初中物理教学中利用实验来创设问题情景策略探讨

张艳

如果世界上没有问题，那么世界就不会进步.只有当学生在学习的过程中出现了疑问，学生才会主动地去思考、去寻找问题的答案来解开自己的疑问.所以说问题是学生进步的关键因素，问题的产生可以有效地对学生的思维能力进行开发.因此，物理老师在初中物理教学活动中就要充分的利用实验来创设问题情境将复杂的知识点简单化，抽象的知识点具体化，让学生能够更加容易理解和记忆.

1将不易操作的实验转化为容易操作的实验来创设问题情景

在初中物理教学中，由于实验器材的限制，有一些实验实际上无法真实的开展，教师应该开动脑筋自己设计一些等效的实验来替代的不容易开设的实验.我们主要观察那些实验实际开展效果不太理想，开动脑筋找到更佳适合的方法.我们可以思考平时观察生活中的常见物品是否可以应用到教学之中，可以将最新的技术与材料运用到平时的教学之中.

例如《大气的压强》这节课中教材中用托里拆利实验来说明大气压的强度.很多学校实际上没有这样的实验器材，无法给学生做真实的演示实验.因此，笔者利用可乐瓶为主要材料，设置和制作了一个演示大气压强的实验：取一空可乐瓶，用炽热的圆铁在底中央烫一圆孔，选一与孔适合的橡胶塞，塞中打一小孔，将一气球口套在橡胶塞上，再将气球从瓶孔中塞进瓶中，用塞子塞紧瓶底的孔，使它不漏气，再取另一与瓶口适合的橡胶塞，在塞中打一小孔，插入一段成90°角的玻璃导管，在玻璃管外接一段橡胶管，实验结构如图1所示.实验方法：先拔掉瓶口处的橡胶塞，向瓶内灌满水，将玻璃管和橡胶管吸满水后，一手捏紧橡胶管口，另一只手将橡胶塞塞紧装满水的瓶口.将瓶举起，松开管口，水不断从管口流出，瓶内的气球不断胀大.不断改变瓶底孔的方向，在调整瓶子底部时可以用手按住瓶底，水总是不停地流出，气球逐渐胀大直到气球胀满瓶子、瓶内水全部流出.说明大气压不仅存在而且是向各个方向的.此实验与哈勃瓶类似，由于胶管的底部压强比大气压强大，液体流出，使得气球与液体接触范围内压强小于大气压强.大气压使得气球膨胀，水不断流出，气球不断被大气压吹大.此实验结构巧妙，大大引发学生的学习兴趣.实验开始教师可以设置以下问题激发学生兴趣：（1）当瓶子里灌满水以后水会流出吗？（2）水怎样才会流出？（3）气球会吹起来吗？改变瓶底方向水还会流出吗？教师先做实验引起学生的好奇心.

2利用常见物品的应用范围广泛特性来创设问题情景

在日常生活中我们接触的实际物品适用的范围都比较广泛，我们可以将其运用到物理教学之中.我们所接触的实际物体考虑的影响因素十分周全，比如我们日常用电器的额定电压是220 V，实际上设计的电压都超过出这个电压.比如电瓶车的电瓶安全电流是10 A，而实际上瞬间达到100 A也不会损坏，日光灯的镇流器等等.我们对日常生活用品的原理了解的十分清楚可以创造性的应用到教学之中.

1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，他架设了电学与磁学之间的桥梁.从而引起了人们对电学与磁学之间联系的深入研究.电流的磁效应是电流的一个重要效应.如何使得奥斯特实验获得最佳的实验效果呢？电流产生的磁场与电流本身大小成正比.因此电流越大实验所产生的效果越好.

笔者使用电瓶车的电瓶来做奥斯特实验.实验器材：废旧电瓶车电瓶一个，一个粗的铜框长方形，将铜框固定在小磁针的支架上，如图2所示.实验的整体电路，由于电瓶车电瓶一般是12 V 10 A的额定电压和电流，所以如果是短时间接通电路，可以不加限流电阻，如果要长时间使用，电流流过必须加滑动变阻器或者限制电阻.可以先接入电阻箱找到一个合适的阻值，来调节电路中的电流大小.应用电瓶车电瓶可以获得较大的电流，实验室一般的电源无法提供太大的直流电流.此实验的电源额定电流大是最大的优势，在实验开始时应将小磁针平行线框放置，接通电流会看到小磁针发生明显的转动，转动到与线框垂直位置时停止，实验的演示效果良好，学生可以直观地看到通电导线周围的小磁针发生偏转.

