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1 问题的由来
“活动”是苏科版初中物理教材对物理实验的统称，“活动”以探究为主线，注重培养学生动手动脑、乐于探究、敢于实践的精神。但是根据江苏省中小学教研室和江苏科学技术出版社联合对新教材使用情况的一次调查中，有51％的教师认为新教材中的“活动”存在以下几个问题：一是新教材中的一部分“活动”操作难度比较大，教师往往不能得出相应的正确结论；二是部分“活动”编写与实际的学校实验室的器材相脱节，实验器材不配套或实验器材短缺，教师准备实验困难；三是教材中部分“活动”现象不明显，影响了教学效果。这些原因直接影响学生学习物理的积极性，弱化了学生学习物理的学习兴趣，不利于学生动手能力的培养，严重制约着物理教学水平的整体提高，亟需加以改进。
2 解决问题的方法
德国物理教学界流传着这样一种说法：“没有演示实验的一堂课是不可想象的。”所以，教师能否做好演示实验，能否改进、提高或创新演示实验是衡量教师教学智慧的一个重要的衡量标度。针对以上问题，我们开展了“提高和改进课堂演示实验效果”的案例研究。通过分析研究每一个学生“活动”，寻找可以提高和改进实验效果的方法，力争使每一个“活动”都真正“活”起来。下面通过案例从两个方面来加以说明。
2.1 改善实验器材及条件，使“活动”“活”起来
案例1 声音具有能量(苏科版物理教材·八上)
问题描述：将一支点燃的蜡烛放在录音机喇叭的前方，当喇叭中发出较强的声音时，可以看到蜡烛的烛焰在摇晃。可是，在课堂上让录音机发出那么强的声音，必定会对上课的学生形成一种强烈的感官刺激，对其他班级的教学也会产生一定的影响，形成噪音污染，而且即使声音很强，烛焰摇动的幅度也不一定很明显。
改进方法：首先此实验最好在远离其他教学班的地方进行，并且要关闭教室的门窗。如果在多媒体教室上课，可以用MP3配合电脑音箱演示该实验：将音箱上连接电脑音频插孔的插头改接到MP3播放机上的耳机插孔即可，在MP3播放机内预存一首“打击乐”，音箱的电源用教室内的电源插座。演示时火焰不但能晃动，而且能熄灭。如果没有电脑音箱，可以直接改用鼓，将鼓面中心对准蜡烛的烛焰，然后用力敲击鼓面，烛焰会瞬间熄灭，很好地解释了声音具有能量。
案例2 观察水的沸腾实验(苏科版物理教材·八上)
问题描述：在该实验中，需要用酒精灯来加热水，并观察水沸腾过程中温度、气泡和声音的变化情况，从而归纳出水沸腾的特点。因为酒精灯不能直接加热烧杯，需加垫石棉网，所以实验时间太长，影响后面教学内容。此外为节省时间，有时要用热水瓶中热水做实验，但是由于热水已沸腾过一次，再次沸腾前后产生的气泡较少，不利于学生观察。
改进方法：用大试管代替烧杯来做水沸腾实验，方法与教材相同。优点：(1)可以用酒精灯直接加热大试管，减少实验时间。(2)因大试管比烧杯截面积小得多，所以同样多的水放于试管中比放于烧杯中深得多，水沸腾前后产生的气泡在水中上升过程历时长，水底与水面处压强差值大，方便学生观察气泡体积的变化。(3)操作简单方便。
案例3 光在空气中沿直线传播(苏科版物理教材·八上)
问题描述：教材中引导学生利用已有的生活感知来体会影子的形成，但并没有介绍如何用实验验证光在空气中的传播是否是沿直线，导致学生在理解这一普遍规律时缺少客观事实的支撑，容易形成认知的不完垫
改进方法：上课前，教师可以准备一些透明的玻璃瓶(带玻璃片)、一小段蚊香、激光笔、火柴分发给学生进行分组实验，引导学生利用玻璃瓶收集蚊香燃烧时所产生的烟雾，并用玻璃片盖好，形成一个烟箱。实验时，学生可以用激光笔射出的激光照射玻璃瓶，可以清晰地看到玻璃瓶内光的传播路径是一条直线。当然，教师也可以直接进行演示实验，在向空气中喷射空气清新剂的时候，用激光笔发出一束光线沿着空气清新剂喷出的方向照射，可以看到空气中出现一条笔直的光线，也可充分说明光在空气中是沿直线传播的。还记得自己在初中学习这一内容时，物理老师点上一支烟后猛吸了一口然后喷出，随即打开手电筒，一条笔直的光路出现在我们面前，教室里同学们纷纷热烈鼓掌。
