生活化实验伴你走进物理殿堂

王高

【摘 要】本文探索了生活化实验对物理教学的促进作用。教师应当激发学生做实验的欲望，促进知能的共振，强化思维的训练，助长学生的智慧，引领学生走进物理的殿堂。

【关键词】中学物理 实验生活化 思维 智慧

达·芬奇说过：实验是科学知识的来源，智慧是实验的女儿。物理学是一门实验科学，物理定律的建立，无一不以实验为基础，并受到实验的检验。物理实验既是物理学习的重要内容，更是培养学生基本实验技能和科学素质、形成主动探索精神的主要方法和手段。现实中由于受实验器材、场地、时间等因素的限制，加之很多学生对实验有着神秘、敬畏之感，致使学生对于实验是“爱她在心手难动”。实践告诉我们，开展生活化实验是推进实验教学前行的有效途径之一。

生活化实验是指人们利用日常生活中的资源，通过人为控制条件、有目的地实施观察与探索物理规律的实验活动。它与利用实验室器材开展实验的不同点在于：一是在资源利用上，生活化实验是直接利用人们日常生活环境中可以利用、开发的物质资源，包括生活用品、学习用品、废旧物品、玩具等开展实验，也可利用这些资源自制一些实验仪器，做到了“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”。二是在实验方式上，生活化实验常常为达到某种目的而采取灵活与简便的方法与形式，实验过程中较好地体现了自创性、趣味性、简易性。李政道曾说：“自己动手做的仪器，永远比买的好，这是一条定理。”三是生活化实验不仅仅是一个解决实验器材的问题，更重要的是体现一种重要的教学思想，它无声地告诉学生，物理学就在你身边，实验来源于生活，并不神秘，我们都可以用身边的许多生活资源自己动手做实验，能亲身体验到其中的乐趣，享受“我的实验我做主”。

物理新课标提出：倡导利用日常器具做实验——实验室的课程资源不仅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资源。生活化实验不仅具有简便、直观等优点，而且有利于学生动手操作，发展学生的实验技能，培养学生的创新意识。可以说生活化实验中蕴含着丰富的智慧、众多的技术和较高的教育价值。因此，开发智慧高、教育价值功能大的生活化实验应该是物理教学的价值追求。

1.激发实验的欲望。

生活化实验的一个重要特点是易于实现学生自己的动手操作、动眼观察、动脑思考，它是一种目的性和操作性都很强的实践探索活动，生活化实验形式多样，内容丰富多彩，类型和层次千差万别，课内课外都可以进行，通常有以下几种形式：（1）用日用品替代实验器材；（2）用生活器材改进实验；（3）用生活物品进行实验探究活动；（4）开展小制作、小实验、小发明活动。它们能满足不同学生的需要和爱好，满足学生的动手操作欲望，培养学生的观察能力和探索兴趣，有利于发展学生的个性特长。

例如，滑动摩擦力的方向判断是一大难点，学生比较难以把握。我们可以让学生自己动手做实验：把一张白纸平放在课桌面上，将一枚硬币放在白纸的中央部位，并在桌面和纸上描下硬币的初始位置，用手捏住白纸的一端，迅速向右拉动白纸，记下硬币离开纸时的位置。让学生描述硬币的运动：硬币相对桌面向右运动，相对纸面向左滑动。再分析硬币在白纸上所受摩擦力的方向，这时学生自己就能领悟到：滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，它可能与运动方向相同；相对运动中“相对”的物体是指与该物体直接接触的物体。

这个实验简单易做，现象明显，自己就能解决学习中的问题，得到成功的满足，从而树立起自信心，能够激发起实验的欲望与学习的兴趣。

2.促进知能的共振。

生活化实验可以拉近物理学与生活的距离，让学生深切地感受到物理就在身边，能够深刻地理解深奥的物理知识，感受自然科学的真实性，感受科学和社会、科学和日常生活的关系，并能用所学知识去分析问题、研究问题和解决问题，促进理论知识学习与能力提升的共振。

