趣味物理实验与教学研究

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1、趣味物理实验与教学研究趣味物理实验与教学研究 趣味物理教学实验的选择和应用趣味物理教学实验的选择和应用 江苏省武进高级中学江苏省武进高级中学 马骏马骏一、何为教学实验与趣味物理一、何为教学实验与趣味物理教学实验？有何作用？教学实验？有何作用？教学实验是有选择的把一部分研究或探索教学实验是有选择的把一部分研究或探索物理现象和规律的实验和事实，在集中的时物理现象和规律的实验和事实，在集中的时间显现给学生、教给学生。间显现给学生、教给学生。在物理教学中做的具有趣味性的物理实验在物理教学中做的具有趣味性的物理实验就是这里所要讲的趣味物理教学实验，是教就是这里所要讲的趣味物理教学实验，是教学实验的一种。

2、学实验的一种。1、教学实验具有真实、直观、形象教学实验具有真实、直观、形象和生动的特点，尤其是那些或有趣，或惊险，和生动的特点，尤其是那些或有趣，或惊险，或不可思议的实验现象，更容易激起学生探或不可思议的实验现象，更容易激起学生探究的兴趣。究的兴趣。作用：作用：2、实验具有典型性，重复性和趣味性，、实验具有典型性，重复性和趣味性，并且实验具有定性和定量研究的全面性，这并且实验具有定性和定量研究的全面性，这样不但能够让学生在一个有效掌握知识的环样不但能够让学生在一个有效掌握知识的环境中学习，在实验过程中还可以训练学生的境中学习，在实验过程中还可以训练学生的动手，动脑和观察、总结的能力，形成良好动

3、手，动脑和观察、总结的能力，形成良好的科学素养的科学素养。二、教学实验要怎样才能更好的二、教学实验要怎样才能更好的实现以上这些好处呢？实现以上这些好处呢？要从教师激发学生学习物理的兴趣入手。要从教师激发学生学习物理的兴趣入手。趣味教学实验是吸引学生注意力的非常好的方法，趣味教学实验是吸引学生注意力的非常好的方法，他的实验现象和实验过程不仅能使学生自觉得将他的实验现象和实验过程不仅能使学生自觉得将课堂中学到的知识和生活结合在一起，而且他可课堂中学到的知识和生活结合在一起，而且他可以在课堂教学、兴趣小组、课外讲座和竞赛辅导以在课堂教学、兴趣小组、课外讲座和竞赛辅导等很多场合进行，形式多样。等很多场

4、合进行，形式多样。但是趣味实验涉及的知识面很广，一个看似但是趣味实验涉及的知识面很广，一个看似简单的实验往往会牵扯到很复杂，或很高深的物简单的实验往往会牵扯到很复杂，或很高深的物理知识，让中学生不容易理解和接受，这样反而理知识，让中学生不容易理解和接受，这样反而会使得中学生觉得物理太难，失去学习的兴趣，会使得中学生觉得物理太难，失去学习的兴趣，所以对趣味性实验的选择就显得十分重要。所以对趣味性实验的选择就显得十分重要。三、在不同场合如何选择趣味物理三、在不同场合如何选择趣味物理教学实验教学实验 1、课内趣味物理教学实验的选择、课内趣味物理教学实验的选择 课内的物理教学实验，我们又叫他为演示课内

5、的物理教学实验，我们又叫他为演示实验，他必须与我们上课所讲的知识点紧密结实验，他必须与我们上课所讲的知识点紧密结合。他的用途归纳起来有两点，一是为了引出合。他的用途归纳起来有两点，一是为了引出或归纳验证我们所讲的规律，一是为使抽象难或归纳验证我们所讲的规律，一是为使抽象难理解的知识点变得具体而有趣，以帮助学生的理解的知识点变得具体而有趣，以帮助学生的理解和记忆，引导学生积极思维。所以课内的理解和记忆，引导学生积极思维。所以课内的物理教学实验的选择就应该比较谨慎。物理教学实验的选择就应该比较谨慎。首先，应该仔细研究教材，研究学生，对学首先，应该仔细研究教材，研究学生，对学生学习的重点和难点做到了

