谈朴素实验素材对学生的影响

谈朴素实验素材对学生的影响

台盘中学 欧光壮

物理学是一门实验科学，物理规律的建立和物理理论的验证都与实践密切相关。物理课程标准指出：使用身边随手可得的物品进行探究活动和各种实验，可以拉进物理学和生活的距离，让学生深切的感受到科学的真实性„„。所谓身边器材做物理实验是指那些材料易得、简便易做、趣味性强、形象生动、效果明显的物理实验。如利用（1）日常生活用品；（2）价值低廉的器材；（3）废旧器材甚至废弃物品；（4）身边随手可得的实验替代品；（5）现成的非专用的仪器、器材代用；（6）自制的实验器材来取代实验室专用器材等来进行实验。利用身边器材做实验，并不是实验器材的简单替代，而是使实验装置更简化、实验现象更明了。“真正有价值、有生命力的身边实验真正的魅力是它可以做到成本低而聪明不低、成本低而技术不低、成本低而价值不低。”苏州大学朱正元教授曾积极倡导“坛坛罐罐当仪器，拼拼湊湊做实验。”瓶、水、纸、线、铁丝、木棒、玩具等都能作为实验器具，尽可能不花钱就能做实验，从实验中享受学习的乐趣。其宗旨是，一方面通过利用生活中的廉价材料开展物理实验教学可以解决或缓解实验器材短缺问题，满足中学开展物理实验教学的需要；另一方面通过利用生活材料、物品或器具做物理实验，可以提高学生对物理的学习兴趣、培养学生动手能力和实践能力。

尤其在农村地区实验设施欠缺的情况下，我们所设计的实验就更应该用材简单易寻，就地取材，如利用生活中的廉价材料(如橡皮筋、气球、鸡蛋、土豆、蜡烛、塑料袋) 、易得材料(如水杯、钢勺、塑料尺、硬币) 和废旧材料(如易拉罐、饮料瓶、牙膏皮) 等。

例：

1、声音能在液体中传播的实验：先将闹钟装入塑料袋内，并用一根长线密封好，然后把它慢慢浸没于水槽中。

2、在真空不能传声音的实验：装置的气密性和抽气机的质量都会影响实验效果。选用暖水瓶、保温杯做实验，效果会更好。将音乐芯片的开关打开，音乐声响起，然后将其放入空的暖水瓶中，塞紧瓶塞，音乐声消失。实验设计时用极易寻得的暖水瓶克服了课堂上制备真空的难题，实验对学生来说感到格外亲切，

拉近了物理学与生活的距离，让学生深切地感受到科学的真实性，科学和日常生活的关系。

3、感受减小摩擦力的方法实验：教师先在一个容量为2﹒5升的雪碧瓶里装满水，旋紧瓶盖，然后让一位力气小的女生手握雪碧瓶，将其举高，女生轻而易举的完成。接着在雪碧瓶外表面涂上洗洁剂，再请一位力气大的男生重复女生的动作，他使出全身力气，结果也没有把雪碧瓶举起来。通过这个对比实验，课堂气氛迅速活跃起来，学生的好奇心和探究欲望一下被调动起来。

4、生活中的凸透镜：要求学生课外收集身边的一些凸透镜，并用他们来观察身边的物体，学生们收集的凸透镜可谓五花八门：盛满水的玻璃杯、盛满水的透明气球、盛满水的饮料瓶、盛满水的一次性塑料杯、盛满水的废旧灯泡、玻璃球(如跳棋) ，甚至还有自己磨制的冰块等。学生的积极性很高，对观察的结果也很好奇。这样的课外小实验简单易做，取材容易，不受条件限制，拉近物理学与生活的距离，对学生的独创性、想象能力的培养有极大的好处。

5、一支铅笔就可以做多个物理实验

（1）重力的方向总是竖直向下的：把铅笔无论朝哪个方向抛起，最后总是落向地面，请说明其中的物理道理；

（2）其它条件相同时，滚动摩擦力比滑动摩擦力小；

（3）固体传播声音效果好：静静的考场中，我们能听到自己书写的声音．现在，将你的耳朵贴在桌面上，继续写字，你听到的书写声有什么不同吗？写下你的感受，并说明其中的物理道理：感受：听到的写字声比原来响了；

