蔣守霞

物理實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的作用主要有以下幾個(gè)方面：一是培養(yǎng)學(xué)生的興趣和激發(fā)學(xué)生的求知欲；二是創(chuàng)設(shè)學(xué)生有效掌握知識(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境；三是訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)方法；四是培養(yǎng)學(xué)生的各種能力；五是培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素質(zhì)等等.鑒于實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的巨大作用，教師在呈現(xiàn)演示實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該盡可能優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過(guò)形象直觀的物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行體驗(yàn)，進(jìn)而領(lǐng)悟所學(xué)物理知識(shí)的內(nèi)涵和外延.在教學(xué)情境中教師通過(guò)自身獨(dú)創(chuàng)或引用他人的獨(dú)創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)，同時(shí)增加實(shí)驗(yàn)的可視化效果，引領(lǐng)學(xué)生更好地利用多種感官協(xié)同學(xué)習(xí)，教學(xué)效果將會(huì)更好.

本文結(jié)合筆者在教學(xué)中運(yùn)用的一些實(shí)驗(yàn)改進(jìn)案例進(jìn)行闡述.

1蘇科版九上13章第一節(jié)知識(shí)點(diǎn)“短路”

在實(shí)際教學(xué)中很多教師對(duì)“短路”知識(shí)點(diǎn)的處理方式多是理論講解，“短路”會(huì)造成很大的電流、燒壞電源等等.而對(duì)于教師講解的這一結(jié)論，由于缺乏可視性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在生活中碰到短路現(xiàn)象的機(jī)會(huì)不多，對(duì)這一知識(shí)點(diǎn)的理解往往認(rèn)識(shí)不夠.

1.1改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案一

短路干電池.由于干電池內(nèi)阻較大，短路后，實(shí)驗(yàn)操作者可以通過(guò)觸摸的方式，感受電池發(fā)燙，發(fā)熱，作為演示實(shí)驗(yàn)，可視性很差，即使找一兩個(gè)學(xué)生上來(lái)觸摸，其他同學(xué)也沒(méi)有直觀的感受.在這個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上再次改進(jìn)，串聯(lián)3節(jié)或4節(jié)干電池，再次進(jìn)行短路實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)效果與一節(jié)干電池被短路的效果差不多.后來(lái)考慮將演示實(shí)驗(yàn)改為分組實(shí)驗(yàn)，因?yàn)槌杀敬?，浪費(fèi)太多這一方案放棄了.在后來(lái)的改進(jìn)中嘗試在電路中接入保險(xiǎn)絲，觀察保險(xiǎn)絲能否被熔化，現(xiàn)象遠(yuǎn)處根本看不到.后來(lái)又嘗試將細(xì)細(xì)的火藥粉（從火柴頭上刮下）放在棉花上，包裹在保險(xiǎn)絲上，觀察起火現(xiàn)象.現(xiàn)象微弱，沒(méi)有明顯的明火，有淡淡的煙，后面的同學(xué)還是不易觀察到，這一方案只得作罷.

1.2改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案二

進(jìn)一步思考后，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)將重點(diǎn)放在增大電流和減小電池內(nèi)阻上，在短時(shí)間內(nèi)能觀察到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.鑒于以上思考后來(lái)改用學(xué)生電源，老式的最大電壓可以增加到24 V的電源，用直流輸出，用魚(yú)嘴型導(dǎo)線夾夾住一段保險(xiǎn)絲，采用20 V∽24 V的電壓，用試觸的方法，短路的瞬間可以觀察到明顯的電火花，實(shí)驗(yàn)效果很好，很遠(yuǎn)都可以觀察到，電火花產(chǎn)生的一瞬間，學(xué)生一片驚詫聲.

后來(lái)在網(wǎng)上看到一段野外生活的視頻——在沒(méi)有明火的情況下，獲得火源的方法：具體方法是用南孚電池，香煙中的錫箔紙裁成細(xì)條，用錫箔紙短路一節(jié)南孚電池，很快就有明火出現(xiàn)了.這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置用來(lái)演示短路實(shí)驗(yàn)效果也很好.

2蘇科版八下第十章第三節(jié)“氣體的壓強(qiáng)”知識(shí)點(diǎn)“感知大氣壓”——“瓶吞蛋”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

感知大氣壓或氣體的壓強(qiáng)，學(xué)生活動(dòng)的小實(shí)驗(yàn)很多，其中文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)瓶吞蛋實(shí)驗(yàn)

較多，蘇州市中考題中出現(xiàn)過(guò)“瓶吞蛋”后，再將蛋吐出有哪些方法的考試題.命題者在命題時(shí)體現(xiàn)一種“逆向思維”方法的運(yùn)用，這也是我們平時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中很容易忽略的，當(dāng)時(shí)這道題成了當(dāng)年中考的壓軸題，得分率很低，在此后的幾年時(shí)間

里引起廣大教師的關(guān)注.

