论文部分内容阅读
摘要：本文分析了不重视实验教学的现状，无视现实照搬教材进行实验的弊端，阐述了创造性地利用废旧材料自制教具进行实验教学的优点.以光的传播的实验设计为例，自制教具进行实验使光的直线传播现象直观，效果明显.大大地提高了学生学习物理的兴趣，体验到了学习的快乐，同时也让老师感受到作为具有创新精神教育者的快乐和幸福.
关键词：光的传播；自制教具；实验改进
由于受应试教育的影响，物理实验教学在一些中学流于形式，“教师做、学生看”、“教师准备好、学生照书做”、“教师讲实验、学生背实验”的现象极为普遍.[1]这或许就是现在很多物理老师对待实验教学的态度现状的写照，特别是不在新课标（2011版）学生必做实验说明目录中的，对于这类实验，只是依照课本照书念念.与之带来的“抱怨物理难教”、“学生成绩上不去”、“学生厌学、对物理缺乏兴趣”等一系列消极影响.客观因素又归咎学校实验室的器材不足、不齐、与教材不配套.诚然，这些客观因素的确对于我们开展实验教学有障碍.殊不知在新课标（2011版）“实验室课程资源的开发”中已提倡“除专门配备的仪器外，应提倡师生利用身边的物品、器具、材料等进行物理实验.利用日常物品做实验，不但具有简便、直观等优点，而且有利于学生动手能力和创新意识的培养.” [2]毋庸置疑，作为新时代的老师，需要如柳传志指出联想的成功关键就在于专注，要用专注的精神对待我们的教学，把教学当作事业来做.尤其是要用专注的精神投入到实验教学，没有器材的，自制教具，可以开发实验课程资源，创造性地使用教材.
1教材上光的直线传播实验设计的疑义
很多教师在上八年级上册第三章第1节的内容“光的传播”（教科版）时，往往是按照课本里的实验设计来进行教学.按照课本中给出实验现象的图片，来设计的光的直线传播和反射，直接在空气中进行这一实验.事实上是不能看到直线传播的红色激光束的.根据“丁达尔现象”在光的传播过程中，照射到微粒时，如果微粒的线度大于入射光波长很多倍，则发生光的反射；如果微粒的线度小于入射光波长，则发生光的散射；这时观察到的是光环绕微粒而向其四周放射的光，称为散射光.[3] 在空气中虽也能产生散射，但是较微弱.故按照课本上的图片来设计是不能看到激光束的，实验现象几乎没有.由于一方面内容本身比较简单，教学过程演变成老师来说实验过程，学生通过看图来分析实验现象，同时再举生活中的实例，得出实验结论.如此的教学对学生的感官没有刺激，也没有印象，激发探究的兴趣更是无从谈起.如此的课堂老师是省时省力了，但教学效果却是苍白无力.
2自制教具，凸现效果
北京市广渠门中学冯长喜教授在“国培计划（2011年）”——江西省农村中小学骨干教师培训中主讲《初中物理实验教学》中：“国际上通常把自制教具称为‘无价’、或‘廉价’教具，这种称呼指花钱少，不是指教具的使用价值低.相反，国外教育界人士非但不小看这‘无价’、或‘廉价’，却非常推崇，广为提倡.”、“作为引入的实验是关键.”这“国外推崇、提倡自制教具”的观点以万马奔腾之势流入并融入了血液里，很自然的一个想法从脑海深处产生：“‘光的直线传播’的实验设计要改革，不能总是因循守旧，要用创新的理念去指导我们的教学，用自制的教具，给学生呈现具体的实验现象，让学生成为最幸福的人.”
