利用日常器具做初中物理实验的尝试

1、问题提出

九年义务教育《物理课程标准(实验) 》提出了三维教学目标的要求，同时要求初中物理课程应改变过分强调知识传承的倾向，让学生经历科学探究过程，学习科学探究方法，培养学生的探索精神。而物理实验不仅有利于教师和学生对知识与技能的教与学，对其它二维教学目标即过程与方法、情感、态度与价值观的落实也是其它教学手段和方法所不可替代的。

实验室的课程资源不仅局限于实验室的现有设备，学生身边的物品和器具也是重要的实验室资源。利用日常器具做实验，不仅具有简便、直观等优点。而且有利于学生课外自己动手操作，以发展学生的独立实验能力。在这些实验中，学生能充分观察物理现象的发生、发展的全过程，从而反复品味其中的物理原理。学生开动脑筋，利用自己制作的仪器设计实验，完成自己提出的课题，这样更有利于培养学生的创新意识和实践能力。因此，倡导用日常器具做实验，是全面提高学生科学素养的需要，也是开发与利用实验室课程资源的基本途径之一。以下是我们在二年多的时间里，自制或带动学生利用日常生活器具动手自制的教学用具，这些看似简单的教学用具，在实际教学中却发挥着巨大作用。

2、实际做法

实验是物理课程改革的重要环节，是落实物理课程目标，全面提高学生科学素养的重要途径，也是物理课程改革的重要课程资源。九年义务教育《物理课程标准(实验) 》的很多教学内容是通过科学探究活动来学习的，因此应该逐步做到大部分物理课在实验室中进行，要为达到这一目标创造条件。

2.1 运用日常器具做小实脸，激发学习兴趣

例如，学习“惯性，惯性的应用”之前，用一只盛满水的玻璃杯，提示学生注意观察:当水杯突然向左运动时，水向什么方向滋出? 当水杯突然停住时，水又向什么方向溢出?

学生将上述现象观察清楚之后，将水杯放在讲桌上。用硬塑料片盖住杯口，杯口的塑料片上放一个鸡蛋。提示学生注意观察:当用木棒打击塑料片时，产生什么现象? 装置很简单，学生却觉得很新鲜，好奇的目光紧紧盯着鸡蛋。当举起木棒突然向塑料片打去，“啪”的一声，塑料片飞离了杯口。同时，“吸”的一声，鸡蛋落人了杯中。顿时，“再来一次”“再来一次”的欢呼声此起彼落。此时又拿出两个玻璃杯，让三个盛水的杯子在讲桌上排成一行，用一张硬塑料片同时盖住三个杯口，杯口的塑料片上各放一个鸡蛋，用木棒快速打击塑料片，伴随着清脆的“啪”、“波”声，塑料片飞离了杯口，三个鸡蛋同时落入了各自的杯中。学生情不自禁地爆发出一阵阵热烈的掌声。待学生激动的心情稍稍平静，提问道:当水杯突然向左运动时，为什么水向右溢出? 当杯突然停住时，为什么水向左滥出? 为什么鸡蛋不随塑料片飞走而落人杯中? 同学们回家自己利用这些器具做一做，看行不行? 这种利用日常用品做实验引人课题的方法，激发性强、兴趣浓，充分调动了学生的学习积极性和动手欲望。

再如，在演示托里折利实验后，引导学生用一大盆水，十几米塑料软管

在盆中装满水，封闭一端并上楼观测水能上升多高; 再改用盐水研究。这样既激发了学生学习兴趣，又加深了对课本知识的理解。

还有，在组织学生户外利用太阳光做凸透镜和凹面镜取火的实验，比赛谁先让纸片燃烧，就有的学生将白纸用铅笔涂黑再去取火，结果实验效果要好的多。充分培养了学生的创新意识和实践能力。

可见，只要教师认真探索，根据具体情况增添或更新实验方案，利用身边的物品多做实验，可以增加趣味性和启发性，全体学生会自然进人角色，能达到良好的教学效果。

2.2 创造性地设计小实脸，让学生真正理解物理概念，突破教学难点

(1)巧用挂衣架，帮助学生正确建立物理概念

例如，有位老师在上《杠杆平衡条件》这节公开课时。为了让学生真正理解杠杆平衡概念，她上课时先做个非常简易而又精彩的实验。

“挂衣架平衡”实验:

选用一个很规范的带夹子的挂衣架，然后在两边夹子上分别夹了一只儿童新袜子，出示给大家观看，问这个杠杆是否平衡? 大家异口同声地回答:平衡，因为它在水平方向上静止了。然后，这位教师从口袋里摸出一只儿童魔术手套，把它再夹在一个夹子上。发现挂衣架发生了偏转，倾斜了，过一会儿，也不动。这时，她再问学生，此时的挂衣架处于平衡状态吗? 谁知，大家又一起回答，不平衡。虽然，学生这时答错了，但我心里特别高兴。于是，在此最佳时期，讲解挂衣架虽倾斜了，但仍是静止的，也是处于平衡状态。很自然地引入杆杠平衡的概念。

