史鴻耀 郝 英 鄭晨旭(邢臺市第一中學(xué) 河北 邢臺 054000)

物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理理論的建立、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)都需要實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn).高中物理教學(xué)中僅僅靠學(xué)校實(shí)驗(yàn)器材，會在一定程度上限制學(xué)生的想象力，抑制學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，難以激發(fā)他們獨(dú)立思考的興趣.教師如果在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生利用生活中常見的物品來自制學(xué)具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，會使學(xué)生感受到物理與日常生活聯(lián)系的緊密性，同時(shí)學(xué)生在自制學(xué)具并用其實(shí)驗(yàn)的過程中會對物理概念、規(guī)律的認(rèn)識更加深入，激發(fā)對物理的熱愛.我們在教學(xué)過程指導(dǎo)學(xué)生從以下幾方面開展了一些小制作、小實(shí)驗(yàn)，并取得了很好的效果.

1 物理小制作普及化

高中物理新教材十分重視小制作，我們及時(shí)安排學(xué)生動手去做.比如在完成了自由落體的教學(xué)之后，啟發(fā)學(xué)生根據(jù)自由落體下落高度與時(shí)間的關(guān)系制作“人的反應(yīng)時(shí)間測量尺”(圖1).

圖1 人的反應(yīng)時(shí)間測量尺

再比如卡尺的讀數(shù)原理每次教學(xué)時(shí)都會反復(fù)講解，但后續(xù)考查讀數(shù)仍有多位學(xué)生出現(xiàn)錯(cuò)誤，原因是很多學(xué)生死記硬背讀數(shù)規(guī)則，對錯(cuò)位對齊原理理解不透，為此課后安排學(xué)生自制卡尺，并測量物體長度，取得了很好的效果.又比如靜電學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不易觀察，學(xué)習(xí)“靜電場及其應(yīng)用”時(shí)我們安排學(xué)生自制了驗(yàn)電器(圖2)，上課時(shí)再利用筆或刻度尺，做摩擦起電和感應(yīng)起電的小實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以近距離觀察現(xiàn)象.同時(shí)學(xué)生還自制了固定電容器和可變電容器，這不僅可以幫助學(xué)生理解電容器的構(gòu)造，還可以通過測量電容器的電容值，讓學(xué)生進(jìn)一步理解影響電容的因素.并且我們還用自制電容器一起體驗(yàn)了萊頓瓶放電的電擊過程，在后續(xù)黑箱實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用歐姆表觀察了自制電容器的充放電現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了一器多用.

圖2 自制驗(yàn)電器

2 物理實(shí)驗(yàn)生活化

物理來源于生活，學(xué)習(xí)物理就是學(xué)習(xí)觀察生活，學(xué)會使用生活中的物品做實(shí)驗(yàn)，并用物理知識去解釋現(xiàn)象.比如網(wǎng)購和快遞成為生活的一部分，學(xué)生利用課余時(shí)間收集包裝物品的材料，然后利用這些材料，在動量定理的學(xué)習(xí)前我們安排了投蛋比賽，設(shè)計(jì)一個(gè)雞蛋保護(hù)裝置，讓雞蛋從5層的窗口落下而不破裂.學(xué)生或者用泡沫、海綿等包住雞蛋，或用彈性架子固定(圖3)進(jìn)行緩沖、避震，或用塑料袋做成降落傘起到延時(shí)作用，所有小組都取得了成功，這樣就能更好理解動量定理了.

圖3 自制驗(yàn)電器

再比如小型電機(jī)生活中處處可見，自制電動機(jī)也很簡單，每個(gè)小組配置兩小塊強(qiáng)磁鐵、兩節(jié)電池、一小段銅絲，就可以動手做微型電機(jī)了.又比如浸潤和不浸潤實(shí)驗(yàn)，課本上提供了水和玻璃、水銀和玻璃的浸潤和不浸潤現(xiàn)象，日常生活中液體、固體多種多樣，我們讓學(xué)生收集家中的液體，例如食用油、酒精、汽油等和各種常見固體一一進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行了展示，引起了學(xué)生很大的興趣.