在认识“抛体运动的等时性”时，我们设计了一个“射猴”实验：在一张A4纸上画一只猴子，纸的下端卷入一支较重的笔，用胶水粘牢。将一支水笔的笔杆尾部截去1/3后成为枪管，中部绑扎一根橡皮筋，用以发射“子弹”——水笔的笔芯，用线把猴靶挂在支架横杆上，如图1所示，在枪管中装好“子弹”，并水平瞄准猴子，把枪管上的橡皮筋套在子弹后方的端面上，将子弹从管中向后拉一段距离，用手指一方面压住挂猴靶的线端，另一方面压住笔芯“子弹”。当手指松开以后，“子弹”射出的同时猴靶也自由下落。你会看到猴靶正好被“子弹”击中。将靶子向上提高一些，书的左端也垫高一些，“子弹”斜向上瞄准猴靶，让猴靶与“子弹”同步启动，你会发现也能命中。

实验目的在于强化学生对运动等时性的认识，加深对运动合成原理的理解：平抛运动可以看成是沿水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合运动；斜抛运动也可以看成是沿初速度方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。更深层次的是培养学生通过自己设计实验来研究问题、发现规律的能力，实现知识学习与能力提高同步进行，相互促进，和谐发展。

传统的物理实验教学常常在一种所谓的学术性、理想化状态下开展，往往漠视学生的生活经验和生活问题，这样容易使学生对实验感到乏味并产生抵触情绪。将实验内容与解决生活问题巧妙融合到一起，可以让学生认识到物理实验能解答许多自己在生活中感到困惑的实际问题，“千言万语说不清，一看实验即分明”，感受到实验与生活的密切关系。所以，实验设计要以学生的生活世界为归宿，使学生把所学的物理知识与技能应用到自己的生活中，用以解决他们生活中的问题，改变他们的生活方式以及对生活的认识、态度和价值观。

3.强化思维的训练。

思维能力是学习的核心、学好物理的前提，学生自主地动手、动脑，是学生思维能力的培养和开发的一种重要形式。生活化实验中蕴藏着极其活跃的因素，是有价值、有生命力的实验，设计巧妙的实验，它的作用不只是了解、研究自然规律和获取信息，对于学生利用所学知识激发思维灵感大有益处，生活化实验的大部分器材让学生自己挑选，自己设计，本身就是培养学生发散思维和创造思维的过程，课堂教学中可以用来启发思维，有助于学生掌握好物理知识，增强解决问题的能力。

物理中的问题解决需要分析复杂变化的物理过程，建立物理模型，找出对应的规律，对于一些复杂的物理现象比较难以描述清楚，致使学生在解题中对某些物理现象半信半疑，从而形成障碍，影响解题的进行。指导学生做个简便易行的生活化实验是帮助学生顺利实现思维跨越的最好办法之一。

如图2所示，一物块在一个水平力F作用下沿斜面匀速运动，此力F的方向与斜面平行，某时刻将力F撤除，下列对撤除力F后物块运动的描述正确的是（ ）。

A.物块仍沿斜面匀速运动

B.物块沿原方向减速运动

C.物块将做匀变速曲线运动

D.物块将做非匀变速曲线运动

解析：在撤去拉力F之前物块匀速运动，说明物块受到拉力F和重力沿斜面向下分力G1（=mgsinθ）的合力和滑动摩擦力大小相等、方向相反，见图3，可知滑动摩擦力的方向指向左上方，由此可推知物体向右下方做匀速直线运动。当撤去拉力F之后，物体重力的分力G1（沿斜面向下）以及摩擦力f（与运动方向相反）所以合力为向左下方，如图4所示，所以运动方向会改变，摩擦力方向也就随之改变，重力向下的分力不变，所以合力也会改变方向，那么就会做非匀变速曲线运动。答案为D。

但有不少学生认为物块可以沿F方向做匀速运动，因为此时沿斜面向上的静摩擦力与G1平衡，F与水平方向的滑动摩擦力平衡，因此撤除力F后物块仍沿水平方向减速运动。问题的症结在于物块是否能同时受到静摩擦力和滑动摩擦力的作用呢？还是让实验来说话。

找一本大开本的厚书放在桌面上，一端垫高，构成一斜面，在书上放一块橡皮，调整坡度使橡皮能静止在斜面上。现用一支铅笔沿水平方向推动橡皮，你会发现，橡皮不是沿着水平方向运动，而是斜向下方做曲线运动。实验说明物体运动时，只受到滑动摩擦力作用，它的方向与相对运动的方向相反。

4.助长学生的智慧。

麦克斯韦说过：“一项演示实验使用的器材越简单，学生就越熟悉，就越想彻底地获得所验证的结果。”一个巧妙的实验设计除了器材上的合理选用以外，还包含精确的实验思想方法、实验数据的处理、规律的发现等。在这个过程中，不仅能够释疑解难，而且能够获得解决问题所需的智慧，提高解决实际问题的能力。