案例4 碘的升华与凝华(苏科版物理教材·八上)
问题描述：该演示实验需要用酒精灯对碘锤进行加热，从而让学生观察碘所发生的物态变化。但由于实验室没有足够数量的碘锤，所以学生并不能够清楚地观察到该实验的现象。在对碘加热时玻璃管内出现紫红色的气体，但玻璃管内是否出现液态的碘学生大都无法看清。另外，在自然冷却的过程，由于碘蒸气弥漫在整个碘锤内，凝华而成的固态碘颗粒很小，只能是前排几个同学在老师的指点下看到，而为了让后边的同学看到固态的碘，教师必须将器材拿到学生中间，而且是经过指点才能“看清”。对后续班级实验会造成一定的影响，基本属于“一次性”实验。
改进方法：在对碘锤进行加热时一定不能整个管子全身加热，否则实验现象不明显。当碘锤内产生大量紫色碘蒸气后，教师可以人工制造一个“冷”点，就是用小指沾一点点水抹在重点加热的区域，很快在抹水的区域就会出现“黑斑”，那就是碘蒸气凝华而聚集的地方，现象非常明显。
案例5 证明大气压的存在(苏科版物理教材·八下)
问题描述：向易拉罐中倒入少许水，用酒精灯给易拉罐加热，当有“白气”冒出时，停止加热，再用橡皮泥将易拉罐的口封住，停止加热，冷却后会看到易拉罐变瘪。此实验的意图很好，利用易拉罐变瘪，证明大气压的存在。但是易拉罐长时间加热后温度太高，很容易伤到手。另外橡皮泥在高温的作用下收缩而使封口容易漏气，有时也会由于大气压力太大将橡皮泥直接吸入易拉罐内，导致实验无法进行。
改进方法：不用酒精灯加热，而是向易拉罐中倒热水，这样易拉罐的外壁的温度不会太高，而且节省了组装仪器和加热所用的时间。另外，在用橡皮泥封口前先在易拉罐的开口处放一枚硬币，再将橡皮泥封在上面就解决了漏气问题。
2.2
就地取材，增加学生动手机会，使“活动…‘活”起来
物理新课程改革以来，一些学校实验设施没有跟上，教师开发低值教具的能力也不是很高，导致许多学生“活动”难以开展，很多教师不得已采取“以讲代做”或“以多媒体代做”的实验教学方式，其弊端可想而知。苏科版初中物理教材主编、南师大物科院教授刘炳异老师大力倡导“就地取材，利用瓶瓶罐罐，大胆创新物理实验，激发学生的学习兴趣，促进学生动手、动脑，培养学生的创新能力”，使物理课堂因实验创新而精彩。下面列举几个利用学生文具开展实验教学的案例：
案例1 探究音调与频率的关系
实验方法：①将直尺压紧在桌子上，一部分伸出桌面，改变直尺伸出桌面的长度，用手拔动伸出桌外的一端，振动快时音调高，振动慢时音调低；②取两头一样粗的圆珠笔管一只，用细铁丝绑一小棉花 团蘸水，从圆珠笔管一端塞进去不让漏气，在另一端用嘴吹响，推拉铁丝改变棉花团的位置，体验声音频率与气柱长度的关系；③取两把直尺，用一支的边缘去划另一支的边缘，划动快时音调高，划动慢时音调低。
案例2 演示摩擦力
实验方法：①比较滚动摩擦和滑动摩擦：铅笔、钢笔写字时笔尖与纸面之间的摩擦是滑动摩擦，圆珠笔写字时，笔尖与纸面之间的摩擦是滚动摩檫；②用弹簧测力计在桌面上匀速拉动文具盒，读出测力计的示数，将文具盒放在铅笔(圆珠笔芯)上在用弹簧测力计匀速拉动文具盒，读出测力计的示数，比较两次视数可以知道用滚动代替滑动摩擦力变小；③观察圆珠笔、中性笔笔筒的花纹，增大接触面的粗糙程度，可以增大摩擦。
案例3 演示物体的导电性
实验方法：将电源、小灯泡、开关、导线组成的一个简单电路，将铅笔木质部分、铅笔芯、直尺、三角板、圆规、橡皮等逐一串联入电路中。看灯泡是否发光，灯泡发光，说明接入的是导体，灯泡不发光说明接入的是绝缘体，从而可区分出导体与绝缘体。
案例4 探究导体电阻与导体长度的关系
