黃銀鶴

摘? 要：自制的簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)可能簡(jiǎn)易到連正規(guī)的名字都沒(méi)有，但它往往取材方便、易于制作，只需要對(duì)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材或生活材料進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和整合;設(shè)計(jì)和操作過(guò)程雖然也包含著物理思想和方法，但更加貼近生活，猶如做游戲，這樣反而容易更被學(xué)生理解和接受。

關(guān)鍵詞：自制;簡(jiǎn)易;演示實(shí)驗(yàn)

物理作為一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的重要性是不言而喻的，它不僅能使抽象的物理知識(shí)具體化，還能鍛煉學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力和動(dòng)手操作能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。新課程改革對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)有了更加明確的標(biāo)準(zhǔn)和要求，把物理教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)探究和教學(xué)提升到了一個(gè)新的高度。然而，教材的篇幅總是有限的，最多也只能編排下所有規(guī)定范圍內(nèi)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)和部分演示實(shí)驗(yàn);另一方面，各個(gè)學(xué)校的實(shí)驗(yàn)器材配備率和使用率差異性也很大，對(duì)規(guī)定范圍之外的實(shí)驗(yàn)，恐怕只能望洋興嘆了。于是，自制的簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)就有了發(fā)揮的空間。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)可能簡(jiǎn)易到連正規(guī)的名字都沒(méi)有，但它往往取材方便、易于制作，只需要對(duì)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材或生活材料進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和整合;設(shè)計(jì)和操作過(guò)程雖然也包含著物理思想和方法，但更加貼近生活，猶如做游戲，這樣反而更容易被學(xué)生理解和接受。下面通過(guò)幾個(gè)實(shí)例，來(lái)說(shuō)明簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)在課堂設(shè)計(jì)和教學(xué)中的應(yīng)用。

一、一張A4紙的妙用

在研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，亞里士多德根據(jù)平常觀察到的生活現(xiàn)象，得出一個(gè)觀點(diǎn)：“物體下落的快慢是由它們的重量決定的”。這里，其實(shí)我們可以通過(guò)一張A4紙做一組簡(jiǎn)易的演示實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明問(wèn)題，具體實(shí)施如下：

第①次實(shí)驗(yàn)。先取一張A4紙，裁去約四分之一至三分之一，并把裁掉的部分揉成一團(tuán)，保留的部分仍然為平整一張。然后，同時(shí)把紙張和紙團(tuán)舉到桌面上方一定高度，紙張保持水平。最后，同時(shí)釋放紙張和紙團(tuán)，觀察它們下落到桌面所用的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)該很明顯，質(zhì)量較輕的紙團(tuán)先落到桌面上，亞里士多德的觀點(diǎn)有問(wèn)題，物體下落的快慢不是由它們的重量決定的。

第②次實(shí)驗(yàn)。先把上次實(shí)驗(yàn)用剩的紙張?jiān)僦匦虏贸上嗤膬蓮?，把其中一張揉成紙團(tuán)，這樣得到質(zhì)量相同的一個(gè)紙團(tuán)和一張紙（控制變量法）;與上次實(shí)驗(yàn)相同操作，釋放紙張和紙團(tuán)，發(fā)現(xiàn)紙團(tuán)先落到桌面上。引發(fā)學(xué)生思考，比較容易得到“空氣阻力對(duì)物體下落有很大影響”的想法。

第③次實(shí)驗(yàn)。重復(fù)釋放紙張和紙團(tuán)的操作，只不過(guò)這次操作時(shí)，紙張?jiān)诔跏嘉恢脮r(shí)不是水平，而是呈豎直狀態(tài);且紙張的下端和紙團(tuán)在同一高度，不宜過(guò)高，目的使紙張下落過(guò)程中也盡量保持豎直。最后會(huì)發(fā)現(xiàn)，紙張和紙團(tuán)幾乎同時(shí)落到桌面上。這次實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象進(jìn)一步證實(shí)了之前“空氣阻力對(duì)物體下落有很大影響”的結(jié)論。

整個(gè)實(shí)驗(yàn)既沒(méi)有深?yuàn)W的實(shí)驗(yàn)原理，也沒(méi)有精密的實(shí)驗(yàn)器材，只是對(duì)一張A4紙進(jìn)行了幾次巧妙的設(shè)計(jì)，操作也十分簡(jiǎn)單。但看似這個(gè)簡(jiǎn)易的演示實(shí)驗(yàn)，不僅推斷出了亞里士多德的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，還進(jìn)一步引發(fā)新的思考，得出更深層次的結(jié)論，為“沒(méi)有空氣阻力”情況下的自由落體運(yùn)動(dòng)的研究做好鋪墊。

二、一根細(xì)線的妙用

在學(xué)習(xí)牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律時(shí)，關(guān)于生活中的慣性現(xiàn)象，如果用語(yǔ)言描述、圖片展示、視頻播放等，當(dāng)然能讓學(xué)生通過(guò)想象、回憶，根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)得出結(jié)論。但通過(guò)實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作，也不失為一種不可替代的好方法，現(xiàn)舉一個(gè)簡(jiǎn)易的實(shí)驗(yàn)例子如下：

準(zhǔn)備一根很長(zhǎng)的細(xì)線（用力一扯，會(huì)斷的那一種），分成若干段備用;從實(shí)驗(yàn)室取若干個(gè)質(zhì)量為50g的鉤碼，可用于分組實(shí)驗(yàn);將細(xì)線系于一個(gè)鉤碼的上下兩端，上端用于固定，下端打一個(gè)圓環(huán)結(jié)（大小適合伸進(jìn)一個(gè)手指，可以用手向下拉細(xì)線）。如右圖所示，準(zhǔn)備就緒后，可以讓學(xué)生思考：鉤碼上下各有一根細(xì)線，通過(guò)用手向下拉扯細(xì)線，能不能做到“想讓哪一根細(xì)線斷，就讓哪一根斷”？

對(duì)已經(jīng)學(xué)過(guò)力的平衡和牛頓第一定律的學(xué)生而言，原理其實(shí)很簡(jiǎn)單。如果向下拉細(xì)線，緩慢增加拉力，鉤碼受力平衡，上面一根細(xì)線的拉力始終比下面一根大，差值正好等于鉤碼的重力大小。這種情況下，上面的細(xì)線將會(huì)先斷。如果迅速向下拉細(xì)線，鉤碼由于慣性還來(lái)得及向下產(chǎn)生移動(dòng)，即上面一根細(xì)繩的拉力還沒(méi)來(lái)得及增加，下面一根細(xì)線就已經(jīng)先被扯斷了。這個(gè)實(shí)驗(yàn)雖然簡(jiǎn)單，但效果卻不一般。它不僅引導(dǎo)了學(xué)生積極思考，加深對(duì)慣性的理解，還鞏固了已學(xué)的知識(shí)，并且為學(xué)生提供動(dòng)手的機(jī)會(huì)，增加學(xué)習(xí)的趣味性和實(shí)驗(yàn)操作的成就感。

以上只是舉了兩個(gè)例子來(lái)說(shuō)明自制簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的應(yīng)用，事實(shí)上，這種實(shí)驗(yàn)的數(shù)量或?qū)⑹遣豢晒懒康?。但要將它們恰到好處地納入課堂，還需要大量的物理實(shí)驗(yàn)員和教師在平時(shí)勤于觀察和思考，因地制宜地發(fā)揮學(xué)校里和生活中的可用素材，將是很大的挑戰(zhàn)。