学生对光沿直线传播的认识是深刻的，而对于光导纤维传播光的过程是模糊的，我们设计了这样的实验。如图5所示，在可乐瓶的偏下部位打一小孔，置于平台上，玩具激光笔固定在铁架台合适的高度，使红色激光束能穿过可乐瓶正好从小孔穿出，射到对面的墙壁上，看到与激光笔等高的地方有一个红色亮点，说明光沿直线传播。用手堵住小孔，往瓶中装满清水，使光束对准小孔，放开手指，水从小孔流出来进入水槽，此时发现原来墙上的红点不见了，而水流变成了红色，水槽底部出现一红色亮点，说明光沿水流（弯曲）方向传播，呈现光导纤维导光现象。

生活化实验可以实现在实验选材或在结构方面进行某些独创性的改进，呈现出有别于书本实验的特点，给学生以创新、创造的启示，能有效地开发学生的智力和发展良好的非智力因素。

实验中往往需要动手自制仪器，改造或弥补自己实验所需。这里介绍一个利用旧饮料瓶制作的简易滴水计时器。

利用生活中的一些物品还可以演示一些奇特的物理现象，如磁屏蔽现象。如图6所示，将磁铁A用夹子固定在铁架台上。取1枚硬币B和1根细线，用粘胶将细线一端固定在硬币B的表面上，而将细线的另一端固定在铁架台的底座上。将B提起来置于磁铁下端1cm左右处，此时硬币能悬浮在空中。现将薄软铁皮C插入磁铁A和硬币B之间，结果硬币落到了桌面上。

这是由于软铁皮具有良好的导磁作用，所以从磁铁发出的磁感线大部分集中到软铁皮C上，而只有少量磁感线穿过软铁皮C，因此，在软铁皮C下面的磁感应强度减小，软铁皮C起到了磁屏蔽的作用。

还可以利用生活用品结合物理知识设计实验进行有关物理量的测量。如测量硬币与报纸之间动摩擦因数。

在生活和学习中，时刻做有心人，充分利用身边的生活资源，善于观察、善于思考、善于实践，发挥聪明才智，常见的生活资源便可变废为宝，成为实验资源。这就需要我们平时努力做到：看见一个生活物品就想这个物品能做什么实验，它有什么特殊的功能，与自己学习中做过的实验发生联想；对课本中或活动中的实验，思考可以用什么日常生活资源进行实验，能否可使实验效果明显、可见度大、具有奇异性、成功率高，或能否设计出另一个巧妙的方案等，逐步让生活化实验成为我们物理学习中的一种意识、一种习惯。

（作者系江苏省特级教师、教授级高级教师，现为南京市中华中学教师）

物理中的问题解决需要分析复杂变化的物理过程，建立物理模型，找出对应的规律，对于一些复杂的物理现象比较难以描述清楚，致使学生在解题中对某些物理现象半信半疑，从而形成障碍，影响解题的进行。指导学生做个简便易行的生活化实验是帮助学生顺利实现思维跨越的最好办法之一。

如图2所示，一物块在一个水平力F作用下沿斜面匀速运动，此力F的方向与斜面平行，某时刻将力F撤除，下列对撤除力F后物块运动的描述正确的是（ ）。

A.物块仍沿斜面匀速运动

B.物块沿原方向减速运动

C.物块将做匀变速曲线运动

D.物块将做非匀变速曲线运动

解析：在撤去拉力F之前物块匀速运动，说明物块受到拉力F和重力沿斜面向下分力G1（=mgsinθ）的合力和滑动摩擦力大小相等、方向相反，见图3，可知滑动摩擦力的方向指向左上方，由此可推知物体向右下方做匀速直线运动。当撤去拉力F之后，物体重力的分力G1（沿斜面向下）以及摩擦力f（与运动方向相反）所以合力为向左下方，如图4所示，所以运动方向会改变，摩擦力方向也就随之改变，重力向下的分力不变，所以合力也会改变方向，那么就会做非匀变速曲线运动。答案为D。

但有不少学生认为物块可以沿F方向做匀速运动，因为此时沿斜面向上的静摩擦力与G1平衡，F与水平方向的滑动摩擦力平衡，因此撤除力F后物块仍沿水平方向减速运动。问题的症结在于物块是否能同时受到静摩擦力和滑动摩擦力的作用呢？还是让实验来说话。

