初中物理教材中非常规实验设计及应用

王君

摘 要： 物理教学需要做大量的实验，这是由物理学科的性质所决定的。研究初中物理教材中“非常规”物理实验，有助于教师在实际教学中更好地运用“非常规”物理实验，激发学生学习兴趣，鼓励学生实践创新，提高学生的动手能力，培养科学情感。本文具体研究分析初中物理教材中“非常规”物理实验的特点和教学功能，详述已应用于实践的实验案例。

关键词： 初中物理教材 “非常规”物理实验 教学功能 实验设计 实验应用

心理学研究表明：人的动作记忆效率比语言文字记忆效率要高好几倍。“百闻不如一见，百看不如一做”说的就是这个道理。一个成功的实验，带给学生的不仅是实验本身的知识，更重要的是为使学生留下良好的印象，激发学生的求知欲，促进他们更努力地学习物理知识，在课堂上更活跃，从而强化课堂教学效果。

一、“非常规”物理实验的特点

初中物理教材中大部分使用的是厂制正规的专门实验器材开展的实验教学活动，即所谓“常规物理实验”。“非常规”物理实验是指利用学生熟悉的生活易得物品、材料、器具，人体或人体局部，以及儿童玩具等开发进行的一类体现自创性、体验性、趣味性、简易性、生活化的物理实验教学活动。“非常规”物理实验具有以下特点：（1）材料易得，实验便利；（2）贴近生活，亲切感强；（3）程式多变，新奇有趣；（4）物具它用，体现自创；（5）结构简单，体验性强。

二、“非常规”物理实验的教学功能

1.利用身边物品做物理实验，新鲜生动，激发学生的学习兴趣。如果用学生所熟悉的材料进行实验，就能够使学生感觉到亲切，比较容易克服思维障碍，能较好地达到实验的目的。

2.利用身边物品做物理实验能避同求异，培养学生的创新意识。如果实验所用的仪器是学生亲手制作的，那么不仅能培养学生的动手能力，而且能帮助学生建立起牢固的相关物理表象，敏锐地洞察其中发生的物理过程，使学生对知识的理解更透彻。

3.利用身边物品做物理实验能培养学生不怕挫折的精神，促进学生身心健康发展。如果用学生所熟悉的材料进行实验，就能够使学生感到亲切，比较容易克服思维障碍，较好地达到实验的目的，并培养学生的科学情感。

因此，教师应当引导学生充分利用身边所熟悉的物品做物理实验，丰富实验物品，弥补实验仪器的不足，拓展实验探究的时空，让学生真正经历“从自然到物理、从生活到物理”的认识过程。由此可见，“非常规”物理实验对于实现物理课程标准提出的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维课程目标具有独特的价值，在实际教学中具有相当重要的教育价值，是常规实验所无法取代的，因而是一种有待深入开发的重要物理课程资源。

三、“非常规”物理实验案例

1.用塑料瓶或玻璃杯自制量筒或量杯。

（1）取一个合适的透明玻璃瓶，用标准量筒或注射器每次注入20立方厘米的水，并在瓶身外侧的纸条上画出水面的位置。如被测物体较小，可以做一个比较精密的量筒。用两个透明的胶卷盒，用快干胶（502）对接而成，也可用透明胶带粘牢，只要不漏水即可。然后每次注入10立方厘米的水，刻出水面位置，再将每大格等分为5小格（每格2立方厘米），这样测得物体的体积就比较准确。

（2）实验时先用自制天平测出被测物体的质量，根据物体的体积大小在自制量筒中测出物体的体积，根据公式算出物体的密度。

（3）实际测一测橡皮或是一段铅笔的密度。铅笔密度小于水，可以先扎一根大头针，将铅笔插入水中即可测得体积。

2.自制橡皮筋测力计。

（1）找一块木板或硬纸板，板上贴上白纸。

（2）用图钉把橡皮筋钉在板上，橡皮筋末端系上一根细线，线端绑一个回形针作秤钩，板的下端按两个图钉，用以限制绑秤钩的细线在两图钉之间活动。

（3）在弹性限度内为橡皮筋测力计标刻度。在白纸板上的橡皮筋末端划一横线，作为0刻度。取一标准的弹簧测力计挂起来，再将皮筋测力计倒挂在弹簧测力计的挂钩上，用力向下拉皮筋测力计，读出弹簧测力计的示数，并在皮筋测力计的末端位置划出横线，标出相应的示数。用自行车气门芯代替橡皮筋，效果更好。

3.设计实验，测量自己的头发能承受的最大拉力。

（1）把弹簧测力计竖直挂在铁架台上，用一根头发一端系在弹簧测力计的钩子上，另一端打一个圈，不断向头发上挂小钩码，当头发断时，这之前加的钩码的和的重力大小，即为一根头发的最大拉力。

（2）重复多次实验，取平均值。

4.孔明灯。

（1）取一只大号冰箱保鲜袋，三根（二长一短）家用塑料导线中的细铜丝和少许药棉及酒精。

（2）用一根细铜丝在保鲜袋离边0.5厘米处，沿边如缝衣一样穿起来。

（3）用一根细铜丝的两端拴在保鲜袋口的铜丝上，并用短铜丝在中央处绕成十字形，再把少许药棉放在十字形铜丝上，放些酒精，用手拾起保鲜袋底部，点燃酒精后，稍停片刻即松手，孔明灯随即升空。

（4）注意所放药棉和酒精不能过多，不然点燃后火太大造成保鲜袋因过热而变形，使孔明灯升不起来。

（5）孔明灯上升是由于加热时保鲜袋内的空气受热膨胀密度变小，浮力增大的原因，此实验也可用更简单的办法做：找一个很薄的不漏气的食品袋，把袋口剪齐，在袋口边缘等距离地别上2～3个大头针，降低重心。向食品袋内吹满气，用双手提着，罩到点燃的3支蜡烛上方，几秒后，食品袋就有上升趋势，立即松手，食品袋就会自由上升，有时可达顶棚，过一会就自动下降，可反复使用。

四、结语

“我听说了就忘记了，我看过了就领会了，我做过了就理解了”。华盛顿大学横幅上的这句话很好地说明了“做”的重要性，在物理教学过程中既要以观察和实验为基础，更要注重“做”。新课程标准提出：要发挥实验在物理教学中的重要作用。“非常规”物理实验作为一种有待深入开发的课程资源。它潜在的教育教学功能还有待我们从理论上进一步深入研究。

参考文献：

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[5]刘炳升，李容.义务教育课程标准实验教科书·物理[M].江苏科学技术出版社，2007.