例谈用实验突破初中物理教学难点

许方锐

摘 要：实验是帮助学生理解中学物理教学重难点的主要方式，将抽象知识转化为直观的实验也能更好地让老师突破教学难点.本文主要从知识技能和科学探究两个方面着手，以教学实例为切入，改进实验设计，体现实验在初中物理教学中难点突破的重要性.

关键词：物理教学；难点突破；实验改进

1 实验解决教学难点的意义

初中生的形象思维尚未完善，因此抽象知识往往会造成学生的认知困难，造成对抽象知识难以把握.在物理教学中，物理概念和规律的形成离不开实验事实的探讨和验证.借助实验，学生不仅能够更好的理解每一步骤操作的意义，也有助于熟练掌握实验原理.因此，通过实验建立学生对课堂讲授内容的感性认识，增强学生对学习内容的理解和记忆是可取的.根据学生学习状况的反馈，笔者对学生较难掌握的知识内容进行了相应的实验设计，帮助学生更好的理解该部分抽象知识.

2 实验解决教学難点的案例

2.1 授人以鱼 实验得认知

2.1.1 自制水透镜实验设计及应用

实验室的玻璃凹凸透镜规格齐全，但是笔者认为实验室配备的玻璃凹凸镜虽成像清晰度高，但其观察直观性差，焦距不同的透镜曲度变化不明显，造成实验结果不明晰.因此，在课堂上笔者使用了自制的水透镜，如图1、图2帮助学生更直观的理解这一部分的知识.

制作器材：橡胶管，安全套，针头，透镜外壳和量气管.制作步骤：

（1）将烧红的针头钻入透镜外壳，待针头冷却后，圆环塑料融化时的黏性将针头固定在透镜外壳中.用该种方式固定可以避免部分水透镜衔接度较差以致漏水的情况.

（2）将安全套沿透镜外壳黏贴后剪下.因安全套伸缩性较好，且透明度好，能在改变曲度的情况下，较好的透过光线.

（3）将橡皮管和两边针头的衔接处用502胶固定，最后将橡皮管和量气管固定.

自制水透镜主要运用液体内外压强差的原理，通过改变液体压强差从而改变透明胶膜中的含水量.当玻璃管的高度高于圆环的高度时，包胶膜的圆环就形成了一个凸透镜，当提升玻璃管的高度不同时，胶膜外突程度也不同，从而改变透镜的曲率.在凹凸透镜的使用中，较多习题会将透镜的使用结合晶状体和视网膜成像原理进行考查.这部分知识教师通常以画光路图的形式呈现，对于七年级的学生而言较为抽象，而自制水透镜清晰直观地模拟近视眼和远视眼的晶状体曲率的变化和成像情况，易于学生理解接受.

2.1.2 内燃机做功冲程演示实验设计及应用

新课程改革，在“能的转化和能量守恒”专题中新增了内燃机的部分.但是书本上对内燃机实验尚未补充完善，仅有汽油机的工作原理示意图以及相应的文字解释，这与课程总目标中“经历科学探究过程”的要求不能很好地契合.由于远离生活，学生对这部分知识内容也没有直观体验.针对该部分教材实验内容缺失，可以采取简易的内燃机做功冲程演示实验.

在课堂中，采用两个针筒，分别钻取上下两个孔.其中一个针筒的两个孔一个模拟吸气门，一个模拟排气门，当两孔用橡皮泥堵住时，即模拟两孔关闭情况，可向下推动挤压注射剂，明显感知在压缩到一定程度后较难压缩，此时气体内能增加，该简易可行的操作可以帮助学生更好理解压缩冲程.在另一针筒中加一定量的乙醇，将两个火机线穿入针筒，并保持一定距离，当按动火机开关时，产生电火花，使乙醇点燃膨胀，压出活塞，用于模拟内燃机做功冲程（如图3、图4）.

实验材料也可以采取丰富多样的形式，比如可以采取某品牌巧克力豆的外壳作为内燃机的演示材料，因为其塑料外壁较厚，因此可以用蜡烛燃烧后的烛油将火机芯固定住，使得实验操作更为简单方便.

2.2 学以致用 实验明内涵

2.2.1 灯泡灯芯阻值随温度改变设计及应用

热敏电阻阻值随温度变化呈非线性变化，较为抽象，教学中常采用分析已知图表数据进而判断阻值随温度之间的关系，需要较强的逻辑思维能力.判断废灯泡灯芯阻值随温度改变更是相关问题中较难讲解的类型.因此，在课堂上可以使用两组微型实验，帮助学生将抽象化为直观.

制作时需要用到微型酒精灯，电流表，导线，开关，电池，钨丝和灯泡灯芯（如图5）.使用两个相同的串联电路（如图6、图7），将钨丝和灯泡灯芯分别串联到两个电路中.在实验过程中，将废灯泡灯芯和废日光灯灯管中的钨丝同时加热，分别观察 加热时电流表读数.可以清晰的观察到废灯泡灯芯的阻值随着温度的增加逐渐增大，而废日光灯灯管的阻值随着温度的增加逐渐减小.这也就直观的体现了不同电阻会随着温度的改变而发生不同的变化，易于学生理解.这也就较好地解决了科学探究中的这一类型的题目.

2.2.2 大气浮力体验实验设计及应用

在浮力教学中，对液体浮力的体验能够通过物体沉入水中，读取弹簧测力计的变化而直观感受.但是在生活中，大气浮力时刻与我们相伴，却不能直观感受大气浮力的存在，因而学生不能深刻全面地理解阿基米德原理在气体中的运用.因此，在课堂上可以使用以下两个实验帮助学生更好地认识大气浮力.

将气门芯安装在可乐瓶上不断地向可乐瓶内打气，充气完毕后，打开气门芯将气球套在可乐瓶上，在可乐瓶放气过程中，气球逐渐鼓起来，台秤数字逐渐减小.这个实验可以清楚直观的向学生展示随着气球增大，其受到的空气浮力逐渐增大，从而使台秤上的数字减小.但是该实验过程中，气球能否顺利鼓起和气球安装位置有关，可能会造成实验现象不明显，因此也可采取以下改进实验.（如图8、图9）

将约50-60毫升的醋倒入一个塑料袋，然后将塑料袋中的空气排空，用细绳将袋子中部扎紧，从而将袋子分成两部分，在上面部分装入约10毫升的碳酸氢钠溶液，当塑料袋中空气全部排出时，可以称量出空气以及液体的质量，读数后，将袋子中间的细绳解开，使碳酸氢钠和食醋充分反应，反应产生的气体使袋子鼓起来，受到了空气浮力作用，此时可以明显的观察到台秤的示数减小了，而减小的部分就是空气浮力的大小.

实验是物理教学的灵魂，通过以上的实验将初中物理教学难点具体化、形象化，帮助学生更好地掌握该部分的知识.在日常的教学中有力的补充了教材知识，可以帮助老师更好实现教学重难点的突破.

参考文献：

[1] 朱清时，华明主编. 浙教版科学义务教育教科书-科学（七年级上册）.浙江教育出版社，2012.

[2] 郑青岳.郑青岳科学教育讲演录[M].浙江教育出版社，2015：241-242.