师生归纳:当杠杆在动力和阻力作用下静止或作缓慢的匀速转动时，就说杠杆平衡了。

(2)妙用乒乓球化解浮力教学中的难点

实验:浮力方向总是竖直向上的

浮力的方向在初中物理教材中，没有专门的实验直观显示，学生虽能理解浮力的方向是向上的，但理解“总是竖直向上的”就有一定的困难。为了突破这一难点，课题组成员设计了如下一个实验，让学生眼见为实。

将软线的一端用透明胶固定在乒乓球上，线的另一端固定在容器的底部，往容器中灌水，乒乓球浮在水中，此时系着乒乓球的线是竖直的，说明乒乓球受到水的浮力是竖直向上的。将容器倾斜，系乒乓球的线仍然是竖直的，说明乒乓球受到的浮力仍是竖直向上的。向不同方向倾斜容器，会看到线总是竖直，所以浮力方向“总是竖直向上”的。课后布置学生回家找器材自制，并进行比赛看谁材料选取得巧，实验演示效果好。后来几天，有不少同学拿来自制的实验器材。

(3)一物多用—塑料饮料瓶做多个小实验

①压缩体积气体液化演示

拧开瓶盖，滴入几点乙醚，拧紧瓶盖后，稍待一会，蒸发，乙醚液体不见了。当用手挤压瓶体时，乙醚液体重新出现在瓶壁上。这表明压缩气体体积，

气体被液化。

②碘的升华与凝华演示

拧开瓶盖，用匙加入少些固态碘，拧紧瓶盖后，竖起将含有碘的瓶底，放入烧杯中的沸水中，就会观察到紫色的碘蒸气从瓶底上升，到瓶子的上部重新凝华成闪闪发光的碘晶体。此时摇动饮料瓶时看到瓶底的碘仍然是固体。 ③演示空气有浮力

人类长期间生活在空气中，对空气的浮力适应，感受不到有浮力的存在。有下面的实验使学生直接体会到空气中的物体有浮力。用打气筒给多功能瓶充气，然后气球套紧在气门芯上，并用线系好。放在天平上使天平平衡。将套在气球内的螺丝帽松动，使气球膨胀，天平左端上升，是浮力变大的缘故。 ④演示空气有质量

空气有质量是理解大气压强的关键。在新教材中没有编排这一实验，我们增加了该实验，天平调平后，将“多功能瓶”放在天平左盘上，右盘加砝码使天平平衡; 用打气筒往“多功能瓶”中充8-9次后，再放在天平左盘上，发现左盘迅速下降。要使用天平再平衡，需要往右盘加1g 多的祛码。这表明空气有质量。

⑤演示对外做功内能减小

打开瓶盖，滴入几滴乙醚，拧紧瓶盖，在用打气筒充气后，看见瓶内有乙醚蒸发透明。然后慢慢松开瓶盖。同学们会看见瓶内的“白气”，这表明气体对外做功，内能减小，温度降低而使乙醚液化。

⑥演示一组光学实验

如:用一个1000毫升的方形白色可乐瓶，在瓶壁的中部用胶布固定一平面镜并装半瓶水，拧紧瓶盖。配一个激光笔可做如下光学实验:光在空气中沿直线传播(瓶上部) 、光在液体中沿直线传播(瓶下部) 、光的反射、光的折射(瓶横着放) 。

2.3 利用日常器具进行小制作要手脑并用，重在创新

例如，做阿基米德原理实验，缺少溢水杯，组织学生用汽水瓶，截去底部，然后在盖中插人一根吸管，便可制成溢水杯。

再如，用收集的废钢锯条可以做许多实验。例如:振动发声; 音调跟频率的关系; 响度跟振幅的关系; 力使物体产生形变; 磁化、磁极间的相互作用等等。 还有，通过搓手发热的活动来感受摩擦生热; 用手打桌子，手感到痛，说明力的作用是相互的。用手将空杯子(或皮球) 慢慢压人盛水的盆中，让学生感受手掌受力的变化。从而初步体验物体排水多少与浮力大小的关系。还可以用盛水的玻璃杯和球形烧瓶代替凸透镜来研究成像规律; 用盛水玻璃杯代替三棱镜观察太阳光的色散; 透过小水滴观察电视荧光屏上的三原色等。

通过以上几例，我们认为:设计简单教具，是低成本而智慧不低，成本低而价值不低。

3、反思

3.1 思想观念还有待进一步转变和更新

使用身边随手可得的物品进行探究活动和各种物理实验，可以拉近物理学与生活的距离，让学生深切地感受到科学的真实性，感受到科学和社会、科学和日常生活的关系。

另一方面，由于这些物品本来的用途并不是进行物理实验，所以这种做法本身就是一种创新。所以，我们物理教师要转变观念，不能把低成本实验仅仅看作解决实验器材不足问题的权宜之计，而是要大力开发和利用日常生活用品作为我们教学用具。

3.2 教师素质和责任感有待进一步提高

利用日常生活用品做实验，对教师的业务素质要求很高。不仅自己要动手参与设计和制作，还需要指导和帮助学生进行小制作、小发明。不仅需要专业知识，还需要一定的动手能力。一部分教师已经习惯于过去传统的教育教学方法，转变教育教学观念适应此次课程改革有一定的思想顾虑，当心学生在中考中考不出好成绩，影响自己在领导、同行和学生家长心目中的地位。不愿意提高自己这方面的素质也是制约开发与利用实验室课程资源的原因之一。所以加强教师知识培训和专业素质培训同等重要。