小实验在物理教学中的作用

小实验在物理教学中的作用

湖北省应城市开发区学校　熊桂华

　　摘要：小实验不受时间和地点的限制，可以在课堂上、课后甚至在家里开展。可以利用日常生活中的常用物品和工具，自制各种各样简单的仪器。在亲历亲为中，学生观察操作都比较自由，容易触发其创新潜能，带来意想不到的效果。小实验的开展可以激发学生学习物理的兴趣，巩固学生对物理知识的掌握，提高学生的实验操作技能，培养学生的科学创新能力。

　　关键词：兴趣　操作技能　创新能力

　　实验是我们最喜欢的一种教学方法，也是学生最喜欢的一种学习方法。除了演示实验和学生实验之外，其实教师和学生在教与学的过程中开展得更多的还是小实验。小实验不受时间和地点的限制，可以在课堂上、课后甚至在家里开展。可以利用日常生活中的常用物品和工具，自制各种各样简单的仪器。在亲历亲为中，学生观察操作都比较自由，容易触发其创新潜能，带来意想不到的效果。小实验虽然显得不太正规，但并不意味着可草率行事，这里仍然包括一个积极思考、认真探索的科学思维过程。因此小实验的开展可以激发学生学习物理的兴趣，巩固学生对物理知识的掌握，提高学生的实验操作技能，培养学生的科学创新能力。

　　一、小实验可以激发学生学习物理的兴趣

　　物理是一门以实验为基础的科学，如果离开实验，离开生活，那么学生总会有“一学就会，一听就懂，一做就错”的深刻体会，使一些学生对学习物理产生畏学、厌学情绪。而小实验，可以让学生体会亲自动手亲自实践的乐趣，激发学生学习物理的兴趣，认识到物理知识在实践中的应用，增强他们学好物理的信心。

　　在“科学之旅”这节课上，为了激发学生的学习兴趣。我将矿泉水瓶从中部剪开，用上部的漏斗和乒乓球做了两个小实验。先是将漏斗倒置，将乒乓球放在里面用手托住，分别向瓶口吸气和吹气，并将手指移开，发现乒乓球均不下落。学生们对吹气时乒乓球不下落感到不可思议，从而大大的激发了学生的求知欲。另外，我又将漏斗(瓶口加盖)正放过来，将乒乓球放于漏斗中，向瓶中倒水，可以看到球浮在水面并随水位上升，然后我将水倒掉，将球置于漏斗中(将瓶盖取下)，再往瓶内倒满水，会看到球没有上浮，将瓶盖拧上或用手轻轻堵住瓶口，乒乓球马上上浮，学生们感到迷惑不解，学习的积极性也被调动了起来。此时学生们已是跃跃欲试了，因为他们会觉得这么简单的仪器，就可以做这么多的小实验，认识到物理应该是来源于生活，学习物理也应该是一件既有意义又非常有趣的事情了。在以后的学习中，学生也会自己亲自做许多的小实验来探究物理的奥秘了。

　　在平时的教学中，我经常利用一些随手可做的小实验来进行教学。用“土电话”的游戏使学生在学习的同时体会到合作的快乐;“手影游戏”、“纸锅烧水”使学生体会到魔术的神奇;“瓶口吞蛋”、“叉鱼游戏”让学生感受到了大自然的魅力;让两个学生“模拟平面镜成像”使他们感悟到科学的严谨;用“拔河比赛”的游戏来使学生明白拔河比赛实际上比的是什么;我还让学生在课后用蜡笔或彩笔做“颜料的混合”实验、用一盆水和一面平面镜做“光的色散”实验、用密度不均匀的糖水来观察“海市蜃楼”、用放大镜会聚太阳光点燃火柴等等实验来激发学生的学科情感，调动学生学习的积极性、主动性。由于学生学习物理的兴趣非常浓厚，所以在课后，学生进行了许多小制作，比如自制了“蜡烛跷跷板”、“潜水艇模型”、“水果电池”、“潜望镜”等。学生在实验中发现：每一个实验的成功都来之不易，每一个实验都会给自己带来新的收获，都会有新的发现，极大地激发了学习物理的兴趣。

　　二、小实验可以巩固学生对物理知识的掌握

　　每个小实验都包含着相关的物理知识，小实验的实施过程就是对知识的再现和再学习过程。通过一些课上课下的小实验，学生能够更进一步加深理解物理知识与物理规律，提高学习效率。