2.1改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案一

廣口瓶或錐形瓶瓶口向上，將雞蛋（煮熟的直徑略大于瓶口）放置瓶口，瓶?jī)?nèi)事先倒入熱水排出空氣，或用點(diǎn)燃的酒精棉排出空氣，使雞蛋慢慢地進(jìn)入瓶?jī)?nèi).吐蛋的方法剛開(kāi)始采用將瓶口倒置，用電吹風(fēng)吹風(fēng)，減小瓶口處的壓強(qiáng)，利用瓶?jī)?nèi)外氣體的壓力差將雞蛋壓出瓶子，但實(shí)際操作后發(fā)現(xiàn)電吹風(fēng)增大了瓶口處空氣的流速，但由于外界空氣的影響，瓶口處氣壓減小有限，內(nèi)外壓強(qiáng)差不足以將雞蛋從瓶?jī)?nèi)壓出.進(jìn)一步思考后考慮增大瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)，將瓶口倒置在鐵圈上，在瓶上澆上剛剛燒開(kāi)的熱水，瓶?jī)?nèi)氣體受熱膨脹，將雞蛋慢慢壓出瓶子.筆者很長(zhǎng)的一段時(shí)間在講課時(shí)都是采用這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，由于瓶口是豎直向下的，雞蛋往下落，學(xué)生總認(rèn)為是重力影響的.后來(lái)聽(tīng)了一位特級(jí)教師的講座，有了下面的實(shí)驗(yàn)方案.

2.2改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案二

將廣口瓶或錐形瓶倒置在鐵圈上，將雞蛋放在瓶口下方剛好卡住不掉落，此時(shí)雞蛋也不上升.學(xué)生很清楚重力的方向是豎直向下的，重力不會(huì)使雞蛋上升.取下雞蛋，在瓶?jī)?nèi)倒入剛燒開(kāi)的水，排出空氣，將雞蛋放在瓶口下方剛好卡住，可以觀察到雞蛋在緩慢上升，為了使實(shí)驗(yàn)效果更加明顯，雞蛋上升要快，可以在瓶底放上冰塊，降溫，氣體受冷收縮，瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，壓力差方向向上，將雞蛋壓入瓶?jī)?nèi).

點(diǎn)評(píng)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的思維發(fā)展往往不是一蹴而就的，總會(huì)遇到一些困難或瓶頸，根據(jù)遇到的問(wèn)題逐一解決會(huì)有意想不到的良好效果.

3蘇科版九下13章第四節(jié)知識(shí)點(diǎn)“水果電池”

“水果電池”實(shí)驗(yàn)是教材WWW的一道習(xí)題.水果電池的發(fā)電原理是：兩種金屬片的電化學(xué)活性是不一樣的，其中更活潑的那邊的金屬片能置換出水果中的酸性物質(zhì)的氫離子，由于產(chǎn)生了正電荷，整個(gè)系統(tǒng)需要保持穩(wěn)定（或者說(shuō)是產(chǎn)生了電荷），所以在組成原電池的情況下，

從理論上來(lái)說(shuō)電流大小直接和果酸濃度相關(guān).通常選擇3∽ 4個(gè)檸檬（酸橙、蘋(píng)果、梨、菠蘿也可以），銅片和鋅片，插入其中，就制成一個(gè)水果電池.用電壓表測(cè)量銅片和鋅片之間的電壓，并指出它們中哪一個(gè)是正極、哪一個(gè)是負(fù)極.如果電壓太小，通常多串聯(lián)幾個(gè)水果電池，再用電壓表檢測(cè).為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，可以嘗試接入發(fā)光二極管，嘗試接入車(chē)載太陽(yáng)能擺件.在設(shè)計(jì)中又暗含了能量轉(zhuǎn)化的思想.實(shí)驗(yàn)也可以用果汁、可樂(lè)等替代品，實(shí)驗(yàn)效果也較好.

4蘇科版九上13章第一節(jié)知識(shí)點(diǎn)“升華”

教材中的升華實(shí)驗(yàn)用碘錘加熱，觀察紫色的蒸氣，說(shuō)明固態(tài)碘直接變?yōu)闅鈶B(tài)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)用熱水浴效果較好，可以分組實(shí)驗(yàn)，在水浴中固態(tài)碘很快升華為紫色碘蒸氣.而如果直接用酒精燈對(duì)碘錘加熱，局部溫度過(guò)高容易出現(xiàn)液態(tài).