3 實(shí)驗(yàn)過程視頻化

有些物理實(shí)驗(yàn)過程短暫，不易觀察到明顯現(xiàn)象，現(xiàn)在智能手機(jī)普及且功能強(qiáng)大，可以讓學(xué)生利用視頻小程序，把實(shí)驗(yàn)拍攝下來，再進(jìn)行慢放觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.比如超失重的教學(xué)中，瓶中的水落體過程不會從小洞流出，因?yàn)檠菔緯r(shí)間短暫，不易觀察，學(xué)生可以在家中錄制視頻，隨后慢放，效果就很好.再比如彈簧波無論是縱橫波的傳播過程，還是縱橫波的疊加過程，都可以提前錄制好視頻，借助慢放功能，讓學(xué)生進(jìn)行更好的觀察.又比如牛頓第二定律的瞬時(shí)性不易觀察，教師借助手機(jī)的慢放功能使得學(xué)生更加清楚地觀察到彈簧彈力不能突變(圖4).或者利用連拍功能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，比如學(xué)生用這種方法做過自由落體運(yùn)動加速度的測量和平拋運(yùn)動初速度的測量實(shí)驗(yàn)，都取得了很好的效果.

圖4 牛頓第二定律的瞬時(shí)

4 物理習(xí)題實(shí)驗(yàn)化

高中物理很多習(xí)題的編制來源于實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)器材簡單，可操作性強(qiáng)，可以在教學(xué)過程安排利用自制的器材仿照習(xí)題內(nèi)容進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn).

案例1：滴水法測重力加速度.讓水龍頭的水一滴一滴地滴在其正下方的盤子里，調(diào)整水龍頭，讓第1滴水滴到盤子里時(shí)第3滴水恰離開水龍頭．測出從第1滴水離開水龍頭到第n滴水落到盤子里的總時(shí)間為t，用刻度尺量出水龍頭到盤子的高度差為h，則重力加速度的計(jì)算式為g=________.

案例2：測水的折射率.如圖5所示，水面上漂浮著一半徑R的圓木板，圓木板中央插著一根大頭針，且在水中部分長為h．若從圓木板四周恰好看不到大頭針的頂尖P，則水的折射率n多大？

圖5 插針法測水的折射率

案例3：細(xì)繩牽連速度分解.如圖6所示，用汽車吊起重物，汽車以速度v勻速前進(jìn)，當(dāng)牽繩與豎直方向夾角為θ時(shí)，重物上升速度為( )

圖6 繩牽連速度情境圖

案例1和案例2我們安排了分組實(shí)驗(yàn)，案例3分小組自制了運(yùn)動的分解演示器(圖7)，都取得了很好的效果.

圖7 運(yùn)動的分解演示器

新的教育理念倡導(dǎo)讓學(xué)生在自主探究活動中獲取知識，我們在教學(xué)中積極實(shí)踐，抓住適宜時(shí)機(jī)，利用生活中的瓶瓶罐罐，引導(dǎo)學(xué)生自制學(xué)具，開發(fā)“土”實(shí)驗(yàn)，充分放手讓學(xué)生自己操作，注重學(xué)生的親身經(jīng)歷和體驗(yàn)，讓學(xué)生去獨(dú)立制作或合作完成，培養(yǎng)學(xué)生的各種能力，形成良好的探究實(shí)驗(yàn)習(xí)慣.當(dāng)然這種“自主”并非不要教師的指導(dǎo)，另一方面要在學(xué)具的設(shè)計(jì)制作、操作規(guī)范上給予指導(dǎo)，在學(xué)生遇到困難時(shí)，給予方法、策略上的點(diǎn)撥；另一方面要對學(xué)生的小制作、小實(shí)驗(yàn)進(jìn)行及時(shí)評價(jià)和評比，讓學(xué)生充分享受到實(shí)驗(yàn)給他們帶來的快樂.總之，教師安排自制學(xué)具活動時(shí)機(jī)要適宜，讓操作活動成為學(xué)生自身所需，切實(shí)提高活動的實(shí)效性，讓學(xué)生在活動中經(jīng)歷知識的形成過程，促進(jìn)學(xué)生思維和個(gè)性的健康發(fā)展.