（4）测细铜丝的直径：将细钢丝紧密绕在铅笔上，绕若干圈后用刻度尺测量，测得细钢丝的直径

（5）光的折射实验：用玻璃杯、水和铅笔做光的折射实验，在玻璃杯中装入半杯水，再将铅笔插入水中，发现铅笔的水中部分看起来变折了，这是由于光的折射的现象；

（6）光的直线传播实验；

（7）区分导体和绝缘体：

将铅笔两端都削好，若将铅笔芯和灯泡连入电路，灯泡发光，说明铅笔芯是导体；若将外部木材和灯泡连入电路时，灯泡不亮，说明木材是绝缘体。

（8）说明滑动变阻器的原理

将铅笔的木材劈开露出铅笔芯，将铅笔芯的两端连入电路，这时灯泡发光，调节其中一端线头在铅笔芯上的位置，即减小铅笔芯接入电路的长度时灯泡变亮；若再增加铅笔芯接入电路中的长度时，灯泡变暗。说明滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻大小的。

（9）探究声音的传播：将铅笔一端放在口中，轻轻敲笔杆几下，再用牙齿咬住笔杆轻敲笔杆几下。发现后者的声音比前者大得多。因为前者声音是经过空气传到耳膜的，后者声音是经过牙齿、骨骼传到耳膜的。

6、光的直线传播实验（塑料吸管和激光笔）：把吸管拉直，用激光笔射一束光从一管口入射，会从另一端射出，说明光在空气中是沿直线传播的；把吸管弯折，用激光笔射一束光从一管口入射，不会从另一端射出，说明光在空气中是不可能沿曲线传播的。

7、请你利用一个矿泉水瓶、一块海绵、两张纸、一枚铁钉、适量的水，设计二个物理小实验，要求写出实验的做法、可能观察到的现象及简要的说明。

9、用饮料瓶做实验

（1）液体传声

用细线系好三把旧钥匙，放入盛水的大饮料瓶内并上下抖动细绳，你听到了什么？

（2）钟声响起

将两个饮料瓶都剪去底部并做成喇叭状，用细线系在瓶口的瓶盖上，再用细绳的中间部分系住一把钢勺。将两个喇叭口罩住两只耳朵并贴紧耳根，并用钢勺去撞击桌子等物品时，你能听到什么？继续让一个学生手提着细线并用钢勺碰撞课桌，再谈谈手上的感受。

（3）听心跳

剪下饮料瓶上半部并在瓶盖上打孔后插入一段塑料软管后，将做好的漏斗部分靠近胸部，软管另一端靠近右耳。移动漏斗的位置，一定要仔细听听，可以找到心跳最强的位置处于胸部左侧。

（4）音调与频率的关系

将饮料瓶剪去底部，瓶壁剪成齿状，瓶盖钻孔后用筷子紧紧插入，做成频率计。用右手捻转筷子，同时用齿去碰纸片，当快转或慢转时，你听到的声音有什么不同呢？

（5）打击乐器

收集几个相同的大饮料瓶，向瓶内倒入不同高度的水，用筷子敲击瓶子，瓶子会发出不同的声音。仔细调节水量，可使各瓶发出不同的音调。

（6）排箫

振动的瓶体和水能够发声，瓶内被吹动的空气也可以发声。将饮料瓶从大到小排列，口部排齐后用胶带绕在瓶壁上，把3个瓶子固定在一起。双手握住瓶壁，嘴唇分别靠近瓶口吹气，就可以听到不同的声音。

（7）大气压的存在：用塑料瓶装半瓶热水，盖上瓶盖。稍冷却后，瓶变瘪了。再取一饮料瓶灌满水并拧紧瓶盖后，把它倒置在盛有足够多水的玻璃水槽中，在水中把瓶盖拧下来，抓住瓶子向上提，但不露出水面发现瓶里的水并不落回水槽中。（可以换更高的饮料瓶做“对比实验”，为托里拆利实验的引入打好基础。）还可以在此实验的基础上，在瓶底打孔，立刻发现瓶里的水流回水槽中。原因是瓶子内、外均有大气压相互抵消，水柱在本身重力的作用下流回水槽，这里又形成以前所学过的连通器。