　　在学习光的直线传播后，我让学生课下用罐头盒做小孔成像实验，绝大多数同学课后都有制作，而且收获还不小，学生不仅从实验中知道了小孔成像的原理，而且观察到了成像的性质，更让人惊喜的是，很多同学还通过自己的探究得出了像的大小与烛焰到孔的距离以及盒的大小(屏到孔的距离)关系的结论，为后面的凸透镜成像实验的教学打下了良好的基础;在变阻器的教学之后，要求学生做“自制滑动变阻器来控制小灯泡的亮度”的小实验，来加深滑动变阻器原理的理解，有的学生还设计出了能将灯泡完全调灭的电路，更好的理解了部分短路的规律;“音调可变的哨子”的制作可以让学生明白音调与振动快慢(空气柱长度和粗细)的关系;自制不倒翁来理解稳度与重心高度以及底面积大小的关系，明白不倒翁不倒之谜;“筷子提米”实验学生在做的时候不太好把握，有的学生将实验进行了改进，用纸杯、细沙、粗糙木棒(一次性筷子)很好的完成了这个实验，更进一步的理解了摩擦力与压力和粗糙程度的关系。

　　让学生自己触摸咽喉，体会声音是由物体振动发出的;两手相握，体会力是物体对物体的作用;手在桌面上推动，体会摩擦力的存在，随按压桌面压力的变化，体会摩擦力与压力的关系;将砂粒与黄豆分别从斜面上滚下来理解滚动摩擦比滑动摩擦小;通过绕几圈的实验来理解绳子的摩擦与绕的圈数有关;通过“大力士捍鸡蛋”的游戏来体会压强与受力面积的关系;硬币“跳高”比赛、机翼模型实验、软吸管竖起向上吹乒乓球、自制喷雾器等实验，体会流体的压强与流速的关系;堵住耳朵听课，体会空气是传播声音的介质;生熟鸡蛋的旋转、拍掉身上的灰尘、套紧钢笔帽、投递书本等可以认识理解惯性;让学生用两个弹簧秤互拉，来认识作用力与反作用力的关系，从而走出鸡蛋碰石头，石头对鸡蛋的力大于鸡蛋对石头的力的认识误区;让学生课后在空气中和水中分别托一下铁块，认识到在水中下沉的物体也会受到浮力;通过吊着的苹果能否打到鼻子的小实验，理解能量的恒定律;讲大气压时，用两个吸盘模拟“马德堡半球实验”，我又将吸盘吸在黑板上，让学生感受垂直向外拉(克服大气压力)和水平滑动(克服摩擦力)所用力的区别，从而认识到大气压强很大……

　　小实验和小制作不仅提高了学生的动手动脑能力，而且还可以有效地帮助学生巩固所学知识，突破学习中的难点，并消除学生对知识的模糊或错误认识，加深对物理规律的理解。

　　三、小实验可以提高学生的实验操作技能

　　小实验可以培养学生的实验习惯、科学态度和科学方法以及勇于探索的精神，从而提高学生的观察能力、实际动手能力，对实验操作技能的提高起到了重要作用。

　　观察能力是实验操作中最基本的能力。让学生观察指甲剪上有哪些杠杆?观察家里用具和交通工具在哪些地方应用了摩擦?分别用到了哪类简单机械?观察各种家用电器的铭牌来了解它们的额定功率;观察家庭电路和组成;观察灯丝粗细来比较它们电阻的大小等等。通过观察性的实验，不仅培养了学生的观察能力，同时也加强了课本知识与实际生活的联系，真正做到了物理与生活的很好结合。

　　一些测量类的小实验，比如测量自己的功率、测量自己站立时对地面的压强、测量大气压的大小、利用电能表测小灯泡的电功率(也可测实际电压)等小实验，既可以培养学生对实验原理和测量仪器以及操作过程的正确把握，同时培养了学生分析问题和解决问题的能力。有许多学生在测出大气压后还分析了产生误差的多个原因，测量电功率时还计算出了实际电压。

