初中物理實(shí)驗(yàn)教具開發(fā)研究

　　導(dǎo)語：通過物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅能提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，而且可以進(jìn)一步加深對(duì)物理概念和定律的理解，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的觀察力、思維力以及分析解決問題能力。

　　一、初中物理教學(xué)中自制實(shí)驗(yàn)教具的必要性

　　在信息與科技的時(shí)代，初中物理基礎(chǔ)教育的課標(biāo)要求要順應(yīng)時(shí)代變化，要符合新時(shí)期初中生的心理變化特征，但是對(duì)于培養(yǎng)初中生的科學(xué)素養(yǎng)以及一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ侨魏螘r(shí)代下都需要的。而且依據(jù)初中生的心理結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及物理課程的自身的特殊性———以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的一門學(xué)科，實(shí)驗(yàn)在整個(gè)物理教育教學(xué)過程中起著重要的作用[1]。

　　(一)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

　　通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅可以豐富學(xué)生的理論知識(shí)從而完成當(dāng)堂教學(xué)目標(biāo)，還可以激發(fā)學(xué)生興趣。簡易操作的實(shí)驗(yàn)較多且以生活息息相關(guān)，很容易的讓學(xué)生形成一種認(rèn)知即“物理是一門有趣的學(xué)科，是和生活緊密相連的學(xué)科”，使學(xué)生在興趣中學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力[2]。

　　(二)物理教學(xué)有利于提高學(xué)生的科學(xué)探究能力

　　在實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中，有助于開發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究能力及創(chuàng)新能力。針對(duì)初中生已經(jīng)形成了豐富的感性認(rèn)知能力和初步的理性認(rèn)知能力的這一現(xiàn)狀，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)開發(fā)，演示及分組探究中，通過學(xué)生的參與，形成感性認(rèn)知后再加以引導(dǎo)，將中學(xué)生的豐富的感性認(rèn)知加工為理性認(rèn)識(shí);并通過開發(fā)研究的過程，提出某些實(shí)驗(yàn)的缺陷，讓學(xué)生自己思考、研究、改進(jìn)，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。最后，在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，也是培養(yǎng)學(xué)生自己的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

　　(三)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于學(xué)生主體性發(fā)展

　　所謂發(fā)展是指在認(rèn)知價(jià)值基礎(chǔ)上對(duì)學(xué)生整個(gè)精神世界全面發(fā)展的促進(jìn)作用，主要包括道德情感、創(chuàng)造精神、審美能力、和諧人格等方面的發(fā)展。教學(xué)目的就是為了實(shí)現(xiàn)學(xué)生的發(fā)展，學(xué)生發(fā)展的核心是其主體性發(fā)展。

　　二、大氣壓強(qiáng)這一節(jié)自制實(shí)驗(yàn)教具的開發(fā)

　　人教版八年級(jí)物理書中，以馬德堡半球?qū)嶒?yàn)實(shí)驗(yàn)引入大氣壓強(qiáng)。馬德堡半球?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證了大氣壓的存在，該實(shí)驗(yàn)顯示出大氣壓的巨大威力同時(shí)帶給學(xué)生巨大的視覺沖擊，但是由于操作的局限性，通常只能以視頻播放的形式來進(jìn)行觀看，具有局限性與不可操作性。接著引入首次準(zhǔn)確求出了大氣壓強(qiáng)的準(zhǔn)確值的托里拆利實(shí)驗(yàn)，但由于具有一定的危險(xiǎn)性，通常也只是以播放實(shí)驗(yàn)視頻的形式進(jìn)行。但是由于兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的不易操作性，很難將不容易察覺的大氣壓轉(zhuǎn)換到具體的可感知的事物上。

　　(一)改進(jìn)的覆杯實(shí)驗(yàn)

　　首先我用以下實(shí)驗(yàn)器材漏斗、橡皮泥、水、薄塑料片來組成覆杯實(shí)驗(yàn)，并觀察將下口封住的小漏斗蓋上撲克牌，倒置，用手捏住漏斗，你看到的現(xiàn)象是撲克牌掉落;次觀察將下口封住的小漏斗裝滿水，蓋上撲克牌，用手按住硬紙片，使它倒置，手捏漏斗，你看到的現(xiàn)是撲克牌不再掉落;在完成上一步實(shí)驗(yàn)后拔下封口的橡皮泥你看到的現(xiàn)象是撲克牌再一次掉落。在上述的實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，能夠引起學(xué)生的認(rèn)知沖突，較好的達(dá)到教學(xué)目的，也便分組實(shí)驗(yàn)，便于學(xué)生交流與合作，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維能力。