6、然于胸，再针对每生学习的重点和难点做到了然于胸，再针对每一堂课的相应知识点寻找相应的实验。一堂课的相应知识点寻找相应的实验。其次，相应的实验可以在以前已有的实其次，相应的实验可以在以前已有的实 验上进行改进创新，可以借鉴其它场合验上进行改进创新，可以借鉴其它场合的一些物理现象，在操作上进行改革，也可以的一些物理现象，在操作上进行改革，也可以自己经过实践所得的新的实验。但是不管实验自己经过实践所得的新的实验。但是不管实验从何而来，都要做到实验操作安全方便；仪器从何而来，都要做到实验操作安全方便；仪器简单，容易摆放，可拆卸移动；实验条件较为简单，容易摆放，可拆卸移动；实验条件较为宽松，可人为控制；

7、实验要简短，时间可以控宽松，可人为控制；实验要简短，时间可以控制，最好不要超过八分钟；最重要的是，实验制，最好不要超过八分钟；最重要的是，实验的现象一定要足够明显和典型，能够直接地反的现象一定要足够明显和典型，能够直接地反映所要求掌握的普遍规律。总之，一定要适应映所要求掌握的普遍规律。总之，一定要适应课内小环境，尽量照顾到班上的每一位同学。课内小环境，尽量照顾到班上的每一位同学。然后，针对所选实验，进行定性定量的研究然后，针对所选实验，进行定性定量的研究和误差分析，力求将误差的产生降到最低限度，和误差分析，力求将误差的产生降到最低限度，缩小实际实验与理想实验的差别。缩小实际实验与理想实验的差别

8、。最后，在所选实验中选出相对最贴切和最能最后，在所选实验中选出相对最贴切和最能抓住学生心理的实验。抓住学生心理的实验。2、课外趣味物理教学实验的选择、课外趣味物理教学实验的选择 课外的教学实验虽然也是课堂教学的辅助，课外的教学实验虽然也是课堂教学的辅助，但是它的目的除了帮助学生理解知识点以外，但是它的目的除了帮助学生理解知识点以外，还有拓宽学生知识面，拓宽思路，培养学生还有拓宽学生知识面，拓宽思路，培养学生创造力等等的目的，因此，它的选择面相对创造力等等的目的，因此，它的选择面相对就比较广。就比较广。课外进行的趣味物理实验的形式很课外进行的趣味物理实验的形式很多，那幺针对不同形式的课外活动，多

9、，那幺针对不同形式的课外活动，不同的学生，就要选择不同难度，不不同的学生，就要选择不同难度，不同内容的实验了。同内容的实验了。（1）在物理的各种兴趣小组活动中，我们）在物理的各种兴趣小组活动中，我们要挑选偏重于动手的实验。如做电动小汽车和要挑选偏重于动手的实验。如做电动小汽车和收音机，可以先讲一些有关的知识，让学生一收音机，可以先讲一些有关的知识，让学生一边动手，一边学习较深的电路方面的知识，这边动手，一边学习较深的电路方面的知识，这对于一些动手能力比较强的高中学生是完全可对于一些动手能力比较强的高中学生是完全可以胜任的。以胜任的。（2）进行物理讲座活动时，例如物理趣味实）进行物理讲座活动时，

10、例如物理趣味实验活动，物理竞赛，专项知识讲座等，由于讲座验活动，物理竞赛，专项知识讲座等，由于讲座时，主要由老师讲和演示为主，我们要选择现象时，主要由老师讲和演示为主，我们要选择现象明显，而且或有趣或奇异或惊险或疑点重重，对明显，而且或有趣或奇异或惊险或疑点重重，对学生产生了强烈的感官刺激或引起思维，很好的学生产生了强烈的感官刺激或引起思维，很好的抓住学生的注意力，才能达到所设定的要求。比抓住学生的注意力，才能达到所设定的要求。比如，我们可以选取一些日常生活的例子来讲讲物如，我们可以选取一些日常生活的例子来讲讲物理与生活息息相关理与生活息息相关 听话的小罐子：听话的小罐子：a、将放入少量水的轻

11、罐子可以很稳当、将放入少量水的轻罐子可以很稳当的斜放在粗糙的水平面上（可乐罐的效果最好），的斜放在粗糙的水平面上（可乐罐的效果最好），当然象玻璃杯、啤酒瓶等有一定份量的罐子不放当然象玻璃杯、啤酒瓶等有一定份量的罐子不放水效果也不错。注意水平面一定要粗糙，因为这水效果也不错。注意水平面一定要粗糙，因为这样可以增大接触面积，使支持力，摩擦力和重力样可以增大接触面积，使支持力，摩擦力和重力三力平衡的完美。三力平衡的完美。b、当罐子向前滚动时，由于橡皮绳被、当罐子向前滚动时，由于橡皮绳被 重物扣住而绞在一起，罐子因为它的动重物扣住而绞在一起，罐子因为它的动 能转化为橡皮绳的弹性势能而慢慢地停能转化为橡