（8）液体压强的特点和失重状态：取一只旧塑料瓶（如可乐瓶），在瓶的一端侧壁上钻几个小孔，用手指堵住小孔，向瓶中装满水（向水中滴几滴红墨水，便于看得更清楚），松开手指，则水就会喷射出来且远近缓急不相同。这是水的重量产生的压强对瓶壁的作用，且随深度的增加而增大。如果松开了拿瓶的手，让瓶自由下落，这时可以看到水立即停止喷出。这是因为正在自由下落的水处于完全失重状态，水层之间不再存在压力，故水不会从孔中流出。

（9）研究“压力作用的效果与压力、受力面积的关系”实验：在研究“压力作用的效果与哪些因素有关”的实验中，我们为学生提供的器材中也有饮料瓶和水，学生设计的实验如图4所示：学生向两个饮料瓶中装入不等量的水，然后放在两块海绵上，看到两个饮料瓶对海绵的凹陷程度不一样，装水多的饮料瓶使海绵凹陷较深（如图4甲乙所示）；在此探究的基础上学生向两个饮料瓶装同样多的水，一个正放在海绵上，另一个倒放在海绵上（如图4乙丙所示），此时学生会发现两个饮料瓶使海绵的凹陷程度也不一样，倒放在海绵上的饮料瓶使海绵凹陷得深一点。这实验为学生创造了质疑物理现象的机会，学生通过实验探究可以归纳出压力的作用效果与压力、受力面积大小都有关系这一结论。

（10）研究“凸透镜成像”实验：取一铅笔放在盛有水的饮料瓶后靠近饮料

瓶处，人眼透过饮料瓶会看到被放大了的铅笔的像（如图14所示），这有助于让学生理解凸透镜成像规律中的放大镜成像。

（11）研究“力的作用效果”：在学习力的初步概念时，学生用身边的饮料瓶很好的解答了力的作用效果：一学生用手按压瓶体，瓶瘪下去，回答说力可以使物体发生形变；另一学生在桌面上用力推瓶使瓶在桌面上滚动，回答说瓶由静止到运动，说明力可以改变物体的运动状态。

（12）证明“塑料是绝缘体”

将饮料瓶代替导线接入电路，闭合开关，发现与之串联的小灯不亮，表明塑料是绝缘体，不导电。

9、用乒乓球做实验

（1）演示微小形变

在乒乓球上打一孔并插入一支透明细胶管或玻璃管，内装有颜色水，用手挤压球两侧，可看到管中水位明显发生变化：说明体积变化，即球向内有形变。

（2）显示振动

用细线系一黄色（为了醒目）乒乓球靠近音叉放置，用锤敲音叉的一边，可以观察到乒乓球被不断地弹开。

（3）浮力产生原因

用较大的可乐饮料瓶剪掉底部，留下上半部倒置，将黄色乒乓球压在瓶颈处并注水，乒乓球不会浮起来，然后用手或瓶盖将瓶口封住，由于球和瓶之间渗水，当球下部集满水后，乒乓球会很快上浮。

（4）浮沉条件

三个相同的黄色乒乓球A 是原装，B 注适量水并封闭，使ρ=ρ水，C 是注入足量水，然后将三个球同时放入水中，A 漂浮，B 悬浮，C 下沉。结论：浮沉与F 浮和G 的大小有关系，ρ与ρ水有关系。

（5）压强与流速的关系。

玻璃漏斗口朝下，将乒乓球置于瓶颈处释放，球会掉下；若从上端吹气，则球会贴在颈处不会掉下。

（6）动能势能转化

球从一定高度落下，速度越来越大，重力势能减少，动能增加，势能转化为动能；从表面弹起上升，速度越来越小，势能增加，动能减少，动能转化为势能。

10、用试管做实验

（1）大气压存在的实验

（2）吸不走的饮料

准备一个干净的试管，在橡皮塞中插入一根干净的细玻璃管，在试管中装满饮料后，用橡皮塞将瓶口密封好，然后请同学用力吸，结果任你怎样吸，饮料就是吸不出来。这是由于没有大气压的作用，瓶中的饮料压不上来。

（3）自动上升的试管

取一只粗试管，再取一只口径比粗试管稍小一些的细试管。首先将粗试管装满水后，再将稍细的空细试管插入粗试管中至大约一半深度处时，迅速将两试管倒置过来，放开细试管后，则会看到细试管并没有落下来，而是在粗试管内缓缓上升。这是由于细试管的上端没有大气，在大气压的作用下，细试管上升。