实验方法：将铅笔的木材劈开露出铅笔芯，将铅笔芯的两端连入电路，这时灯泡发光，调节其中一端线头在铅笔芯上的位置，即减小铅笔芯接入电路的长度时灯泡变亮；若再增加铅笔芯接入电路中的长度时，灯泡变暗。说明导体的电阻大与导体的长度有关，长度增加电阻增大。
案例5 演示磁屏蔽
实验方法：取一细线一端连接回形针、一端固定于桌面，用一“U”型磁体将回形针吸引悬空，然后分别将橡皮、直尺、小刀等物品放置在回形针和磁体之间，观察回形针的状态，体验磁屏蔽。
学生实验不能总停留在实验室里，不能总是依赖实验室器材。教师要引导学生利用身边的材料去做各种实验。学生的文具盒就是一个“百宝箱”，许多实验所需的器材可以从中找到，而且教材中很多的学生“活动”都可以将学生文具作为器材，这样可以将实验室“搬出”学校，将仪器“搬回”家中，让学生摆脱课本、实验室、器材的限制，真正做到实验教学的“改革开放”，引导学生去探索和发现，培养学生的观察能力、想象能力和创造能力。
3 反思和讨论
物理是一门以实验为基础的自然科学。在中学物理教学中，实验不仅是重要的教学内容，而且是培养学生科学素养的重要手段。物理实验教学的意义就在于有利于调动学生学习的积极性、有利于物理模型和物理概念的建立、有利于正确理解定律和公式的物理意义、有利于开拓学生的思路，发展他们的想象力。笔者以为：物理教学抛开实验就不是名符其实的物理课，实验应是物理课堂教学的基础。正如陶洪老师在《物理实验论》一书中说得一样：“不做实验的物理教学是没有完成教学任务的教学，不做实验的教师是不负责任的教师，不具备实验条件的学校是不合格的学校”。可见，实验在物理教学中具有举足轻重的地位。
教学要适应现代化进程，物理实验教学也要与时代同步，一方面要对现有仪器设备尽快更新，另一方面教师也要对教材中的实验效果开展一系列的先期研究，把实验的改进与培养学生的创新精神结合起来，不仅要让学生明确实验改进的必要性，学会改进的方法技术，体验改进成功的喜悦，更要注重启发和培养学生运用所学知识，增强进行创新的意识提高实验能力。
“活动”是苏科版初中物理教材对物理实验的统称，“活动”以探究为主线，注重培养学生动手动脑、乐于探究、敢于实践的精神。但是根据江苏省中小学教研室和江苏科学技术出版社联合对新教材使用情况的一次调查中，有51％的教师认为新教材中的“活动”存在以下几个问题：一是新教材中的一部分“活动”操作难度比较大，教师往往不能得出相应的正确结论；二是部分“活动”编写与实际的学校实验室的器材相脱节，实验器材不配套或实验器材短缺，教师准备实验困难；三是教材中部分“活动”现象不明显，影响了教学效果。这些原因直接影响学生学习物理的积极性，弱化了学生学习物理的学习兴趣，不利于学生动手能力的培养，严重制约着物理教学水平的整体提高，亟需加以改进。
2 解决问题的方法
德国物理教学界流传着这样一种说法：“没有演示实验的一堂课是不可想象的。”所以，教师能否做好演示实验，能否改进、提高或创新演示实验是衡量教师教学智慧的一个重要的衡量标度。针对以上问题，我们开展了“提高和改进课堂演示实验效果”的案例研究。通过分析研究每一个学生“活动”，寻找可以提高和改进实验效果的方法，力争使每一个“活动”都真正“活”起来。下面通过案例从两个方面来加以说明。
2.1 改善实验器材及条件，使“活动”“活”起来
案例1 声音具有能量(苏科版物理教材·八上)
问题描述：将一支点燃的蜡烛放在录音机喇叭的前方，当喇叭中发出较强的声音时，可以看到蜡烛的烛焰在摇晃。可是，在课堂上让录音机发出那么强的声音，必定会对上课的学生形成一种强烈的感官刺激，对其他班级的教学也会产生一定的影响，形成噪音污染，而且即使声音很强，烛焰摇动的幅度也不一定很明显。
