让实验更适合课堂

陶悦

摘 要：实验对于教师教学的引入、学生学习的理解至关重要，在苏科版物理教材中提供的实验都是比较适用的，但由于实验操作的不便或是实验器材的限制，有些实验的过程和现象不显而易见。所以在不违背实验原理的情况下，适当的改进实验器材和实验操作成为物理教师备课中一项重要内容。本文从实际教学入手，适当改进部分实验，使实验更易实现、更易操作，更能回避掉实验中的一些难点，更完美地展示实验效果。

关键词：初中物理实验；水沸腾；覆杯实验；摩擦力；瓶吞吐鸡蛋

现在的实验教学已经摒弃了老一代的“做实验不如讲实验，讲实验不如背实验”的思想，在课堂上留有更多的时间和机会让学生去体验实验，让学生在实验中学习和探究，所以对于教师而言，在教学中怎样设计一个好的实验，以最简单的、最直观、最巧妙地方式呈现给学生，是物理实验至关重要的地方。从这几年的教学来看，很多实验都能从实验室和生活中取材，在课堂上充分地展示出来，但有些实验因为其设计的方法上难于操作或实验条件的缺乏不易于操作，在某些課堂教学上留有遗憾。因此我在教学中不断地搜集相关教学资源，借鉴前辈们的宝贵经验，改进实验方法，让有些在课堂上难于操作的实验或难以观察的实验现象通过一些手段巧妙地呈现出来。

实验一：瓶吞吐鸡蛋实验

[原实验装置]广口瓶和鸡蛋（或锥形瓶和鹌鹑蛋）

[原实验要点]

该实验有多种方法，早期的瓶吞吐鸡蛋是通过在瓶中燃烧纸等物品来控制瓶中的气压，实现瓶吞鸡蛋；经过改进后，通过把瓶放进冷水和热水中来控制瓶内的气压，从而控制鸡蛋进出，实现了瓶能吞鸡蛋也能吐鸡蛋。

[实验缺陷]

（1）该实验经过不断地改进已经很成熟，能够很轻易地实现鸡蛋的吞与吐，实验现象也非常明显。但该实验并不是十分的完美，实验中鸡蛋的选取比较严格，鸡蛋一定要比瓶口略大，鸡蛋不能太嫩，否则在实验中容易破。另外鸡蛋经过多次实验后容易变形，不利于以后实验的反复操作。

（2）以上几种方法虽然也是通过一些手段来控制作瓶内的气压，但由于学生的知识水平还不足，不太容易明白通过燃烧纸或对瓶加热与冷却是如何控制瓶内气压的。

[新实验装置]

气球、吸滤瓶（如下图）和两用气筒。

[改进方案]

（1）把气球放在瓶口，将吸滤瓶的支口通过胶管与两用气筒连接。

（2）当气筒向外抽气时，气球被吸进瓶内。

（3）当气筒向内打气时，气球被压出瓶外。

[改进优点]

（1）用气球代替鸡蛋。由于气球的大小可以控制，所以不受瓶口的限制。

（2）气球弹性较大，不易破裂，可反复多次实验。

（3）在实验室里，气球比鸡蛋取材更方便，也更易保存。

（4）用气筒向内打气和向外抽气来向瓶中加压和减压，学生很容易理解。

实验二：估测人对地面压强实验

[原实验要点]

（1）先利用体重计等测量工具测量出人的质量，然后计算出重力，也就是人对地面的压力。

（2）人站立在方格纸上，标记下鞋在方格纸上留下的鞋印，然后通过数方格的方法计算出人与地面的接触面积。

（3）通过p=FS，计算出人站立时对地面的压强。

[原实验难点]

（1）在上述操作第（2）步中，很难在纸上留下清晰的鞋印。

（2）数方格算面积时，学生很容易数错。

[改进方案]

（1）要想在方格纸上留下清晰的鞋印，可以先把鞋在湿毛巾或湿海绵上踩一下，把鞋底润湿，然后用力踩在纸上，即可留下清晰的鞋印。因为纸上的水蒸发很快，要提醒学生用笔把纸上鞋的轮廓描绘出来。

（2）数方格时，要提醒学生半格的取舍，再依课时和时间的安排，可以适当提醒学生用数学中“割补法”去数方格比较快，另外数过的方格最好作上标记。

[改进优点]

（1）用毛巾或湿海绵润湿脚底，然后踩到纸上，可以在纸上留下清晰的脚印，而且纸又不会太湿。取材方便，操作简单，易于实现。

也有人会用其他方法取鞋印。如把鞋直接踩在干泥土上，然后踩在纸上，这种方法留下的鞋印很模糊、不清晰，不利于描绘出鞋印轮廓；把鞋踩在湿泥土或在鞋底涂上墨汁，然后留下鞋印，这种方法脚印比较清晰，但弄脏了学生的鞋，也会影响教室的清洁卫生；也有更简单的，把鞋底直接浸在水中，然后在留下鞋印，这种方法也可以得出清晰的鞋印，但容易把纸弄得太湿，不利于后续实验继续进行。