11、用塑料尺做实验

（1）音调高低与频率的关系

用一塑料尺压在桌面的边缘，伸出不同的长度，用相同的力拨动伸出端比较音调的高低。

（2）响度与振幅的关系

用一塑料尺压在桌面的边缘，伸出一定长度，用有同的力拨动伸出端比较响度的大小。

（3）演示力可以改变物体的形状

用手握住塑料尺的一端，用另一只手压另一端观察形变，并可改变力的大小，比较形变程度。

12、蒸发吸热有降温作用实验：设计魔术“烧不坏的手帕”来帮助学生理解。在教学中，教师先提出问题:“在电影、电视节目中，演员身着熊熊大火却没被烧伤? 这是什么原因? 消防队员为什么披着湿棉被就冲入火海救人? ”接着让学生们做这样一个小实验:取一块小的布制手帕，一杯混合液体(酒精和水按7:3比例混合) 。把手帕侵入液体后取出，放在蜡烛上点燃，这时看到手帕燃起熊熊的火焰，稍后火焰逐渐熄灭，手帕却完好如初，学生们感到很惊奇，从而激起学生探索其秘密的欲望。

13、大气压强的存在实验：可以用魔术表演的方式来创设教学情景，在一个盘子中装上一些水，在水中放上一枚硬币，教师问:“有谁能够在手不湿的情况

下拿到硬币? 要求不能将水倒掉，也不能借助木棍、磁铁、手套等工具。”学生的好奇心一下被激发起来，接着教师在学生们都想不出办法的情况下，拿出一个大的空烧杯，将一团纸燃烧后塞入烧杯，然后迅速倒扣到盘子中。此时，奇怪的现象发生了，只见盘子中的水一会就进入了烧杯，刚才还沉在水底的硬币已经完全暴露在大家面前，很容易就可以按要求取出硬币了。用魔术的方式来引课，趣味性强，使学生在感官上受到很大的冲击力，有利于调动学生主动参与到学习活动中来。总之，在现实生活中，学生身边可以用来做实验的物品比比皆是。可以利用的资源十分丰富，我们缺少的不是资源，而是发现资源的慧眼和设计实验的智慧。上述实验材料都来源于学生的生活，经济实用，易取、易得，用来设计物理实验，现象明显，形象生动，趣味性浓，简便易做，不仅可以使学生对物理现象获得具体生动的感性认识，加深对概念和规律的理解，而且还具有情感教育的重要价值，使学生深刻的感受到物理知识就存在于生活之中，它非常亲切、有趣、有用，并使学生养成主动利用身边的物品进行科学探究的意识和习惯，培养学生乐于探究生活中的物理道理的愿望和态度。

14、学校、教室的设施、器具可挖掘的实验资源

观察电铃的振动，可了解声音的产生。利用教室里的课桌的对接和分开，探究声音在固体中的传播条件。打开投影仪，可观察到投影仪和银幕之间的一段距离内，光是沿直线传播的，特别是在晚自习时，关掉教室的灯，效果更为明显；还可以移动投影仪或移动银幕改变投影仪和银幕之间的距离，观察相距变化对凸透镜成像大小的影响。

15、教师、学生身边的物品可挖掘的实验资源

将粉笔折断，按原茬口对接后轻轻晃动掉不下来，说明分子之间存在引力的作用。利用黑板擦的正反面与讲桌的相对运动，演示摩擦力与接触面粗糙程度的关系。为什么鞋底刻有花纹？（增大鞋底与地面之间的摩擦力，防止地面光滑使人摔倒）为什么人穿的袜子太光滑了，鞋容易掉下来?(说明接触面越光滑，摩擦力越小) 为什么书包带做得很宽?(增大受力面积，减小有害压强) 为什么钢笔在太光滑的纸上写不上字？（纸面太光滑，摩擦力太小）

“百闻不如一见，百见不如一练”。让实验贴近生活，巧用身边之物，强化物理小实验的探索，让学生“经历中有感悟，交流中有学习，实践中有提高”。 多用身边的朴素实验素材，就地取材，培养学生探索兴趣，促进对自然科学的热爱，

拉近对抽象知识的理解，有利于开展物理教育教学工作。

参照文献：贵阳市第三中学 姚志鹏《朴素实验素材——就地取材 带动学生》