4.1改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案一：樟腦丸升華與凝華實(shí)驗(yàn)——“人造雪”

將樟腦丸研碎，放在大燒杯內(nèi)，剪一節(jié)松枝，放在燒杯內(nèi)，將燒杯用白紙封口后用酒精燈加熱，萘升華，慢慢冷卻后附著在松枝上，白白的像雪，很漂亮，但在加熱的過(guò)程中萘的氣味非常刺鼻，而且有毒，這一方案也舍棄了.

4.2改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案二：神奇的干冰升華現(xiàn)象

（1）干冰放入有水的水桶，產(chǎn)生巨大的泡沫——熟稱“干冰泡沫”，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很震撼.

（2）干冰放入熱水或咖啡中，現(xiàn)象也很是震撼.

（3）將干冰放入保溫杯中封好杯口，待到用時(shí)在杯口放一個(gè)癟掉的塑料袋，慢慢地塑料袋就膨脹起來(lái)，里面充滿了氣體，通常還有其它附帶的現(xiàn)象——下雪、凝華、液化等等.

干冰可以開(kāi)發(fā)許多有趣的小實(shí)驗(yàn)，這里就不再一一贅述了.

5蘇科版八上第一章第一節(jié)知識(shí)點(diǎn)“聲音的產(chǎn)生”——演示音叉的振動(dòng)及發(fā)聲

在“聲音的產(chǎn)生”這節(jié)內(nèi)容中有這樣一段敘述：“用橡皮錘敲一下音叉，就可以聽(tīng)到音叉發(fā)出的聲音.讓?xiě)以诰€上的小球靠近音叉，小球就會(huì)被音叉彈開(kāi)，這表明發(fā)聲的音叉在振動(dòng)著.如果捏緊音叉的叉股，使它停止振動(dòng)，我們就聽(tīng)不到聲音了.”用橡皮錘敲一下音叉，其振動(dòng)和發(fā)出的聲音都很微弱，教室前排的學(xué)生也很難看清或聽(tīng)到，因而音叉的振動(dòng)及發(fā)聲必須通過(guò)音叉與其它物體發(fā)生作用才能顯示出來(lái).

實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案如下：在演示音叉的振動(dòng)時(shí)，可將敲擊后的音叉叉股直接輕觸桌面，便能聽(tīng)到叉股與桌面撞擊時(shí)發(fā)出的喀喀聲，提示學(xué)生發(fā)聲的音叉在振動(dòng).將敲擊后的音叉叉股直接與硬紙片接觸，整個(gè)教室內(nèi)都可聽(tīng)到硬紙片在振動(dòng)的叉股作用下發(fā)出的響聲，這些現(xiàn)象都能表明音叉的振動(dòng).在演示音叉發(fā)聲時(shí)，可將音叉的底部與課桌等物體緊密接觸，這時(shí)用橡皮錘敲一下音叉，整個(gè)教室內(nèi)可聽(tīng)到音叉發(fā)聲引起的共鳴聲.如果用手捏緊音叉的叉股，就聽(tīng)不到聲音了.另外，由于課桌等物體的共鳴頻帶較寬，在用音叉組演示音調(diào)時(shí)也可采用此方法.這一實(shí)驗(yàn)不需增加其它器材，但效果卻十分明顯.

在第二節(jié)聲音的特性中還可以用電腦演示聲音的波形，聲波比較抽象，為了直觀顯示聲音波形，在網(wǎng)上下載了一個(gè)goldwave的錄音軟件，打開(kāi)goldwave，敲擊音叉時(shí)對(duì)著電腦上的話筒，便顯出了音叉發(fā)音波形.并能與其它樂(lè)器發(fā)音時(shí)顯示聲音波形比對(duì)，辨別樂(lè)音波形的特征.學(xué)生可以一邊聽(tīng)聲音，一邊觀察波形，現(xiàn)場(chǎng)感很強(qiáng).

以上的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)是平時(shí)教學(xué)實(shí)踐中的點(diǎn)滴成果.教育家第斯多惠有句名言：“一個(gè)壞的教師是奉送真理，一個(gè)好的教師是教人發(fā)現(xiàn)真理.”心理學(xué)家魯冰斯坦也指出：“任何思維，不論是多么抽象和多么理論的，都是從分析材料開(kāi)始的……”.學(xué)生分析、綜合、比較、抽象、概括的例證，教師必須提供豐富的物質(zhì)載體，而實(shí)驗(yàn)的可視化研究在學(xué)生掌握知識(shí)的同時(shí)，可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化思維的難度，教學(xué)的實(shí)踐過(guò)程也是教學(xué)方法的探索過(guò)程，好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想有利于學(xué)生有效掌握基礎(chǔ)知識(shí)、基本方法，培養(yǎng)學(xué)生的技能和能力，有助于教學(xué)活動(dòng)的順利完成.