创新物理小实验的设计思想

初中创新物理小实验的设计思想

镇江市江滨中学物理组物理组

一、物理实验设计要具有挑战性：挑战性不仅表现在给学生视觉的冲击，更重要的是引起学生的思考

案例一：引言：奇妙的物理世界

实验设计：气流的变化。怎样把燃烧的蜡烛火焰吹灭？

推荐理由：一般来说物体能挡住气流。但是，物体的形状对气流是有影响的。当在燃烧的蜡烛前面放一个方形的物体可以挡住气流、而换一个圆形的物体把蜡烛吹灭的时候，学生表现出来的惊奇是一种学习物理的享受。

案例二：对物体做功，物体的内能增加、温度升高

实验设计：压缩气体做功内能增加、温度升高。

推荐理由：压缩空气做功，空气的内能增加、温度升高。学生一般只知道结论，没有体验。我用打气筒有气嘴一端叫学生用手堵住，老师快速打气，这时气体的温度可能有上百摄氏度，对学生来说不仅是感觉的刺激，更重要的是引起学生的思考。接着，将温度计放在气嘴上用多媒体投影到光屏上，温度计的度数随打气而上升。

案例三：受力面积越大、压强越小

实验设计：探究：一个鸡蛋能承受多大的压力。

推荐理由：大家都知道：鸡蛋碰石头。可是，一个鸡蛋能承受20千克力左右，学生不一定能想到。当一个人站在四只鸡蛋上，鸡蛋没有碎；而鸡蛋轻轻一敲就碎时，一定能激发学生的思考，对学生理解压强的概念是有帮助的。

二、物理实验设计结果要在意料之外、情理之中：“情理”--------指物理的道理和自然之美

案例一：水蒸发吸热有致冷作用

实验设计：为什么纸不能燃烧？用二个餐巾纸团沾上酒精燃烧后，一个纸团烧成灰烬、另一个纸团酒精燃烧完后餐巾纸却完好无损。（这个餐巾纸团是用水浸润过的）

推荐理由：蒸发吸热有致冷作用，日常生活很常见。但是，“神5飞船”返回舱在进入大气层时是一团火球、而里面的人却安然无恙，学生是知道其中道理的，但是学生没有直接的体验。当学生看到一个纸团是烧成灰烬、而另一个纸团却完好无损时，学生的感受只有二个字-----惊讶！

案例二：比热容概念的教学

实验设计：等质量的铅和水加热后，体验温度的变化。

推荐理由：比热容是一个很抽象的概念，学生不能理解物质有一种性质------热的容量。当等质量的铅块和水加热几分钟以后，水可以用手摸一摸，感受温度的变化；而铅块却不能用手摸，这时铅块的温度可以点燃火柴。强烈的对比必然引起学生积极地思考。

三、物理实验设计要注意学生的参与性：课堂教学的生命力就在于-------师生融为一体

案例一：设计分组实验：为什么体温计的测量范围是35～42摄氏度？

实验设计：水浴法测量鸡蛋清的凝固点。（将鸡蛋清放在金属勺中，用水加热，看到蛋清凝固时测出水的温度）

推荐理由：体温计的测量范围是35～42摄氏度，大家都知道。那么，为什么设定这个范围，你思考过吗？比如：人的体温超过42摄氏度会有怎样的结果-----从这个实验中，学生可以发现40摄氏度左右，鸡蛋清开始凝固，生命的意义由此改变。

四、物理实验设计要注意开发物理教材中有价值的资源：教材不可能面面俱到，在研究教材的过程中发现其中蕴藏的教育素材

案例一：八年级物理上册P32“练习使用温度计”，教材中只介绍了液体温度计实验设计：双金属片固体温度计。

推荐理由：“温度计”物理教材只介绍了液体温度计，而液体的热胀冷缩是不明显的；气体的热胀冷缩很明显、但是大多数学生没有看过“伽利略气体温度计”；固体热胀冷缩最小，如何把微小的变化放大，用双金属片制成固体温度计，学生看了以后对热胀冷缩会有新的认识。

案例二：九年级物理下册P15“焦耳定律”：“例如，电流通过电动机做功时，大部分电能被转化为电动机的机械能，仅有少量的电能转化成内能。”

实验设计：怎样理解“电动机”中电能和机械能、内能之间的转化关系------用电动机和小灯泡组成串联电路，当电动机不工作时，电感电阻变小灯泡变亮。

推荐理由：电流的热效应是由导体的电阻而产生的。电动机不是纯电阻电路，电感电阻远大于纯电阻，虽然这个知识点没有教学要求，但是可以通过实验设计让学生直观认识电阻和电流热效应的关系。

五、物理实验设计要注意视觉效果：学生在看物理实验的过程中所引起的思考、不是言语所能表达的

案例一：导体的电阻与导体的材料有关。

实验设计：用一段2B铅笔和另

一段铅笔串联起来，接上20伏特左右的

电压，一会儿学生发现2B铅笔发热冒

烟、而另一段铅笔却不热------猜一猜铅

笔芯是什么材料（学生看一看、摸一摸，

回答：铁丝）

推荐理由：教材中是用不同的金属丝和

电流表读数大小来表示电阻的大小。但

是，电流表的读数不是教室里面大多数

学生都能看清楚的，有一定的局限性。

铅笔通电后，当发热的烟雾从铅笔内部窜出来的时候，学生表现出来的好奇、惊讶和思考不是言语所能表达的。

案例二：热机模型

实验设计：热机模型：用茶叶罐表示活塞、木条表示连杆和曲轴，再用计数器组成一个简易的热机模型。

推荐理由：教材中是用热机小模型，很多同学看不到。把小模型放大，不仅使学生看的清楚，而且很容易理解冲程和转速之间的关系。

六、物理实验设计要注意简单易行的原则：简约而直观

案例一：弦乐器的音调和弦的长短、粗细、松紧的关系

实验设计：用一次性纸杯和粗细不同的棉线组成简单的弦乐器

推荐理由：用身边的日常用品演绎实际的物理概念，学生既感到亲切，又能发现物理规律，其中的启发性是不言而喻的。