改进方法：首先此实验最好在远离其他教学班的地方进行，并且要关闭教室的门窗。如果在多媒体教室上课，可以用MP3配合电脑音箱演示该实验：将音箱上连接电脑音频插孔的插头改接到MP3播放机上的耳机插孔即可，在MP3播放机内预存一首“打击乐”，音箱的电源用教室内的电源插座。演示时火焰不但能晃动，而且能熄灭。如果没有电脑音箱，可以直接改用鼓，将鼓面中心对准蜡烛的烛焰，然后用力敲击鼓面，烛焰会瞬间熄灭，很好地解释了声音具有能量。
案例2 观察水的沸腾实验(苏科版物理教材·八上)
问题描述：在该实验中，需要用酒精灯来加热水，并观察水沸腾过程中温度、气泡和声音的变化情况，从而归纳出水沸腾的特点。因为酒精灯不能直接加热烧杯，需加垫石棉网，所以实验时间太长，影响后面教学内容。此外为节省时间，有时要用热水瓶中热水做实验，但是由于热水已沸腾过一次，再次沸腾前后产生的气泡较少，不利于学生观察。
改进方法：用大试管代替烧杯来做水沸腾实验，方法与教材相同。优点：(1)可以用酒精灯直接加热大试管，减少实验时间。(2)因大试管比烧杯截面积小得多，所以同样多的水放于试管中比放于烧杯中深得多，水沸腾前后产生的气泡在水中上升过程历时长，水底与水面处压强差值大，方便学生观察气泡体积的变化。(3)操作简单方便。
案例3 光在空气中沿直线传播(苏科版物理教材·八上)
问题描述：教材中引导学生利用已有的生活感知来体会影子的形成，但并没有介绍如何用实验验证光在空气中的传播是否是沿直线，导致学生在理解这一普遍规律时缺少客观事实的支撑，容易形成认知的不完垫
改进方法：上课前，教师可以准备一些透明的玻璃瓶(带玻璃片)、一小段蚊香、激光笔、火柴分发给学生进行分组实验，引导学生利用玻璃瓶收集蚊香燃烧时所产生的烟雾，并用玻璃片盖好，形成一个烟箱。实验时，学生可以用激光笔射出的激光照射玻璃瓶，可以清晰地看到玻璃瓶内光的传播路径是一条直线。当然，教师也可以直接进行演示实验，在向空气中喷射空气清新剂的时候，用激光笔发出一束光线沿着空气清新剂喷出的方向照射，可以看到空气中出现一条笔直的光线，也可充分说明光在空气中是沿直线传播的。还记得自己在初中学习这一内容时，物理老师点上一支烟后猛吸了一口然后喷出，随即打开手电筒，一条笔直的光路出现在我们面前，教室里同学们纷纷热烈鼓掌。
案例4 碘的升华与凝华(苏科版物理教材·八上)
问题描述：该演示实验需要用酒精灯对碘锤进行加热，从而让学生观察碘所发生的物态变化。但由于实验室没有足够数量的碘锤，所以学生并不能够清楚地观察到该实验的现象。在对碘加热时玻璃管内出现紫红色的气体，但玻璃管内是否出现液态的碘学生大都无法看清。另外，在自然冷却的过程，由于碘蒸气弥漫在整个碘锤内，凝华而成的固态碘颗粒很小，只能是前排几个同学在老师的指点下看到，而为了让后边的同学看到固态的碘，教师必须将器材拿到学生中间，而且是经过指点才能“看清”。对后续班级实验会造成一定的影响，基本属于“一次性”实验。
改进方法：在对碘锤进行加热时一定不能整个管子全身加热，否则实验现象不明显。当碘锤内产生大量紫色碘蒸气后，教师可以人工制造一个“冷”点，就是用小指沾一点点水抹在重点加热的区域，很快在抹水的区域就会出现“黑斑”，那就是碘蒸气凝华而聚集的地方，现象非常明显。
案例5 证明大气压的存在(苏科版物理教材·八下)
问题描述：向易拉罐中倒入少许水，用酒精灯给易拉罐加热，当有“白气”冒出时，停止加热，再用橡皮泥将易拉罐的口封住，停止加热，冷却后会看到易拉罐变瘪。此实验的意图很好，利用易拉罐变瘪，证明大气压的存在。但是易拉罐长时间加热后温度太高，很容易伤到手。另外橡皮泥在高温的作用下收缩而使封口容易漏气，有时也会由于大气压力太大将橡皮泥直接吸入易拉罐内，导致实验无法进行。
改进方法：不用酒精灯加热，而是向易拉罐中倒热水，这样易拉罐的外壁的温度不会太高，而且节省了组装仪器和加热所用的时间。另外，在用橡皮泥封口前先在易拉罐的开口处放一枚硬币，再将橡皮泥封在上面就解决了漏气问题。
2.2
就地取材，增加学生动手机会，使“活动…‘活”起来