找一本大开本的厚书放在桌面上，一端垫高，构成一斜面，在书上放一块橡皮，调整坡度使橡皮能静止在斜面上。现用一支铅笔沿水平方向推动橡皮，你会发现，橡皮不是沿着水平方向运动，而是斜向下方做曲线运动。实验说明物体运动时，只受到滑动摩擦力作用，它的方向与相对运动的方向相反。

4.助长学生的智慧。

麦克斯韦说过：“一项演示实验使用的器材越简单，学生就越熟悉，就越想彻底地获得所验证的结果。”一个巧妙的实验设计除了器材上的合理选用以外，还包含精确的实验思想方法、实验数据的处理、规律的发现等。在这个过程中，不仅能够释疑解难，而且能够获得解决问题所需的智慧，提高解决实际问题的能力。

学生对光沿直线传播的认识是深刻的，而对于光导纤维传播光的过程是模糊的，我们设计了这样的实验。如图5所示，在可乐瓶的偏下部位打一小孔，置于平台上，玩具激光笔固定在铁架台合适的高度，使红色激光束能穿过可乐瓶正好从小孔穿出，射到对面的墙壁上，看到与激光笔等高的地方有一个红色亮点，说明光沿直线传播。用手堵住小孔，往瓶中装满清水，使光束对准小孔，放开手指，水从小孔流出来进入水槽，此时发现原来墙上的红点不见了，而水流变成了红色，水槽底部出现一红色亮点，说明光沿水流（弯曲）方向传播，呈现光导纤维导光现象。

生活化实验可以实现在实验选材或在结构方面进行某些独创性的改进，呈现出有别于书本实验的特点，给学生以创新、创造的启示，能有效地开发学生的智力和发展良好的非智力因素。

实验中往往需要动手自制仪器，改造或弥补自己实验所需。这里介绍一个利用旧饮料瓶制作的简易滴水计时器。

利用生活中的一些物品还可以演示一些奇特的物理现象，如磁屏蔽现象。如图6所示，将磁铁A用夹子固定在铁架台上。取1枚硬币B和1根细线，用粘胶将细线一端固定在硬币B的表面上，而将细线的另一端固定在铁架台的底座上。将B提起来置于磁铁下端1cm左右处，此时硬币能悬浮在空中。现将薄软铁皮C插入磁铁A和硬币B之间，结果硬币落到了桌面上。

这是由于软铁皮具有良好的导磁作用，所以从磁铁发出的磁感线大部分集中到软铁皮C上，而只有少量磁感线穿过软铁皮C，因此，在软铁皮C下面的磁感应强度减小，软铁皮C起到了磁屏蔽的作用。

还可以利用生活用品结合物理知识设计实验进行有关物理量的测量。如测量硬币与报纸之间动摩擦因数。

在生活和学习中，时刻做有心人，充分利用身边的生活资源，善于观察、善于思考、善于实践，发挥聪明才智，常见的生活资源便可变废为宝，成为实验资源。这就需要我们平时努力做到：看见一个生活物品就想这个物品能做什么实验，它有什么特殊的功能，与自己学习中做过的实验发生联想；对课本中或活动中的实验，思考可以用什么日常生活资源进行实验，能否可使实验效果明显、可见度大、具有奇异性、成功率高，或能否设计出另一个巧妙的方案等，逐步让生活化实验成为我们物理学习中的一种意识、一种习惯。

（作者系江苏省特级教师、教授级高级教师，现为南京市中华中学教师）

物理中的问题解决需要分析复杂变化的物理过程，建立物理模型，找出对应的规律，对于一些复杂的物理现象比较难以描述清楚，致使学生在解题中对某些物理现象半信半疑，从而形成障碍，影响解题的进行。指导学生做个简便易行的生活化实验是帮助学生顺利实现思维跨越的最好办法之一。

