初中物理实验创新设计三则

钟运好

摘 要：实验教学在初中物理的教学过程中占了重要的地位，教师如果能将物理实验进行适当的改进和创新，就能让学生容易观察实验的过程，理解实验的原理，掌握实验操作规程，这样的教学会起到事半功倍的效果。

关键词：初中物理;实验;创新设计

在初中物理的教学过程中，实验教学占了重要的地位，教师如果能将物理实验进行适当的改进和创新，优化实验的过程、结构，就能让学生容易观察实验的过程，理解实验的原理，掌握实验操作规程，这样的教学会起到事半功倍的效果。下面来谈三则物理实验的创新设计。

一、光的三原色和光的混合规律演示仪

（一）原理

把LED充电手电筒的发白光二极管用发红光、蓝光，绿光的二极管代替，做成光的三原色的光源。具体做法是把一个发红光、一个发蓝光、一个发绿光发光二极管并联成三条支路，每条支路都有一个保护电阻和一个开关，然后接在电撅;在手电筒的前端套一个开有直径2厘米铁筒（如图1），让色光从小孔投射出来在白板上形成叠加区域（如图2）。

（二）使用方法

由于每种色光都有开关独立控制，可以方便控制。

1. 分别闭合红光、绿光、蓝光的开关，观察投射出来光的颜色。

2. 按照三种色光的组合。分别闭合两种色光对应的的开关，观察叠加区域的颜色和非叠加区域的颜色。

红光+绿光=_____________;红光+蓝光=_____________ ;绿光+蓝光=_____________ 。

3. 把三种色光的开关全部闭合，观察叠加区域的颜色和非叠加区域的颜色。

红光十绿光=_____________ ; 红光十蓝光= _____________;绿光+蓝光=_____________    ;

红光+绿光+蓝光=_____________ 。

（三）作品的创新点

利用发光二极管发光作光的三原色光源，发光稳定，探宽色光的混合规律时，演示现象直观明显，制作简单. 取材容易，填补了这方面实验器材的空白。

（四）教学中使用效果说明

经过物理科组老师的教学使用，演示物理现象直观明显，能够满足初中物理“光的三原色和色光的混合”的教学需要，下一步设想通过给三个光源连接变阻器，改变各色光的比例，混合出更多的颜色。

二、火山爆发

人教版八年级上册第六章第4节《密度与社会生活》后的“动手动脑学物理”中的第3题提出“试分析房问的暖气安装在窗户下的道理”。多数学生对分析过程有较大的困难，是否有更直观的等效实验来帮助学生理解呢？由此，我们提出问题：冷空气下沉，热空气上升，气体的密度跟温度有关，液体的密度跟温度有关吗？

（一）实验原理

一定质最的液体的密度跟温度有关温度升高，液体的密度变小。

（二）实验材料

大烧杯2个，水适量、热水少量、红墨水少量、带瓶塞的小瓶2个。

（三）操作过程

1. 在两个大烧杯中分别倒入适量的水（约占容量的3/4）。

2. 在两个小瓶中分别装满热水和水，在两瓶水内各加入几滴红墨水，盖上瓶塞且摇晃均匀。

3. 分别将两小瓶水放久两个大烧杯中（如图3），然后轻轻掀开瓶塞。

4. 观察小瓶内的“红水”向上喷的情景，装有热水的小瓶形如“火山爆发”（如图4）。

图4 “火山爆发”实验

（四）作品的创新点

根据人教版八年级上册第六章第4节《密度与社会生活》中的知识点：密度与温度。教材中“想想做做”利用转换法来反映一定质量的气体体积受热膨胀，密度变小而上升。由于气体看不见、摸不着，学生对教材中内容欠缺直观的理解，本实验就是利用温度不同的水之间的相对运动来说明液体的密度与温度的关系，利用等效替代实验方法对教材中的知识点作更为直观的教学。

（五）教学中使用效果说明

1. 本实验操作简单、可行，能让学生更为直观地观察（或亲自动手操作），构建物理知识点，体现物理知识就在我们身边。

2. 结合气体与液体的特点，分析房间的暖气（或冷气）安装在不同位置的道理，提升物理知识的实际应用。

三、高压的魔力

（一）原理

用高频振荡圈上产生互感，而让次级线圈输出大约2万伏的微电流高压。把高压输出线端附近的空气电离，继而对地产生高压放电，形成电弧而且温度很高，可以点燃纸张。

（二）特点

让学生直观高压放电现象，产生强烈的视觉效果，弥补书本上只是枯燥文字的说明，也更易理解为什么不要靠近高压输电线。

（三）操作

从高频振荡电路接入12或24V的稳压电源，这时高压输出端可以输出高压（不能触摸），把高压包的地线慢慢靠近高压输出端，当靠近至1～2cm的时候就可以产出电弧，产生电弧后可以适当拉长电弧的距离，让放电现象更震撼，易于观看（如图5）。还可以放一张纸在两个电极中间，纸张马上燃烧起来，增加多样性现象。

（四）作品的创新点

1. 用金属尖端和圆铁球分别做地线，来模拟避雷针和普通建筑物，通过改变金属尖端和圆球到高压铜板间的距离来比较放电效果，了解避雷针的作用和安装设计要求。

2. 高压带电体周围有强大的电离场，人靠近会有危险。把荧光灯靠近高压铜板，会看到荧光灯被电离的电场导通而发光，借此来警示不要靠近高压带电体。

（五）教学中使用效果说明

如果生活中發生高压触电是非常危险的（包括雷电），通过这个高压电弧放电让学生更直观更明确知道这个危害，并了解到避雷针的知识。温馨提示：高压铜板和电极工作时不能直接触摸，拉电弧时会产生高温，每次电弧放电连续工作不要超过20秒，整体演示不要超过5分钟。

参考文献：

[1]毛晖. 对初中物理实验创新教学的思考[J]. 中学物理，2017（2） ;33.

[2]邱石华. 创新实验演绎高效课堂[J]. 中学物理，2017（2）;42.

[3]周益. 浅谈初中物理实验的“探究方法”[J]. 理科考试研究，2016. （6）;53.