12、皮绳的弹性势能而慢慢地停下，再由势能转化为动能而滚回来。下，再由势能转化为动能而滚回来。c、绳子未拉紧时，可以自由下落，一、绳子未拉紧时，可以自由下落，一 旦拉紧，绳子与杂物接触的正压力变旦拉紧，绳子与杂物接触的正压力变大，使之摩擦力变大，小罐子将停在绳子上的大，使之摩擦力变大，小罐子将停在绳子上的某个地方。某个地方。钢针戳气球：钢针戳气球：将钢针从气球最厚的地方垂直插入，将钢针从气球最厚的地方垂直插入，再由气球嘴部戳出。注意，请在钢针再由气球嘴部戳出。注意，请在钢针上涂一层薄薄的凡士林油，气球不容上涂一层薄薄的凡士林油，气球不容易破，成功率会高很多。易破，成功率会高很多。形式：课外物理讲座形

13、式：课外物理讲座内容：内容：热学热学热传递：传导，对流，辐射热传递：传导，对流，辐射对象：初、高中学生对象：初、高中学生目的：帮助学生对抽象概念的理解，扩大知识面，目的：帮助学生对抽象概念的理解，扩大知识面，引导学生将热学的知识与日常生活联系起来，激引导学生将热学的知识与日常生活联系起来，激发学生学习物理的兴趣和热情。发学生学习物理的兴趣和热情。四、课外趣味实验的选择和应用为例四、课外趣味实验的选择和应用为例 初中课本初中课本热热这章节中，以阅读材料的这章节中，以阅读材料的形式向学生介绍了热传递的初步知识。形式向学生介绍了热传递的初步知识。“热可热可以从温度高的物体传导温度低的物体，或者以从温

14、度高的物体传导温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分。这种现象叫从物体的高温部分传到低温部分。这种现象叫做热传递。热传递的主要方式有三种：传导、做热传递。热传递的主要方式有三种：传导、对流和辐射。对流和辐射。”书中给出了三个名词的概念：热从物体的温书中给出了三个名词的概念：热从物体的温度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分叫度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分叫做传导；靠气体或者液体的流动来传递热的方做传导；靠气体或者液体的流动来传递热的方式叫做对流；热由物体以电磁波的形式沿直线式叫做对流；热由物体以电磁波的形式沿直线向外辐射出去的方法叫做辐射。不少学生即使向外辐射出去的方法叫做辐射

15、。不少学生即使看了书，对这方面的知识仍是一知半解的状态。看了书，对这方面的知识仍是一知半解的状态。针对这一情况，我找了一些小实验来增加学生针对这一情况，我找了一些小实验来增加学生对这三种热的传递方式的感性认识。对这三种热的传递方式的感性认识。我们从日常生活的例子讲起。冬天的时候，我们从日常生活的例子讲起。冬天的时候，在同一个房间里，虽然瓷砖和地毯的温度是一在同一个房间里，虽然瓷砖和地毯的温度是一样的，但是为什么赤脚踩在瓷砖上明显要比踩样的，但是为什么赤脚踩在瓷砖上明显要比踩在地毯上冷得多，这是为什么呢？一切具有相在地毯上冷得多，这是为什么呢？一切具有相同温度的物体摸上去不是应该感到温度相同吗？

16、同温度的物体摸上去不是应该感到温度相同吗？再比如，当衣服具有室温是，你愿意穿上，可再比如，当衣服具有室温是，你愿意穿上，可是你不会愿意裸身坐在同样温度的搪瓷澡盆里，是你不会愿意裸身坐在同样温度的搪瓷澡盆里，就因为会冷。这些都是为什么呢？就因为会冷。这些都是为什么呢？1、热传导：、热传导：我们知道物体导热的能力是不一样的，一把我们知道物体导热的能力是不一样的，一把钢勺和一把塑料勺放进同一温度的水里，钢勺钢勺和一把塑料勺放进同一温度的水里，钢勺变热的比塑料勺要快的多，我们称物体的这种变热的比塑料勺要快的多，我们称物体的这种特性为特性为“导热性导热性”。一个物体摸上去有多冷，这。一个物体摸上去有多冷