（2）数方格时很多学生都会一个一个直接数，这样会耽误时间，如果能提醒学生用“割补法”的应该会提高速度。另外要提醒学生数过的空格要做好标记，最好标记上所对应的方格数，这样做可以避免数乱或数错。

实验三：测量滑动摩擦力大小实验

[原实验装置]如下图。

[原实验要点]

（1）将物体A置于物体B上，用弹簧测力计沿水平方向缓慢拉动物体A。

（2）当物体A做匀速直线运动时，记下此时弹簧测力计的计数。

（3）由于物体A所受的摩擦力和弹簧测力计的拉力二力平衡，所以此时弹簧测力计的示数就等于物体A所受滑动摩擦力的大小。

[原实验难点]

此实验操作的关键是要让物体A做匀速直线运动，而且在操作中弹簧测力计的示数变化较大，很难得出稳定的示数。

[新实验装置]如下图

[改进方案]

（1）将物体A置于物体B上，将弹簧测力计一端固定，另一端连接在物体A上。

（2）沿直线方向拉动物体B，记下此时弹簧测力计的示数。

（3）由于物体A所受的摩擦力和弹簧测力计的拉力二力平衡，所以此时弹簧测力计的示数就等于物体A所受滑动摩擦力的大小。endprint

[改进优点]

改进后的实验只要拉动物体B即可得出摩擦力的大小，有效地回避掉原实验中要求物体A做匀速直线的情况，也可以读出稳定的弹簧测力计的示数，而且在实际操作中，根本不可能达到匀速直线运动的情况。

实验四：水沸腾实验

[原实验装置]如下图。

[原实验要点]

通过酒精灯对盛有水的烧杯进行加热，用温度计记录烧杯内水温度变化，并观察烧杯中水在沸腾前与沸腾时气泡的变化和声音的变化。

[原实验缺点]

（1）实验时间过长。用酒精灯对小烧杯中水进行加热时，因为水的比热大和热量散失比较快，要达到沸点加热时间过长，有部分老师在实验时用少量的、初温较高的水来进行实验，但效果并不是非常的理想，也会影响课堂的效率。

（2）沸腾前后现象不够明显。由于实验中烧杯中水不能太多，所以观察沸腾前后气泡数量和大小的变化时并不明显，而且沸腾前后声音都比较小，无法进行比较。这样都导置了对实验现象的不明显。

（3）个别实验现象与理论不符。在水沸腾后撤去酒精灯，由于铁圈和石棉网的余热，水还要继续沸腾一段时间，这与理论上的“停止加热，沸腾停止”不符。

（4）温度计的放置不易操作。由于烧杯中所加水较浅，烧杯也较小，因此在用温度计测水温时，很不方便，容易碰到容器底和容器壁。

[新实验装置]如下图

[改进方案]

（1）将小烧杯换成试管作为加热容器。

（2）用带缺口的泡沫塑料塞子固定温度计。

（3）在此基础上可进行气体液化的探究实验。

[改进优点]

（1）实验用时缩短。与原先实验相比较，由于试管中的液体体积少，酒精灯的加热比较集中，所以相对而言加热时间比较短。

（2）实验现象明显。水沸腾前，在加热过程中，水温逐渐升高，有很明显的响声，气泡由试管底部冒出向上运动现象明显；沸腾后温度保持不变，有大量的气泡冒出，汽化现象非常剧烈。

（3）解决原實验中现象与理论不符的问题。用试管进行加热，当撤去酒精灯，试管中的水立刻停止沸腾，解决了原实验中出现的现象与理论不符的难题。

（4）加固温度计，使得实验器材的组装更加简易。通过在试管口处加一个缺口的泡沫塑料塞，在保证试管与大气相同气压的基础上，固定温度计，既避免温度计碰到容器底和容器壁，也使得实验器材的组装更加简易。

（5）通过对水沸腾实验的改进，在此基础上可进行水蒸发液化的实验（如下图）。充分利用现有器材，更高效率地完成相关知识。

以上几个实验通过适当地改变实验器材、实验装置以及实验操作方法，让实验更适合课堂的教学，更方便老师和学生的操作，更直观和形象地展示其实验现象，更能提高学生的学习兴趣，引起学生更多的关注，激发起学生的学习动力。

在教学中，我们也应该要放手学生，让学生更多地去设计实验、探究规律、获得知识，学生对于实验的兴趣不仅仅是现象，还有实验本身，实验的教学不应是神秘的和权威的，更应是普通的、可重复操作的。只有这样，才能让学生真正的参与，并提高参与的广度和深度，唤醒学生的主体意识，具有挑战欲及主动探究的热情，增强知识的内化和运用，同时教师也不用苦口婆心的滔滔不绝，何乐而不为呢？给自己一次放手的机会，也就是给学生一次获得成功的机会。

参考文献：

[1] 吴小兵，王秀玲.水沸腾实验的改进[J].实验教学与仪器，2009，（1）：15-17.

[2] 郑海林.水沸腾实验的改进[J].物理通报，2009，（3）：60-60.

[3] 洪静.对测量滑动摩擦力实验的改进[J].教学仪器与实验，2002，（10）：20-21.

[4] 杨青海.对“测滑动摩擦力大小”实验的改进[J].实验教学与仪器，2010，（2）：22-22.endprint