　　小实验“自己会平衡的木棒”和“巧找薄板的重心”不仅复习了重心和重力方向等概念，还使学生学会了用悬挂法和支撑法(其实都是利用二力平衡)求不规则物体的重心，搞清楚“顶碗”、“走钢丝”等杂技技巧的道理。通过这些小实验增强了学生知识的迁移能力与实际应用能力以及操作技能。

　　另外如探究保温瓶的保温性能、观察家用冰箱每天消耗的电功等实验需要进行持续的观察、对比。它对培养学生的观察力、注意力、耐心、毅力等优良品质是很有作用的。特别是“探究单摆周期与哪些因素有关”这个实验，不仅锻炼了学生的耐心和操作技能，而且让学生更进一步理解了科学方法(累积法、控制变量法)在探究活动中的运用。

　　四、小实验可以培养学生的科学创新能力

　　在课外实验中，没有现成的器材，这就需要学生在实验过程中寻求性能相似的替代品，促使学生动手、动脑，这必将激发学生潜在的创造能力，培养其创新精神，而且实验过程中出现的问题一般也只能自己单独解决，这必然会增强学生的自主探究学习能力。

　　比如学生们用老花眼镜、近视眼镜的镜片分别替代凸透镜(装水的圆形酒瓶亦可)和凹透镜;用外面标上刻度的玻璃罐头瓶或玻璃杯替代量筒;用自制小天平甚至是测体重的电子秤测质量;用自制橡皮筋测力计或拉力计测重力;用玩具小车替代牛顿第一定律的小车;用废旧的牙膏皮作浮沉实验;用眼药水瓶和橡皮管做浮沉子;用自制的水气压计测量大气压……通过学生动脑动手制作并做好一些小实验，培养学生的观察思考、动手创新的能力。

　　当知识积累到一定程度，可以让学生用不同的器材探究同一个物理问题或是用一个器材设计不同的探究实验。比如：探究力的作用效果与哪些因素有关，你会设计出几种实验方案?要测一个土豆的密度，你会想到哪些方法，在缺少天平或量筒的情况下，可以想出哪些替代的方法呢?学生除了设计出了“等质量替代法”“等体积替代法”之外，还想到了“等密度替代法”(即悬浮时ρ物=ρ液);密度计测量液体密度采用原理是ρ液=F浮/V排g=G/V排g=m/V排，其中控制m相等(让密度计或其它物体分别漂浮于水和液体中)，根据V排的比例和ρ水得出ρ液，而学生在家测酱油密度时，由于用到的漂浮物是塑料瓶盖，V排的区别很小，测量误差太大，学生就采用了V排一定，而改变F浮(即m，在塑料瓶盖里添加米粒)的办法测出了酱油密度，方法简便易行，而且应用的原理不变，只是将控制的变量发生了变化，这实际上就是一种创新思维的体现。

　　又如，利用注射器，你能做哪些实验?给你一个鸡蛋，你可以做哪些实验?再比如，给你一支削好的长铅笔，你能设计哪些物理小实验。(可探究“压强的大小与受力面积的大小的关系”;得出“力的作用是相互的”;用细铁丝绕在铅笔的一端或用图钉压入铅笔的一端，制成密度计来测量液体的密度;取出铅笔，增加铁丝匝数，使铅笔悬浮以至下沉，来探究物体浮沉的条件;铅笔芯粉末可起润滑作用;可用铅笔分别观察光的折射、反射和直线传播;用笔芯做成滑动变阻器，控制灯泡的亮暗;把漆包线绕在铅笔上制成螺线管，探究电流的磁效应;将铅笔沿斜面滚下，速度很快，将其沿斜面竖起滑下，却很慢甚至不能滑下，或者手掌贴住桌面移动和隔着铅笔移动，能说明滚动摩擦比滑动摩擦小得多;将铅笔一端放在口中，轻轻敲笔杆几下，再用牙齿咬住笔杆轻敲笔杆几下，感受骨传导比空气传声效果好等等)在这些小实验的设计与操作过程中，学生的创新思维和创新能力都得到了很好的培养。

　　科学的成功，决定因素并不是人，是人的努力和奋斗。我们在平时的教学中应该鼓励学生利用身边随手可得的现有材料进行实验探究活动和各种物理小实验，不仅能培养学生的兴趣，加深对物理知识的理解，而且从实验探究过程中体验科学过程，领悟研究方法，学会科学思维，提高操作技能和创新能力。