17、，这不仅与物体的温度有关，而且与它的导热性有不仅与物体的温度有关，而且与它的导热性有关。当你接触较冷的物体时，如果它的导热性关。当你接触较冷的物体时，如果它的导热性愈好，它从你的手指上传导的热量就愈快，这愈好，它从你的手指上传导的热量就愈快，这个物体摸上去就会感到愈冷。个物体摸上去就会感到愈冷。我选择了固体导热性演示仪，来观察铁我选择了固体导热性演示仪，来观察铁和铜的导热性的不同。将铜丝和铁丝的和铜的导热性的不同。将铜丝和铁丝的一端绞合在一起，另一端经橡皮层固定一端绞合在一起，另一端经橡皮层固定 在横杆的两端，在在横杆的两端，在 两金属丝上等距离两金属丝上等距离 地用凡士林粘着几地用凡士林粘着

18、几 根火柴梗，然后用根火柴梗，然后用 酒精灯在绞合处加酒精灯在绞合处加 热，观察火柴梗下热，观察火柴梗下 落的先后，比较不落的先后，比较不 同物质的导热性能同物质的导热性能 的差异。的差异。我们也可以来看看液体的导热性怎么样。我们也可以来看看液体的导热性怎么样。在试管内放入小金鱼，手握着试管的底在试管内放入小金鱼，手握着试管的底部，使管口处在酒精灯上加热，我们会部，使管口处在酒精灯上加热，我们会 看到，即使上面的看到，即使上面的 水沸腾，下面的小水沸腾，下面的小 金鱼仍在游泳，这金鱼仍在游泳，这 就说明水是很难传就说明水是很难传 导热的。导热的。2、对流：、对流：对流对学生来说是很陌生和抽象的

19、，因为对流对学生来说是很陌生和抽象的，因为不管是气体还是液体的对流，我们肉眼都看不管是气体还是液体的对流，我们肉眼都看不见，所以做这个实验就是要将无形变有形，不见，所以做这个实验就是要将无形变有形，抽象变具体，让学生亲眼看见，亲身体会。抽象变具体，让学生亲眼看见，亲身体会。我们可以从一个小实验入手。用一张长我们可以从一个小实验入手。用一张长方形的纸，如图做成圆柱形，将相交的方形的纸，如图做成圆柱形，将相交的两边用胶水紧密的贴合在一起，不留一两边用胶水紧密的贴合在一起，不留一丝缝隙。用火柴将纸筒的上部点燃。当丝缝隙。用火柴将纸筒的上部点燃。当 火慢慢往下烧，火慢慢往下烧，烧到接近底部烧到接近底部

20、 时，纸筒突然时，纸筒突然 向上飞起来了。向上飞起来了。问，为什么剩问，为什么剩 下的纸筒会飞下的纸筒会飞 起来呢？起来呢？空气的对流，应该是空气流动的问题，所以空气的对流，应该是空气流动的问题，所以我们先要搞清空气为什幺会流动。空气是气我们先要搞清空气为什幺会流动。空气是气体，气体分子通常情况下是均匀的分布在空体，气体分子通常情况下是均匀的分布在空间中，但是当一部分空气受热时，由于热胀间中，但是当一部分空气受热时，由于热胀冷缩，这部分空气的体积急速增大，密度变冷缩，这部分空气的体积急速增大，密度变小，于是这部分的空气就浮了上去。同样，小，于是这部分的空气就浮了上去。同样，当一部分空气受冷，那

21、么它的饿体积就缩小，当一部分空气受冷，那么它的饿体积就缩小，密度变大，就会下沉。密度变大，就会下沉。可是这些仍然很抽象，我们来看这样一个实可是这些仍然很抽象，我们来看这样一个实验。当我们在烧烤的时候，脚在炉子的下方，验。当我们在烧烤的时候，脚在炉子的下方，手在上方，我们的感觉是脚没什么感觉，而手手在上方，我们的感觉是脚没什么感觉，而手却烫得要命，所以你想烤熟食物，不会将食物却烫得要命，所以你想烤熟食物，不会将食物放在火下烤，而是放在上面，这样可以使得食放在火下烤，而是放在上面，这样可以使得食物被最多的热空气包围而烤熟。那么如何用冰物被最多的热空气包围而烤熟。那么如何用冰块将一个很烫的杯子迅速的

