挖掘实验魅力 助力学生探究

摘 要：实验教学是物理教学的重要组成部分，是落实物理课程目标、全面提升学生科学素养的重要途径.笔者结合实际教学从利用自制教具，挖掘实验的趣味性、提升可观察度、补教学之所需、为探究之所用、展示直观性几个方面阐述了初中物理自制教具与实验创新.让学生的感官思维更活跃，更有利于促进学生从感性认识到理论层次的转变，更有利于启发学生思维，更有利于学生直接参与到探究活动中，激发学生的创新意识和创新潜能，提升科学素养.

关键词：自制教具;实验创新;实验探究

中图分类号：G633.7     文献标识码：B     文章编号：1008-4134（2021）24-0035-02

作者简介：张艳（1973-），女，天津人，本科，中学高级教师，研究方向：物理教学与实践.

在义务教育物理课程中，教师实施科学探究式教学对提高学生的科学素养有非常重要的作用.实验教学是物理教学的重要组成部分，是落实物理课程目标、全面提升学生科学素养的重要途径.基于提升学生科学素养的理念，笔者在教学中充分发挥自制教具与创新实验的作用，挖掘实验魅力，助力学生探究.

1 利用自制教具，挖掘实验趣味性

兴趣是学生学习最好的老师，教师通过开发实验的趣味性，激趣导学，有利于引导学生主动投入到学习中.在学习“电动机”时，笔者自制“小小电动机”模型，有效地吸引学生注意力，激发好奇心，提高学习效率.模型中主要元件包括：漆包线绕成的矩形线圈（如图1所示），漆包线在线圈两端各伸出约3cm，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮掉半周，将线圈放在用硬金属丝做的支架上，两个支架分别与电池的两极相连，线圈下放一块强磁铁，这样就组装成“小小电动机”模型（如图2所示），通电后用手轻推一下，线圈就会不停地转下去.学生观察到这个实验的现象，很兴奋惊讶，非常渴望学习其中蕴含的道理，这样就充分发挥实验的趣味性，有利于学生接下来对电动机构造和工作原理的深入学习，激发学生探究的欲望.

2 利用自制教具，挖掘实验可观察度

教师在教学过程中要利用实验增强学生的感性认识，这就要求实验的直观性和可观察度一定要强，这样才能更有效地辅助教学.比如在研究小孔成像实验中，笔者将教材的实验进行改进，实验效果非常好.实验装置中的主要组成部分为：在一个空罐的底部中央打一个小孔（如图3所示），再用一张半透明的塑料膜蒙在空罐的口上（如图4所示），将空罐放在高度合适的底座上，使像能成在塑料膜的中央，同时也更易于调节小孔与物体间的距离.在纸盒上用一个箭头当作物体（如图5所示），盒内装有两个白炽灯（如圖6所示）目的是将盒前的物体箭头照亮，通过小孔成像更清晰，在实验时用空盒子将两灯泡罩上，被灯泡照亮的箭头通过小孔成像在半透明的塑料膜上，整个装置如图7所示.

接通电源闭合开关，学生观察到物体通过小孔所成清晰的像（如图8所示），所成的像清晰地展现在学生的面前，在一定程度上增强可观察度，同时空罐可以在底座上移动，改变小孔和物体之间的距离，引导学生进一步观察成像情况，创造让学生进行探究的氛围，通过小孔成像的特点更深入地理解光在同种均匀介质中沿直线传播.

3 利用自制教具，挖掘实验补教学之所需，为探究之所用

实验是学生认识物理现象、总结物理规律的重要途径，学生可以通过参与实验的探究过程，透过观察到的实验现象，讨论分析归纳得出结论，可以加深对所学知识的理解.笔者通过自制教具，增加创新实验可以补教学之所需，为探究之所用.比如在学习流体压强与流速的关系知识时，向学生补充这样一个实验，让学生在充分认识气体压强与流速的关系基础上，认识液体压强与流速的关系，使学生对规律有更全面的认识.实验装置（如图9所示）主要组成部分为：一根粗透明硬塑料管，一根细透明硬塑料管，两根塑料管上各打一个很小的小孔，粗管两端分别用通过带细玻璃管的塞子塞紧，一端连接橡胶管，橡胶管连接喷水壶，粗管另一端和细硬玻璃管相连接，细硬玻璃管末端用插入细玻璃管的塞子塞紧，整套实验装置如图9所示，当喷水壶喷水时，学生们很兴奋，观察到意想不到的实验现象（如图10所示）.

学生们欣喜地发现两个小孔喷出水柱的高度不同，粗玻璃管处喷出的水柱高度大，细玻璃管处喷出的水柱高度小，引导学生思考，这种现象形成的原因是什么？学生讨论归纳出结论，液体流速越大的位置压强越小.这样在教材实验的基础上，补充这个实验，使学生全面理解流体压强与流速的关系，学生乐于探究其中，潜移默化地激发创新意识.

4 利用自制教具，挖掘实验的直观性

在物理教学中笔者发现，有些物理量无法直接进行测量，那么如何比较这些物理量的大小？最简单直接的方法就是利用实验，运用转换的思想进行比较，直接明了，可以获得事半功倍的效果.比如在学习重力势能大小的影响因素知识时，由于无法直接测量重力势能的大小，笔者通过自制教具设计实验装置探究重力势能与哪些因素有关.实验装置的主要组成：一根粗的玻璃管夹在铁架台上竖直放置，里面一块泡沫块，管外套上不同颜色的橡皮筋，用来标记泡沫块的位置，三个质量不同、体积相同的铜块、铁块、铝块，一根细金属棒，金属棒的作用在于每次实验后将泡沫块恢复捅到同一位置（如图11所示）.

比如在探究重力势能大小与质量的关系时，将质量不同的铝块、铁块、铜块分别从相同的高度由静止释放，分别撞击同一位置的泡沫块，用管外不同颜色的橡皮筋分别记录下泡沫块的位置（如图12所示），取出金属块后，观察玻璃管外不同颜色橡皮筋所在位置（如图13所示），就可以比较出泡沫块向下移动的距离，泡沫块向下移动距离越大，物体具有的重力势能越大，将重力势能的大小转换为泡沫块向下移动的距离，将无法直接测量的物理量宏观展示出来，通过实验直观地展示给学生，有利于逐步引导学生探究.

笔者通过深入挖掘初中物理教材中的知识和实验内容，有针对性地改进完善，获得最佳的实验效果，更具趣味性，更具启发性和探究性，开发利用日常生活中的一些物品自制教具，合理地应用到教学中，有效地辅助学生学习.实验创新是物理现象的情景再现，让学生的感官思维更活跃，更有利于学生由感性认识递进为理论层次，更有利于启发学生思维，更有利于学生直接参与到探究活动中，激发学生的创新意识和创新潜能，提升科学素养.

参考文献：

[1]高永品.自制教具中的创新实验研究[J].学周刊，2016（06）：171.

[2]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012.

[3]石佳灿.中学物理实验改进与创新的案例研究[D].杭州：杭州师范大学，2020.

[4]吴国勇.自制教具与创新实验永无止境[J].中学物理，2013，31（07）：36-38.

[5]杨丽.利用创新实验优化中学物理教学设计的实践探索[D].成都：四川师范大学，2016.

（收稿日期：2021-07-16）