如何选择器材,做好物理实验

如何选择器材,做好物理实验

李飏

陕西省汉中市南郑区高台中学

物理实验是物理教学中一个重要的组成部分,是落实物理课堂,全面提高学生物理学科素养的重要途径,也是物理课程改革的重要资源。

如何多做实验和做好实验?我认为教师应充分开发利用一切实验室的丰富资源，精心设计、挑选最合适的器材在保证实验原理正确、结构简单明了、遵循方便、简单、直观、实用、节约等原则下,从以下几方面去探究:

一．选择生活常用物品,师生共同做好实验

实验室的课程资源不仅限于实验室的现有设备,与学生实际生活联系密切的许多常见物品也是重要的实验室资源。在实验中,不一定有现成的仪器,课程标准提倡使用身边随手可得的普通物品做物理实验。只要我们根据教材精心选择与内容相关的物品充分利用,就能发挥意想不到的作用。这不仅扩大了实验器材的选择范围,更有利于学生动手,发展学生的实验技能,培养学生的创新意识。

例如力的分解实验,分发给学生一段细绳,让学生将绳的一头绕在指尖上,并利用手中的笔,将笔尖朝手心,笔盖头支出细绳,往下拉,就能具体形象地让学生感受到手指受到的拉力和手心受到压力的实际效果,很好地解决了受力方向难弄清楚的问题。同样可把两支外壳不透明的笔并在一起,中间留一条狭缝,放在眼前,通过这条缝去看日光灯,就会看到彩色条纹衍射现象。

生活中到处可见到废弃塑料饮料瓶(或尼龙袋),亦是做实验的绝好佳品。物体超重和失重现象是教学中的一个难点,仅从理论上分析学生觉得很抽象,把塑料饮料瓶(或尼龙袋)装上水,系上棉纱线,伸手快速往上一提,棉纱线即断;但在棉纱线上端加上一条橡皮筋,再做一次棉纱线则不会断:在瓶子靠近底部侧面扎一小孔,水即刻向外喷泄,松手让其自由落下,途中滴水不漏。用这些现象来做超重、缓冲和失重现象,非常直观且简单易懂。再者把塑料瓶底部扎一小孔,装上水,即成一水漏,学生提着它让其左右摆动,然后匀速直线往后退,前面的道路上便会显示出一条大型的正弦或余弦曲线。而取用方便的纸张,亦是做自由落体运动实验的好器材。把纸揉成和钥匙串(或其他重物)差不多大小的纸团在同一高度同时下落,结果它们几乎能同时落地,改变了学生对重的物体落得快,轻的物体落得慢的印象。

综上所述的实验器材都来源于生活之中,唾手可得使用时学生感到亲切朴素,人人都能参与实验中,亲自体验一种成功的愉悦以获得更多感性知识来巩固、验证和加深理解课本中所学的理论知识,即训练了学生的实验操作技能技巧,又建立起正确的科学思维方法,其乐无穷又获益匪浅。

二、选择简易器材,设计独特的实验方案

   随着社会经济的发展,学校配置的实验器材逐步完善、齐全。在众多的实验器材中,我们应提倡取“简单”弃“复杂”的原则,在保证实验质量的前提下,尽量选择最简单易行的实验装置,对实验进行独特的设计,让实验更具直观、简便等特点,做到通俗易懂。如用盛水的烧杯,上放塑料片(或硬纸片),再放鸡蛋来演示惯性,即能制造悬念,让学生产生好奇,又方便利落。用携带方便的激光笔和两枚平面镜组合搭配,就能完成现象非常明显的微小形变实验;让它对准单缝照射到墙上,就能看到光的衍射现象;而同样用它照射弯曲玻璃棒的一端,红色光源随即传达到玻璃棒的另一端非常漂亮、美观,光导纤维实验亦马到成功。又如近视远视眼矫正方法的演示实验,可用三个盛满水的不同容量的平底烧瓶,利用烧瓶表面曲率半径不同,分别表示近视眼、正常眼和远视眼。演示时,选用250毫升的烧瓶表示正常眼睛晶体,点燃蜡烛,调整好距离,在光屏上成清晰像,再在原位置上换上100毫升烧瓶来表示近视眼,这时,光屏上的像变得模糊不清,用凹透镜来矫正,光屏上便重新出现清晰且缩小了的像,说明了近视眼的矫正方法。然后,再换上500毫升的烧瓶。用凸透镜矫正来取得清晰放大的像来演示远视眼的矫正方法。这些实验装置结构简单,取材容易,并且演示效果明显,形象直观、生动、有趣,学生看了轻松自然,从而唤起对学习的兴趣,亦能解决仪器短缺的困难。

    三、大胆改进器材,更显实验效果

        随着课程改革的全面推广,现代教育对实验教学的要求越来越高,如何使实验做得更直观、形象、准确,在用现成的仪器做实验时,应根据实际情况,不断创新,大胆改进实验和仪器,使实验尽善尽美,以达到理想的教学效果，如布朗运动演示实验。按照传统方法:教师调节好显微镜,只能让学生挨个上来观察现象,无法让全班学生同时进行观察,给教学带来一定程度的困难。现在我们把它配上生物显微投影装置,将悬浮在液体中的小炭粒在不停地做无规则运动的现象投到电视大屏幕上去,再在墨水中放根头发丝做参照,既便于调节观察,又利于比较分析,给学生产生十分深刻和强烈的视觉冲击,起到了事半功倍的效果,又解决了教中的难题。而使用受迫振动演示器时,由于振子小,摇动把柄时往往是上下左右乱晃。如果加放一只盛水的烧杯,让振子浸在水中,振动时以振子下不触底,上不露出水面为限,便能轻松地使振子的受迫振动频率完全与摇动把手的速度同步,即使快一点还是慢些,振子的振动都非常稳定。由于光的折射,学生通过烧杯观察到的振子比原来的要大,这又增强了直观效果,不失一举两得。再如演示纵波实验时,在演示器长长的弹簧上取2至3个点,扎上红线,能更明显地反映出弹簧振动起来后,依次带动后面的各个质点振动起来,但后一个质点总是比前一个质点迟一些开始振动,从整体上看到形成疏密相间的波在弹簧上传播的现象,更容易点出密部和疏部。

对数据要求较高的定量性实验,则要鼓励教师将信息学技术应用于实验中去。如直线运动中的一系列实验,定性形象、定量抽象,应选用数计时器、气垫导轨、计算机和传感器等精度较高的现代教学仪器来实时采集准确的数据、尽量减少误差,快速推算,作出更标准的图象,辅助学生加以理解,并节省课堂上不必要的运算时间。

总之,物理实验是高中物理教学中的重要内容,随着新课程改革的不断深入发展,实验教学会越来越普及和提高，如何多做实验，做好实验，在实验器材的选择上需要我们不断地去研究探索，让我们为提高物理的教学质量共同努力吧！