22、冷却下来呢？（冰块将一个很烫的杯子迅速的冷却下来呢？（冰快不能放入杯中）快不能放入杯中）我们来试一试。准备两个同样的烧杯和我们来试一试。准备两个同样的烧杯和两个同样的盖子。先用一样烫的水倒入两个同样的盖子。先用一样烫的水倒入烧杯中，待烧杯壁变烫后，将水倒掉，烧杯中，待烧杯壁变烫后，将水倒掉，并迅速用盖子将其盖好，拿两块完全相并迅速用盖子将其盖好，拿两块完全相同的冰快，分别放在其上部和下部同的冰快，分别放在其上部和下部如如图（八）图（八）。过一会儿，我们能很明显。过一会儿，我们能很明显的看见左边的杯子上的白雾明显比右边的看见左边的杯子上的白雾明显比右边 的要厉害，用的要厉害，用 手摸会觉得左手摸

23、会觉得左 边的烧杯冷得边的烧杯冷得 更快些。更快些。纸筒点着后，纸筒中间就形成了一个纸筒点着后，纸筒中间就形成了一个 单独的空间，里面的空气因受热而从单独的空间，里面的空气因受热而从中间上升，纸筒中的空气就便少了，于是外面中间上升，纸筒中的空气就便少了，于是外面的相对来说温度不变的空气只能从下面补充进的相对来说温度不变的空气只能从下面补充进去这样以来空气就流动了，这种情况我们就叫去这样以来空气就流动了，这种情况我们就叫它对流，可是纸筒最后为什它对流，可是纸筒最后为什么会飞呢？那是因为空气流么会飞呢？那是因为空气流动时与纸筒之间的摩擦力引动时与纸筒之间的摩擦力引起的，烧到最后，纸筒已剩起的，烧到

24、最后，纸筒已剩不多，质量已经小到不足以不多，质量已经小到不足以克服空气的摩擦阻力，于是克服空气的摩擦阻力，于是就随着空气的流动上升了。就随着空气的流动上升了。液体的对流与气体有着很相似的地液体的对流与气体有着很相似的地 方，可以如左图自己做一个简易液体方，可以如左图自己做一个简易液体对流演示仪。对流演示仪。如图（十）如图（十）先将玻璃杯内装入先将玻璃杯内装入4/5的冷的冷水，放入少许木屑，用酒精水，放入少许木屑，用酒精灯对玻璃管口处进行加热加灯对玻璃管口处进行加热加热，可以看见木屑沿玻璃管热，可以看见木屑沿玻璃管循环不息，形成对流。循环不息，形成对流。3、辐射：、辐射：开始我们可以太阳为例。太

25、阳离我们开始我们可以太阳为例。太阳离我们很远，可是为什么我们会因为太阳光的照射很远，可是为什么我们会因为太阳光的照射而觉得热呢？这是因为太阳向外辐射热量，而觉得热呢？这是因为太阳向外辐射热量，地球、人类，动物，花草树木吸收了，所以地球、人类，动物，花草树木吸收了，所以我们会感觉热。这里我们要告诉学生，辐射我们会感觉热。这里我们要告诉学生，辐射和吸收是相对应的，有物体向外辐射热量，和吸收是相对应的，有物体向外辐射热量，那么一定要有吸收这个热量的物体，这样才那么一定要有吸收这个热量的物体，这样才能形成热的传递。传递了多少热量，也就可能形成热的传递。传递了多少热量，也就可以认为是物体吸收了多少热量，

26、那么吸收热以认为是物体吸收了多少热量，那么吸收热量的多少和什么因素有关呢？这里我们介绍量的多少和什么因素有关呢？这里我们介绍的是吸收热量的多少与颜色这一因素的关系。的是吸收热量的多少与颜色这一因素的关系。将罐头铁皮剪成两半，除去上下底面，将罐头铁皮剪成两半，除去上下底面，成两个半圆，把其中一个内壁用蜡烛成两个半圆，把其中一个内壁用蜡烛火焰熏黑（或将其涂成深色），另一个不变（火焰熏黑（或将其涂成深色），另一个不变（或涂成浅色），等距离围在或涂成浅色），等距离围在100W的灯泡周围，的灯泡周围，外侧各用凡士林粘上一根火柴梗，开亮电灯，外侧各用凡士林粘上一根火柴梗，开亮电灯，不久，涂黑（深不久，涂黑（深 色）一面的火柴色）一面的火柴 梗先落下来，说梗先落下来，说 明黑色容易吸收明黑色容易吸收 辐射热。辐射热。参考书目：参考书目：物理实验论物理实验论 陶洪陶洪生活中的物理学生活中的物理学 美美 吉尔吉尔.沃克沃克中学物理演示实验大全中学物理演示实验大全 鲍光庆鲍光庆 何圣静何圣静新编趣味物理新编趣味物理 徐启华徐启华 热烈欢迎各位指导！热烈欢迎各位指导！