劉志標(biāo)

（瑞金第二中學(xué)，江西贛州 342500）

一、發(fā)現(xiàn)問題

有一次開展片區(qū)教研活動，來到一所鄉(xiāng)村初中聽了一堂《升華與凝華》的新授課，施教者是個老教師，對教學(xué)內(nèi)容很熟悉，對教材實驗教學(xué)也是了如指掌。但課堂上一個實驗也沒做，用的是碘和干冰的升華視頻實驗，邊看視頻實驗邊講實驗完成實驗教學(xué)，現(xiàn)象明顯，直觀有效。視頻實驗只能是輔助實驗作用，實驗教學(xué)應(yīng)當(dāng)實際操作，讓學(xué)生觀察到實際的操作過程、現(xiàn)象，這樣才有利于提高學(xué)生的分析和動手操作能力。課后與施教者交流此實驗教學(xué)時，施教者認(rèn)為碘有毒，且在“碘錘”中碘凝華后不便清洗，實驗室器材存在很多問題，不便開展教學(xué)就不做了。

二、探析實驗器材存在的問題

隨著政府加強對教育的投入，各校按標(biāo)準(zhǔn)配置裝備了實驗器材。但仍然常聽到一線教師受困于實驗器材。通過調(diào)查，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)標(biāo)配的實驗器材存在的問題主要有：有的器材數(shù)量少，難以滿足同一年級多個物理教師多個班級上課的需要；有的器材易老化，有的器材易碎化，有的器材易潮化，有的器材易生銹，有的器材操作繁雜，有的器材或?qū)嶒灛F(xiàn)象可見度很小。因此，實驗設(shè)計往往受這些問題的影響，難以形象、生動地呈現(xiàn)知識點，難以創(chuàng)設(shè)學(xué)生自主探究的實驗環(huán)境。鑒于此，需要教師因地制宜，創(chuàng)新器材，突破儀器本身存在的缺陷。

三、自主創(chuàng)新教具，解決實驗器材問題

（一）將廢棄的器材加以重組

實驗室每隔幾年就要清理一些因老化、潮化、碎化而自然耗壞或操作損壞的器材，這些器材，棄之可惜，留之礙眼。如果將它們巧妙地加以重組，并拓展原實驗器材的功能，優(yōu)化原實驗器材的操作方法，就能收到很好的實驗教學(xué)效果。

教學(xué)案例1用來“探究電流發(fā)熱與哪些因素有關(guān)”的配套器材是J2375型演示器，使用這種標(biāo)配的帶“U”管的“焦耳定律演示器”時，不方便往u型細(xì)管中注水，實驗做完后清理也麻煩，而且易使發(fā)熱電阻受潮生銹；時間一長，連接u型管的橡膠極易老化腐蝕，更換橡膠也極不方便；U型玻璃管也是易碎品。因此，這個演示器通常兩年后基本就要報廢處理。為解決標(biāo)配的“焦耳定律演示器”這些問題，可以將若干個廢舊的J2375型器材中仍有用的電阻和密封塑料殼拆下來，用電子溫度計代替U型管，從而實現(xiàn)重組使用。

1.具體的制作方法是：取4個電阻，R1阻值為5Ω，R2、R3、R4阻值均為10Ω，將R3、R4兩個10Ω的電阻并聯(lián)起來后，再依次與R1、R2 兩個電阻串聯(lián)；將三支電子溫度計直接用塑料扎絲分別固定在電阻R1、R2、R3上，最后將三個密封塑料殼蓋在電阻R1、R2、R3上。

2.使用方法：先記錄三個電子溫度計的初溫，通電1min 時，再比較三個溫度計的變化示數(shù)，可以分別得到的結(jié)論是——通過導(dǎo)體的電流一定時，通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻有關(guān)；導(dǎo)體阻值一定時，通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流有關(guān)。再通電1min，還可以得到導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通電時間有關(guān)的結(jié)論。再進(jìn)一步深入分析，R1 的阻值比R3 的阻值小，但通過R1 的電流是通過R3 電流的兩倍，比較R1 與R3 的發(fā)熱升溫情況，發(fā)現(xiàn)電阻R1 比R3 升溫高，因此，還能發(fā)現(xiàn)在通電時間相等的情況下，電流比電阻對導(dǎo)體發(fā)熱的影響程度更大。

這個重組的“新型焦耳定律演示器”，比原器材操作更簡單，現(xiàn)象更明顯，節(jié)約了教學(xué)前的準(zhǔn)備時間，也節(jié)約了課堂實驗時間，并增加了一個探究功能，教學(xué)效果更顯著。與此同時，充分合理利用廢棄材料，也是倡導(dǎo)了環(huán)保節(jié)能的理念，間接對學(xué)生做了正能量教育。

（二）巧用日常用品代替實驗室器材

有些實驗易做，但實驗后難于清洗，甚至有刺激性氣味。對這種實驗，實驗教師和儀器管理員都是敬而遠(yuǎn)之，避而不做。如果用日常用品來代替原實驗室的玻璃容器，可當(dāng)作一次性實驗器材處置，避免清洗之勞苦。