如图2所示，一物块在一个水平力F作用下沿斜面匀速运动，此力F的方向与斜面平行，某时刻将力F撤除，下列对撤除力F后物块运动的描述正确的是（ ）。

A.物块仍沿斜面匀速运动

B.物块沿原方向减速运动

C.物块将做匀变速曲线运动

D.物块将做非匀变速曲线运动

解析：在撤去拉力F之前物块匀速运动，说明物块受到拉力F和重力沿斜面向下分力G1（=mgsinθ）的合力和滑动摩擦力大小相等、方向相反，见图3，可知滑动摩擦力的方向指向左上方，由此可推知物体向右下方做匀速直线运动。当撤去拉力F之后，物体重力的分力G1（沿斜面向下）以及摩擦力f（与运动方向相反）所以合力为向左下方，如图4所示，所以运动方向会改变，摩擦力方向也就随之改变，重力向下的分力不变，所以合力也会改变方向，那么就会做非匀变速曲线运动。答案为D。

但有不少学生认为物块可以沿F方向做匀速运动，因为此时沿斜面向上的静摩擦力与G1平衡，F与水平方向的滑动摩擦力平衡，因此撤除力F后物块仍沿水平方向减速运动。问题的症结在于物块是否能同时受到静摩擦力和滑动摩擦力的作用呢？还是让实验来说话。

找一本大开本的厚书放在桌面上，一端垫高，构成一斜面，在书上放一块橡皮，调整坡度使橡皮能静止在斜面上。现用一支铅笔沿水平方向推动橡皮，你会发现，橡皮不是沿着水平方向运动，而是斜向下方做曲线运动。实验说明物体运动时，只受到滑动摩擦力作用，它的方向与相对运动的方向相反。

4.助长学生的智慧。

麦克斯韦说过：“一项演示实验使用的器材越简单，学生就越熟悉，就越想彻底地获得所验证的结果。”一个巧妙的实验设计除了器材上的合理选用以外，还包含精确的实验思想方法、实验数据的处理、规律的发现等。在这个过程中，不仅能够释疑解难，而且能够获得解决问题所需的智慧，提高解决实际问题的能力。

学生对光沿直线传播的认识是深刻的，而对于光导纤维传播光的过程是模糊的，我们设计了这样的实验。如图5所示，在可乐瓶的偏下部位打一小孔，置于平台上，玩具激光笔固定在铁架台合适的高度，使红色激光束能穿过可乐瓶正好从小孔穿出，射到对面的墙壁上，看到与激光笔等高的地方有一个红色亮点，说明光沿直线传播。用手堵住小孔，往瓶中装满清水，使光束对准小孔，放开手指，水从小孔流出来进入水槽，此时发现原来墙上的红点不见了，而水流变成了红色，水槽底部出现一红色亮点，说明光沿水流（弯曲）方向传播，呈现光导纤维导光现象。

生活化实验可以实现在实验选材或在结构方面进行某些独创性的改进，呈现出有别于书本实验的特点，给学生以创新、创造的启示，能有效地开发学生的智力和发展良好的非智力因素。

实验中往往需要动手自制仪器，改造或弥补自己实验所需。这里介绍一个利用旧饮料瓶制作的简易滴水计时器。

利用生活中的一些物品还可以演示一些奇特的物理现象，如磁屏蔽现象。如图6所示，将磁铁A用夹子固定在铁架台上。取1枚硬币B和1根细线，用粘胶将细线一端固定在硬币B的表面上，而将细线的另一端固定在铁架台的底座上。将B提起来置于磁铁下端1cm左右处，此时硬币能悬浮在空中。现将薄软铁皮C插入磁铁A和硬币B之间，结果硬币落到了桌面上。

这是由于软铁皮具有良好的导磁作用，所以从磁铁发出的磁感线大部分集中到软铁皮C上，而只有少量磁感线穿过软铁皮C，因此，在软铁皮C下面的磁感应强度减小，软铁皮C起到了磁屏蔽的作用。

还可以利用生活用品结合物理知识设计实验进行有关物理量的测量。如测量硬币与报纸之间动摩擦因数。

在生活和学习中，时刻做有心人，充分利用身边的生活资源，善于观察、善于思考、善于实践，发挥聪明才智，常见的生活资源便可变废为宝，成为实验资源。这就需要我们平时努力做到：看见一个生活物品就想这个物品能做什么实验，它有什么特殊的功能，与自己学习中做过的实验发生联想；对课本中或活动中的实验，思考可以用什么日常生活资源进行实验，能否可使实验效果明显、可见度大、具有奇异性、成功率高，或能否设计出另一个巧妙的方案等，逐步让生活化实验成为我们物理学习中的一种意识、一种习惯。

（作者系江苏省特级教师、教授级高级教师，现为南京市中华中学教师）