物理新课程改革以来，一些学校实验设施没有跟上，教师开发低值教具的能力也不是很高，导致许多学生“活动”难以开展，很多教师不得已采取“以讲代做”或“以多媒体代做”的实验教学方式，其弊端可想而知。苏科版初中物理教材主编、南师大物科院教授刘炳异老师大力倡导“就地取材，利用瓶瓶罐罐，大胆创新物理实验，激发学生的学习兴趣，促进学生动手、动脑，培养学生的创新能力”，使物理课堂因实验创新而精彩。下面列举几个利用学生文具开展实验教学的案例：
案例1 探究音调与频率的关系
实验方法：①将直尺压紧在桌子上，一部分伸出桌面，改变直尺伸出桌面的长度，用手拔动伸出桌外的一端，振动快时音调高，振动慢时音调低；②取两头一样粗的圆珠笔管一只，用细铁丝绑一小棉花 团蘸水，从圆珠笔管一端塞进去不让漏气，在另一端用嘴吹响，推拉铁丝改变棉花团的位置，体验声音频率与气柱长度的关系；③取两把直尺，用一支的边缘去划另一支的边缘，划动快时音调高，划动慢时音调低。
案例2 演示摩擦力
实验方法：①比较滚动摩擦和滑动摩擦：铅笔、钢笔写字时笔尖与纸面之间的摩擦是滑动摩擦，圆珠笔写字时，笔尖与纸面之间的摩擦是滚动摩檫；②用弹簧测力计在桌面上匀速拉动文具盒，读出测力计的示数，将文具盒放在铅笔(圆珠笔芯)上在用弹簧测力计匀速拉动文具盒，读出测力计的示数，比较两次视数可以知道用滚动代替滑动摩擦力变小；③观察圆珠笔、中性笔笔筒的花纹，增大接触面的粗糙程度，可以增大摩擦。
案例3 演示物体的导电性
实验方法：将电源、小灯泡、开关、导线组成的一个简单电路，将铅笔木质部分、铅笔芯、直尺、三角板、圆规、橡皮等逐一串联入电路中。看灯泡是否发光，灯泡发光，说明接入的是导体，灯泡不发光说明接入的是绝缘体，从而可区分出导体与绝缘体。
案例4 探究导体电阻与导体长度的关系
实验方法：将铅笔的木材劈开露出铅笔芯，将铅笔芯的两端连入电路，这时灯泡发光，调节其中一端线头在铅笔芯上的位置，即减小铅笔芯接入电路的长度时灯泡变亮；若再增加铅笔芯接入电路中的长度时，灯泡变暗。说明导体的电阻大与导体的长度有关，长度增加电阻增大。
案例5 演示磁屏蔽
实验方法：取一细线一端连接回形针、一端固定于桌面，用一“U”型磁体将回形针吸引悬空，然后分别将橡皮、直尺、小刀等物品放置在回形针和磁体之间，观察回形针的状态，体验磁屏蔽。
学生实验不能总停留在实验室里，不能总是依赖实验室器材。教师要引导学生利用身边的材料去做各种实验。学生的文具盒就是一个“百宝箱”，许多实验所需的器材可以从中找到，而且教材中很多的学生“活动”都可以将学生文具作为器材，这样可以将实验室“搬出”学校，将仪器“搬回”家中，让学生摆脱课本、实验室、器材的限制，真正做到实验教学的“改革开放”，引导学生去探索和发现，培养学生的观察能力、想象能力和创造能力。
3 反思和讨论
物理是一门以实验为基础的自然科学。在中学物理教学中，实验不仅是重要的教学内容，而且是培养学生科学素养的重要手段。物理实验教学的意义就在于有利于调动学生学习的积极性、有利于物理模型和物理概念的建立、有利于正确理解定律和公式的物理意义、有利于开拓学生的思路，发展他们的想象力。笔者以为：物理教学抛开实验就不是名符其实的物理课，实验应是物理课堂教学的基础。正如陶洪老师在《物理实验论》一书中说得一样：“不做实验的物理教学是没有完成教学任务的教学，不做实验的教师是不负责任的教师，不具备实验条件的学校是不合格的学校”。可见，实验在物理教学中具有举足轻重的地位。
教学要适应现代化进程，物理实验教学也要与时代同步，一方面要对现有仪器设备尽快更新，另一方面教师也要对教材中的实验效果开展一系列的先期研究，把实验的改进与培养学生的创新精神结合起来，不仅要让学生明确实验改进的必要性，学会改进的方法技术，体验改进成功的喜悦，更要注重启发和培养学生运用所学知识，增强进行创新的意识提高实验能力。