　　(二)改進(jìn)的模擬馬德堡半球?qū)嶒?yàn)

　　在感受大氣壓的大小的實(shí)驗(yàn)中，我使用下列器材:兩個(gè)同樣大小的不銹鋼碗、兩個(gè)帶拉鉤的吸盤、硬紙板或?yàn)楹穸葹?mm左右的塑料密封圈、繩子、餐巾紙。具體的實(shí)驗(yàn)過程是:先將兩個(gè)塑料密封圈置于碗的邊沿，將餐巾紙放入碗內(nèi)，再將餐巾紙點(diǎn)燃，當(dāng)燃燒最旺時(shí)將兩只碗緊扣;然后用濕抹布給碗降溫，待碗的溫度降到人手感覺不燙的時(shí)候，把吸盤吸在碗的底部;最后請(qǐng)兩個(gè)同學(xué)向左右兩邊用力拉吸盤，體驗(yàn)大氣壓的大小，在操作過程中學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)怎么樣都拉不開，在他們的預(yù)料之外，因此就特別想知道原因，從而引入大氣壓究竟有多大?此次實(shí)驗(yàn)將抽象的大氣壓值轉(zhuǎn)換為拉不開的碗，便于學(xué)生的感知與感悟。

　　(三)自制氣壓計(jì)

　　對(duì)于托里拆利實(shí)驗(yàn)的改進(jìn):長約1米的一端封閉的玻璃管用橡膠管和注射器針筒相連接，從針筒到玻璃管頂端灌滿水銀，將管內(nèi)空氣全部排出，在玻璃管以及大注射器后方沾上強(qiáng)磁鐵，方便放于黑板上演示，接下來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作:將針筒固定，用帶有手套的手指堵住玻璃管管口，將玻璃管倒立過來，讓學(xué)生觀察當(dāng)手指放開時(shí)水銀柱的變化情況觀察到放手時(shí)水銀柱高度會(huì)下降，當(dāng)下降到一定程度后，水銀柱便會(huì)停止下降，這時(shí)候用刻度尺進(jìn)行測(cè)量，得到760mm水銀柱高。對(duì)托里拆利實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，首先將應(yīng)使用大量水銀的實(shí)驗(yàn)減少為少量使用，既減少了實(shí)驗(yàn)的成本，又由于水銀具有一定的危險(xiǎn)性，減少水銀量的使用，也減少了實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性，在實(shí)驗(yàn)操作和觀察中培養(yǎng)學(xué)生思考和分析問題的能力，培養(yǎng)其思維的縝密性和計(jì)算能力。這樣簡單的實(shí)驗(yàn)不僅讓學(xué)生能夠?qū)W以致用，而且讓學(xué)生從物理走向生活，從生活走向社會(huì)。

　　三、展望

　　一般來說“低成本實(shí)驗(yàn)多采用生活中隨處可見物件制作而成，理論聯(lián)系實(shí)際，能夠激起學(xué)生興趣，激發(fā)求知欲。通過物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅能提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，而且可以進(jìn)一步加深對(duì)物理概念和定律的理解，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的觀察力、思維力以及分析解決問題能力”。我相信通過對(duì)物理自制教具的研究與開發(fā)，不僅對(duì)于物理教學(xué)具有一定的實(shí)踐指導(dǎo)意義，而且對(duì)于學(xué)生的思維開發(fā)也具有較大的作用。對(duì)于一些及其缺乏實(shí)驗(yàn)教具的農(nóng)村地區(qū)也可以達(dá)到豐富課程資源的目的。

　　參考文獻(xiàn):

　　[1]蘇明義.新版初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)解析與教學(xué)指導(dǎo)[M].北京:北京師范大學(xué)出版社，2012，185.

　　[2]羅星凱.中學(xué)物理疑難實(shí)驗(yàn)專題研究[J].廣西:廣西師范大學(xué)出版社，1998.

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