初中物理创新实验设计技法

吴继阁

充分挖掘教学资源，拓展实验创新思路，设计创新实验，激发学生好奇心和求知欲，调动学生探究积极性，就能培养学生创新精神。

1利用物理原理创新设计

利用物理原理进行实验创新设计，既可以作为新课引入的实验，为新知识的学习做好铺垫，也可以作为新知识学习后的考查性实验，考查学生对新知识的掌握情况。考查学生能否灵活运用新知识来分析实际问题。

“摩擦”教学引人，运用滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度之间的关系设计如下一个创新性实验：让两位身体状况接近的同学到前面做“拔河”比赛游戏。两同学分别在板凳一端下面用一只手掌托住板凳，其中一位同学所托板凳一端上放些重物。两同学同时向两边拉，让学生猜测哪位同学会胜出，并分析胜出的可能原因是什么。两同学分别在板凳一端下面用一只手掌托住板凳，另外，在刚才失败的同学手掌和板凳之间垫上一块毛巾，两同学同时向两边拉，让学生猜测哪位同学会胜出，并分析胜出的可能原因是什么。学生对实验现象非常好奇，激发了学生的兴趣和探究欲望，为下步的探究学习打下了基础。

2移植物理模型创新设计

研究物理问题经常要建立物理模型，物理模型也可应用于实验创新设计上。把物理模型有效移植到新的物理场景中，就能创设新的实验。

《电阻》教学中，在得出电阻大小决定因素后，为考查学生的观察能力和应用知识分析问题的能力。利用电阻模型创新性设计的考查实验，实验分两步操作：第一步将两铜板逐渐放人硫酸铜溶液(导体)，观察灯泡的亮度情况，并解释产生这一现象的原因；第二步将两铜板向中间靠拢，观察灯泡的亮度情况，并解释产生这一现象的原因。这里相关知识不太直观，具有隐蔽性，要发挥学生的想象力，从硫酸铜溶液中抽象出两极板之间的硫酸铜柱状导体。这个柱状导体就是一个电阻模型，随着导体的横截面积(插入时)及长度(靠近时)的改变，电阻随之改变，灯泡的亮度随着改变。这里学生要用非常规的思想去构建模型化的导体，发挥了学生思维的创造性。

3利用生活资源创新设计

自然现象、日常生活与物理是密切相关的，自然现象和生活中蕴含着许多物理知识，自然界和人们的生活是丰富的物理教学资源，有待于物理教育工作者开发利用。

在《磁体与磁极》教学中。利用生活中的现象创设了如下一个实验考查学生解决实际问题的能力，并引入新课教学。现在有一铁片不慎掉到了一个大杯中(出示)，在不湿手的情况下，你能不能把铁片从杯中取出，请说出你的做法，并动手做一做。此问题情景新颖，富有创意，问题一出，学生情绪很高，思维活跃，跃跃欲试。学生提出很多解决方案，其中比较好的方案是用磁铁沿杯壁把铁片移至水面后取出。此问题的提出既培养了学生创造性解决问题的能力，又引出了课题，充分调动了学生的学习积极性和主动性，为整堂课的学习打下了良好的基础。

4突破难点创新设计

物理教学还有许多难点需要我们通过各种办法实现突破，实验教学是突破教学难点的常用办法，改进完善实验设计，实现实验创新，突破教学难点。

在进行浮力方向教学时，对于浮力的方向是竖直向上的，多数教师都是依据一些物体放在水中松手后上浮来说明的，也有一些教师利用静态的实验来说明。这些做法都缺乏足够的说服力，学生的头脑中对浮力的方向是竖直向上的还是模糊的，还需要进一步改进实验实现突破，为突破这一难点，设计如下实验：动态实验操作，可以充分说明浮力的方向是竖直向上的。将乒乓球用细线拴住，细线一端固定在烧杯底部，向烧杯内倒水，随着水面的上升，乒乓球也在跟着上升，将重垂线跟细线放在一起，二者完全重合，说明浮力的方向是竖直向上的，与重力方向相反。将烧杯逐渐倾斜，但是，细线始终沿竖直方向，说明浮力方向总是竖直向上的。

5打破思维定势逆向思维创新设计

实验设计不能墨守陈规，敢于且习惯于打破思维定势，才能更好地实现创新。物理教学中运用逆向思维，可以实现创新实验设计。

有关大气压的教学，“瓶吞鸡蛋”是大家常做的实验，普遍的做法是在广口瓶内点燃纸片，加热瓶内空气，瓶内空气膨胀后排出部分气体，把煮熟去壳的鸡蛋放在瓶口，内部空气遇冷收缩，在外界大气压的作用下，鸡蛋被吞入瓶内。为了延长“吞蛋”过程，用烧瓶(径细长)和鹌鹑蛋来做，效果非常明显，学生兴趣昂然，且在“瓶吞蛋”完成后，进一步拓展发散学生思维，让学生思考如何使鹌鹑蛋出来，学生借助逆向思维想出如下两个办法：

1在烧瓶倒置情况下使鹌鹑蛋处于瓶径内口稳定不动，然后把烧瓶放人热水中，内部气体受热膨胀，即可向上压出鹌鹑蛋；2将烧瓶倒置。使鹌鹑蛋处于瓶径内口，向烧瓶上方倒热水。内部气体受热膨胀，即可向下压出鹌鹑蛋。此实验过程缓慢，效果显著，利于激发学生兴趣，易于启动学生思维，培养学生的发散思维和逆向思维能力。和创新能力。