3利用趣味性实验中隐含的物理知识来创设问题情景

在初中物理的教学活动中，我们经常会借用实验来帮助学生理解知识点，同时也可以让学生在实验的过程中探索一些未知的奥秘和激发他们的想象力和好奇心.因为，当实验的结果和他们原先的想象不一样的时候，他们便会主动地去思考为什么答案和自己的想象不一样，他们会尽全力去寻找答案.他们在寻找答案的过程中便可以将物理知识记忆在脑海里，同时还培养了他们主动思考的能力，开拓他们的思维.

例如，在讲解通电螺线管产生的磁场时，笔者设计了“磁力小火车”实验，大大激发了学生的学习热情.

实验器材

一节五号干电流，铷铁硼强磁铁四个或六个尺寸与五号电池直径相接近，粗一点的铜线若干（不是漆包线）.

实验制作

将铜丝绕在圆柱形硬棒上，粗细比五号电池直径略粗.这样可以使得形成弹簧状的导线，制作小火车.将电池放到中间，两侧放置纽扣形状的强磁铁，在电池的两极放置的磁铁极性相同.都是正极或都是负极，这样可以保证电池放入线圈内部会沿着某一方向移动.

原理分析

如图3所示，当小火车放入线圈之中时，铜线由于是螺旋状产生的磁场、与圆柱形磁铁产生的磁铁类似.有电流通过的导线产生磁场.电池前端的磁铁与通电的导线产生的磁场异名磁极相互吸引，电池末端磁铁与通电导线产生的磁场同名磁极排斥.这样中间的电池被前面拉后面推就沿着导线前进了.中间的电池小火车会沿着设定好的裸铜线导轨运动，磁铁的磁场要强，导线要粗一点.在新课开始的时候，教师如果能够将这个实验引入将极大地吸引学生的注意力，引起学生的探究欲望.

4利用反常性实验打破认知平衡来创设问题情景

教师要创设一些反常的实验来激发学生的兴趣，也就是情理之中，意料之外的实验.这些实验引起认知冲突，打破了学生原有的认知结构，将大大激发学生的学习热情.平时我们经常见到物体从高处向低处滚动，很少见到物体会从低处自动向高处运动.

例如在讲解初中物理《机械能》一节课，为了激发学生的上课热情，设计了“怪坡”实验.运用反常的物理现象来点燃学习的火焰.

实验器材

铁丝（直径3 mm）、带塑料封头的旧衣架（不锈钢管外径8 mm）、普通乒乓球.铁丝的长度随不锈钢管的长度可调.铁丝一端的弯折高度2 cm～3 cm.塑料封头打孔用于定位铁丝.

实验操作

支架一端张开的宽度，调节到略大于乒乓球的直径.支架两侧的不锈钢管呈轴对称.乒乓球置于支架上的一段位置，由于重力、支持力和摩擦力的作用处于平衡状态，越过此段位置，低端会沿支架斜面向下运动，高端会沿支架斜面向上运动，最后会从支架斜面上掉下来.

实验说明

乒乓球放在支架接近低端位置，乒乓球向低端滚动，重力做功，重力势能转化为动能.乒乓球放在支架接近高端位置，观察到的现象是，乒乓球向支架的高端滚动，实际乒乓球的重心是降低的，仍然是重力做功，重力势能转化为动能.激发学生深层次的思维，思考现象的本质，不能被表面的现象所迷惑.

实验设计思路简单、取材容易、制作方便，具有原创性.操作容易，现象明显、可重复，能激发学生深层次的思考.开始可以提问学生斜坡哪段是高的？如果将乒乓球放置于斜面的底端，乒乓球会自动地向高的一端滚动码？很多学生会认为不会，此时教师现场实验，学生发现奇怪的事情发生了，乒乓球会自动地滚动到斜坡的高处.一下就点燃了思维的火花？为什么会这样？

总之，科学合理的问题情境创设不仅可以将难理解的物理知识通过最简单的方法教授给学生，还可以激发学生学习物理的积极性，增加学生对物理学习的兴趣.让学生明白其实物理并没有我们想象的那么难，给学生打消物理这门课很难的想法.问题情境有利于教学活动，那么在初中物理的教学活动中，物理老师应该进行科学合理的问题情境设置.