶線，2、4孔接出表線，一目了然，稍作總結(jié)：“1、3進(jìn)，2、4出”，學(xué)生以后在生活中安裝電能表就有知識(shí)和技能了。把電路弄短路，很快發(fā)現(xiàn)保險(xiǎn)盒里的保險(xiǎn)絲因電流多大發(fā)熱多而自動(dòng)熔斷從而起到保護(hù)電路的作用，學(xué)生對(duì)此就能生動(dòng)了解保險(xiǎn)絲的保險(xiǎn)原理了……一個(gè)簡(jiǎn)單的自制教具“家庭電路演示板”就是能把教材上的死圖片創(chuàng)新搞活，使其躍然紙上，生動(dòng)有趣吸引學(xué)生，記住物理知識(shí)，終生難忘。例2人教版九年級(jí)物理“第十四章內(nèi)能的利用第3節(jié)能量的轉(zhuǎn)化和守恒”在介紹能量的轉(zhuǎn)化時(shí)，僅用一個(gè)類似于五行學(xué)說的文字圖來說明能量之間存在的種種轉(zhuǎn)化關(guān)系，顯然這是一種純理論的紙上談兵的教學(xué)模式，如果做出一個(gè)“能量轉(zhuǎn)化演示器”的教具：酒精燈燃燒，發(fā)出光和熱，表明化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化成光能和內(nèi)能，內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化成光能；酒精燈火焰對(duì)燒瓶加熱，瓶里的水蒸氣沖轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)的葉輪，表明內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)發(fā)出電來，表明機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化成電能；電使小燈泡發(fā)光，表明電能可以轉(zhuǎn)化成光能；電去驅(qū)使玩具布谷鳥扭頭開叫，表明電能可以轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。用這樣的教具，必使“能量轉(zhuǎn)化”的內(nèi)容創(chuàng)新、高效、生動(dòng)、有趣地展示給學(xué)生。四、 培訓(xùn)參賽創(chuàng)新在參培參賽中，實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新者人才濟(jì)濟(jì)，創(chuàng)新內(nèi)容豐富多彩，參與其中可以廣拓視野，借鑒他人，激發(fā)更多的創(chuàng)新智慧。例1在人教版八年級(jí)物理第三章物態(tài)變化第2節(jié)熔化和凝固“探究固體熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，海波在凝固時(shí)按實(shí)驗(yàn)理論應(yīng)該保持溫度不變，但實(shí)驗(yàn)中其在凝固時(shí)溫度反而在升高，這個(gè)問題一直困擾著這個(gè)實(shí)驗(yàn)，多年來沒有得到創(chuàng)新性的解決，在一次實(shí)驗(yàn)操作技能培訓(xùn)中，講解的老師用冷水取代原被加熱的水，海波凝固放出的熱被冷水吸走，這才使其凝固時(shí)溫度保持不變，從此，困擾我的這個(gè)實(shí)驗(yàn)才因培訓(xùn)學(xué)習(xí)有了創(chuàng)新性的解決。例2人教版八年級(jí)物理第八章運(yùn)動(dòng)和力第3節(jié)摩擦力“研究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”實(shí)驗(yàn)，我的思維總跳不出一塊板、三個(gè)面、測(cè)力計(jì)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，但在一次?shí)驗(yàn)技能大賽中看到參賽老師自制的“摩擦力神器”時(shí)，我整個(gè)教材實(shí)驗(yàn)的概念被徹底顛覆革新，眼前一片豁然開朗，感覺老師們的智慧真是無窮無盡，覺得只有博采眾長(zhǎng)，見多識(shí)廣，才能借他山之石來攻自己的創(chuàng)新之玉。五、 媒體學(xué)習(xí)創(chuàng)新以前學(xué)習(xí)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的媒體橋梁僅為書刊資料，隨著社會(huì)的發(fā)展，電腦網(wǎng)絡(luò)、電視