巧妙自制实验 提高课堂效率

潘炳锋

摘 要：物理是一门以实验为基础的学科， 物理实验的目的就是通过实验观察和实验手段，使同学们有效地掌握基础物理知识，掌握初步的实验技能和培养动手能力。在初中物理知识中，光学和电学是学生学习的重点和难点之一。

关键词：实验；提高；课堂效率

中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2015）08-291-02

物理是一门以实验为基础的学科，物理实验的目的就是通过实验观察和实验手段，使同学们有效地掌握基础物理知识，掌握初步的实验技能和培养动手能力。在初中物理知识中，光学和电学是学生学习的重点和难点之一。在光学和电学知识的教学中，我们教师应该充分运用光学和电学实验器材，演示实验或学生实验，促进学生的理解，增强学生的记忆，提高学生的学习效率。另外，做好光学和电学探究实验还能使学生了解基本实验仪器的构造、原理，学会实验仪器的使用方法；巩固和强化所学过的理论知识，验证物理规律，探求新的知识；培养学生独立的实验操作能力和探究能力。在教师指导下，学生亲自操作、测定，得出结论，无疑是培养与锻炼同学们动手能力的好的机会，更能有效地发挥同学们的主观能动性，开发其创造才能。

一、现阶段初中物理教学中光的折射、光的反射探究实验中普遍存在的问题

当前，在讲解光的反射和折射知识时，存在着下列问题：（1）实验器材匮乏，设备陈旧。平时我们做光的反射和折射演示实验时，由于没有得心应手的实验器材，往往要花费不少时间准备平面镜、玻璃缸、红色或蓝色墨水、激光笔、量角器、白纸等等，耗费了教师不少精力和时间。（2）实验操作比较复杂。由于实验器材的匮乏，老师学生操作实验时比较麻烦，特别是做光的折射演示实验时，老师既要拿着激光小手电，又要制造烟雾或背景，以便学生能观察到入射光线和折射光线，另外还要指出法线，比较入射角和折射角的大小关系，教师都要手忙脚乱，更不用说学生探究了。（3）实验效果不太理想。由于干净的空气中不能显示激光的传播路径，若玻璃缸中的墨水色泽不合适的话，折射光线也不易看清，因此实验效果往往很不理想。（4）教师演示实验多，学生探究实验少。正是由于缺少方便易用的实验器材，因此光学和电学实验一般以教师演示的居多，学生探究的极少。正是由于上述原因，当前中学物理中迫切需要一套简单易用的光学和电学实验器材，便于学生对光的反射和折射进行探究。因此，我就设计并自制了一套光的反射和折射探究实验器材。

二、自制光学教具的原理、操作方法、特点及注意事项

1、原理图（如右图）

2、操作方法：

（1）光的反射。使一束激光射向透明容器的底部（平面镜）上，调整好透明容器的位置，使得入射点恰好在圆弧形的圆心上，学生能观察到入射光线、反射光线、法线（已标），并根据底面上的刻度读出入射角和反射角的大小。

将激光小电筒沿圆弧形轨道移动，即改变入射角的大小，学生能清楚的观察到反射角的大小变化情况以及反射角、入射角的大小关系。

调整入射点的位置至底板边缘处，用另一底板接收反射光线，并转动另一底板，即可证明入射光线、反射光线、法线在同一平面内。

（2）光的折射。将实验容器的下半部分装满浅蓝色墨水，上半部分吹入白色烟雾，将整个容器封闭好，固定在刻度板上，并使激光斜射到空气和墨水的分界面上，学生观察入射光线和折射光线，比较入射角和折射角的大小。移动激光手电筒，观察入射光线改变时，折射角和入射角的大小及变化。移动激光，使光线垂直射到空气和水面的分界面上时，观察折射光线和入射光线的方向，并比较入射角和折射角的大小。

（3）光通过玻璃砖时的光路实验。将透明容器换成玻璃砖，重复上述步骤，可观察到光通过玻璃砖的光路。

3、器材特点。（1）结构简单，造型美观（2）光路清晰，效果逼真（3）操作简单，方便易用（4）观察持久，操作性强（5）节省耗材，便于保存。

三、自制电学教具，完成多种电学实验

在我们校园里，经常会看到电工师傅从教室里换下来的废旧日光灯管。我利用日光灯管两头的废旧灯芯，它能很方便的完成初中三个电学实验。

器材：干电池2节（带电源盒），分别从40瓦和20瓦的废旧日光灯管中取出的与灯脚连着、未断的灯丝两只，已断灯丝的灯脚一只，预先短路的灯脚一只，2.5V灯泡一只，日光灯灯座2只，电流表一只，开关K，导线若干，火柴（或者探针式温度计）。

1、用小灯泡和废旧日光灯的灯丝演示导体的电阻与温度的关系

实验方法：（1）将装有小灯泡的日光灯脚插在日光灯座A上，将有日光灯丝的灯脚插在灯座B上，则小灯泡与日光灯丝组成串联电路。闭合开关K，注意观察小灯泡的亮度；（2）将火柴点燃，加热日光灯灯丝B，观察小灯泡的亮度有何变化？（看到它逐渐变暗，这表明日光灯灯丝的电阻随温度的升高而增大。）；（3）将火柴从日光灯灯丝下移走，停止对日光灯灯丝加热，看到小灯泡又会变亮。这说明日光灯灯丝的电阻随温度的降低而减小；（4）若灯泡亮度变化不明显，也可在电路中再串联一个灵敏电流表，则效果更佳。

2、用两只废旧日光灯的灯丝演示焦耳定律。苏科版物理9年级下册《电功与电热》章节中“探究影响热效应的因素”实验中，课本上设计的实验取材不太容易，制作起来也不太方便，平时教师上课探究时要么用其它等同效果的实验替代，要么就根本不做，仅仅口头上讲实验。正是有上述原因，我利用废旧日光灯里的灯丝设计并制作了焦耳定律简易演示仪，较好的解决了这一问题。

实验方法：1、实验装置如图所示。将20W和40W的两个灯丝分别插入两个灯座中，两个灯座预先串联好并通过开关接到电源上，将两根相同的火柴棒分别放在两根灯丝上；2、接通电源，并开始记时间，仔细观察火柴棒的燃烧情况，观察到20W的电热丝上的火柴先燃烧。（最好用探针式温度计插入线圈中，能直观的看出温度的高低，即灯丝放热的多少）；3、通过上述实验得出结论：当导体中电流相同时，通电导体产生的热量与导体的电阻有关，电阻越大，导体产生的热量越多；4、研究导体产生热量与电流的关系时，应将A灯座短路，而将40W的灯丝插入B灯座中，分别改变电源电压（即改变电流），分别记录下火柴头从冷却状态到开始燃烧的时间；5、分析并得出结论：当导体电阻相同时，通电导体产生的热量与电流有关，电流越大，产生热量越多；6、分析家用40瓦的灯泡时，用手摸灯泡在通电半分钟和一分钟时所感觉到的发热程度，这时你能得出什么结论？（导体产生热量还与通电时间有关，当导体中的电流和电阻相同时，通电时间越长，导体产生的热量越多。

以上自制教具取材容易，电路简单，制作也极其方便，经笔者实践证明，实验稳定，效果明显，成功率高，实验用时少，课堂效率高。