教學(xué)案例2 物態(tài)變化中的“升華與凝華”實驗，因“碘”在常溫下易升華且有紫色氣體生成，稍加熱現(xiàn)象更加突出，所以，教材中常用“碘”來做“升華與凝華”。教材中選擇的燒杯或試管做容器，甚至還推介了專用器材——“碘錘”（玻璃制品）做容器，但實驗后難以清洗。如果用“保鮮袋”裝一些碘顆粒，扎緊袋口后，常溫下仔細(xì)觀察，可以發(fā)現(xiàn)淡淡的紫色氣體慢慢地出現(xiàn)；將盛有點顆粒的“保鮮袋”袋底浸入熱水后，一股濃濃的紫色氣體飄然升起——這是碘的升華現(xiàn)象。從熱水中取出“保鮮袋”一會兒，“保鮮袋”內(nèi)壁上有紫色粉末物出現(xiàn)——這是碘蒸氣凝華現(xiàn)象。此實驗時間短，效果明顯，防止了碘的刺激性氣味的影響，實驗后不必清洗也不必回收，直接將塑料袋當(dāng)作特殊垃圾處置就可。此實驗器材還可分組進(jìn)行，解決“碘錘”的數(shù)量不足不便分組的問題，讓學(xué)生通過積極主動仔細(xì)觀察這一實驗現(xiàn)象的，再經(jīng)歷概括總結(jié)，很容易建立起“升華和凝華”的概念。

瓶瓶罐罐皆儀器。用來源于生活中的“器材”可以代替許多實驗室的器材，只要用得恰當(dāng)，符合科學(xué)，常讓學(xué)生感覺似乎意外又不意外。學(xué)生感到意外的是：教師所選器材超越課本，身邊這么多東西可以用來做物理實驗；學(xué)生感到不意外的是：這些器材的實驗效果、結(jié)論與教材上的相同。這樣，將學(xué)生身邊的事物與學(xué)習(xí)的內(nèi)容緊密結(jié)合，使學(xué)生在自己熟悉的環(huán)境中進(jìn)行探究實驗、把握新知，讓學(xué)生體會物理知識的學(xué)習(xí)并不是那樣的空洞，而是實實在在，深刻體會身邊就是物理。

（三）改進(jìn)實驗器材，規(guī)避學(xué)生觀察實驗的盲區(qū)

教師演示實驗時，因?qū)嶒灛F(xiàn)象微小或觀察角度等原因，教室中有某幾排或某幾列的學(xué)生觀察不到實驗現(xiàn)象，這個幾排或幾列的區(qū)域便稱為“學(xué)生觀察實驗的盲區(qū)”。教學(xué)時，需要教師創(chuàng)新教具，規(guī)避這些學(xué)生觀察實驗的盲區(qū)，讓全體同學(xué)都能看到實驗現(xiàn)象。

教學(xué)案例3 學(xué)習(xí)平面鏡成像特點，學(xué)生通過分組探究觀察，能理解到平面鏡所成的像與物體大小相等的特點。但當(dāng)問及“人遠(yuǎn)離穿衣鏡時，所成的像有什么變化”時，大多數(shù)同學(xué)認(rèn)為“像變小”，這是因為大家在平時觀察到的“人遠(yuǎn)離穿衣鏡時”，所成的像確實是在變小。為了克服這一定勢思維的影響，教師有必要再演示平面鏡成像，如果教師用一塊透明玻璃板豎立在水平臺面的白紙上，教室中只有坐在中間的幾列學(xué)生容易觀察到，而坐在兩側(cè)邊的學(xué)生難以看到。此時，教師可制作三個透明玻璃板連體的“平面鏡”，讓教室內(nèi)左中右的同學(xué)都能觀察到像。

1.制作方法：取一塊40cm×30cm的薄透明玻璃板，放在平整的桌面上，用透明膠將兩塊20cm×30cm的薄透明玻璃板分別粘到長玻璃板兩側(cè)，注意玻璃塊之間要留有1mm的間隔。

2.使用方法：將“平面鏡”豎直立在平整木板上，調(diào)整大玻璃板兩側(cè)的小玻璃板的角度，使其夾角為120°左右；在三個玻璃板圍成的區(qū)域內(nèi)取合適的點A，分別找到三個豎立的玻璃板的對稱點B、C、D。取4支相同的蠟燭，點燃3 個，分別放在B、C、D 三點上，教師手持未點燃的蠟燭到A處，讓學(xué)生觀察到虛像后，再將此裝置遠(yuǎn)離學(xué)生1-2米，學(xué)生看到的虛像變小了，但虛像仍與A 處蠟燭重合等大，而A 處蠟燭并沒有變??！從而確定虛像大小并沒有改變。

教師針對學(xué)生易受思維式勢的影響，改進(jìn)實驗器材，造成強有力的視覺沖擊引發(fā)強大的認(rèn)知沖突，破解思維定式的束縛，打破原有思維定式的那部分錯誤內(nèi)容，從而構(gòu)建正確的認(rèn)識。

盡管實驗室器材有專門的維護(hù)與保潔制度，但因客觀因素導(dǎo)致的器材問題是無法避免的。而物理創(chuàng)新實驗在物理教學(xué)教學(xué)中有著舉足輕重的作用，針對實驗教具、方式、操作的不斷改進(jìn)，教師巧用創(chuàng)新教具，開發(fā)新型實驗，既能解決器材問題，豐富實驗資源，又能啟迪學(xué)生智慧，提高課堂教學(xué)效率，開闊學(xué)生的創(chuàng)新視野！