改进后的实验设计如下：
实验器材：
废荧光灯管﹙30W或36W﹚1支、铁架台﹙含铁夹﹚3个、激光笔、一小段蚊香（或祭礼祀用的香）、打火机、透明胶带
实验步骤：
（1）对废荧光灯管﹙30W或36W﹚进行改装，用工具把灯管两顶的铝制金属灯头撬开，注意一定不要把灯管的玻璃弄碎.（这个准备工作比较麻烦，不能让学生做，老师进行这一准备时一定要注意方法和安全，避免因灯管玻璃破碎而扎到自己的双手.）
（2）在废荧光灯管里放上点燃的蚊香（用蚊香有时不太好收集烟雾，因为荧光灯管的直径比较小，操作不是很方便.在农村另外一种祭祖用的香，如筷子一样长，可以用它来代替，操作方便.点燃两支香，可以伸到灯管里，这样烟雾就好收集.）让灯管里充满蚊香的烟雾.同时，在灯管两端粘上透明胶带，并在中间烧个直径d=8mm的圆洞﹙洞口的规格视激光笔的直径大小而定，比激光笔的直径略大，但不能太大，以防蚊香产生的烟雾中洞口跑掉.﹚.
（3）在水平位置上，用2个铁架台中的铁夹固定废荧光灯管.在同一水平高度的位置上，用铁架台固定激光笔，使激光笔的光线能经荧光灯管射出.如下图1：
（4）按下激光笔的开关，让激光笔发射出的光线穿过荧光灯管用胶带留的洞口，观察到荧光灯管有一条红色的激光束﹙如图2﹚，非常清晰.实验效果非常明显，给学生带来了强烈的视觉冲击，留下了深深的印象.
得出初步结论：光在同种均匀介质中是沿直线传播.
光在不均匀介质中不是沿直线传播的实验设计
在进行完第4步之后，我们可以在原有器材的基础上在激光笔的下方放置一个酒精灯并点燃，如图3所示：
实验现象：荧光灯管中可以看到红色的激光束在晃动，同时白色的墙壁上红色的斑点也在晃动.
现象分析与结论：酒精灯在激光笔的下方加热，使周围的空气温度升高，造成空气密度不一样、不均匀，通过在白色的墙壁上红色斑点的晃动，可以推理出此时光不是沿直线传播，進而反证光只有在同种均匀介质中才是沿直线传播.
这节通过自制教具、改进实验的课的成功正是验证了“心理学研究表明，学生对学习内容的巩固程度，与学习的方式关系很大.一 般来说，学生通过听教师讲授，能够记住 10 %～20%；学生如能看到实物或现象，能够记住 30%；如果学生既能听教师讲，又能看到实物或现象，能记住 50%；如果学生看到实物或现象，自己又描述过，便能记往 70 %；如果学生既动手做过，又描述过，则能记住 90%.” [4]理论.
通过废品利用，自制教具，创造性地改进实验，由于取材简单，材料又是学生非常熟悉的，符合当前发展低碳经济的理念.通过自制教具而改进的实验，由于实验效果明显，学生在实验中体验成功，感受环保就在自己的身边，享受到探究科学知识带来的乐趣，让学生从内心深处喜欢上物理，真正激发了学生的学习兴趣.学生的“压学”变为“乐学”，自然影响到老师由“职业倦怠”变为“激情饱满”，这些都源于有“创新的血液”在身体里流淌！这种充满了创新色彩的风景正需要老师带进课堂.
自制教具、改进实验，创造性地使用教材，创造性开发实验室课程资源这条路笔者将一直走下去，让创新成为课堂中一道最为亮丽的风景线.
参考文献：
[1]张伟论物理自制教具对落实新课程标准的教学价值[J]. 内蒙古师范大学学报（自然科学汉文版），2003（4）.
[2]中华人民共和国教育部义务教育物理课程标准（2011年版）[M]. 北京：北京师范大学出版社，2012.
[3]方新时探究性学习的好材料—光的散射与丁达尔效应[C]. 湖北省物理学会、武汉物理学会2004，学术年会论文集，2004.
[4]钟鹏明加强初中物理边学边实验教学[J]. 课程教材教法，1997（4）.
关键词：光的传播；自制教具；实验改进
由于受应试教育的影响，物理实验教学在一些中学流于形式，“教师做、学生看”、“教师准备好、学生照书做”、“教师讲实验、学生背实验”的现象极为普遍.[1]这或许就是现在很多物理老师对待实验教学的态度现状的写照，特别是不在新课标（2011版）学生必做实验说明目录中的，对于这类实验，只是依照课本照书念念.与之带来的“抱怨物理难教”、“学生成绩上不去”、“学生厌学、对物理缺乏兴趣”等一系列消极影响.客观因素又归咎学校实验室的器材不足、不齐、与教材不配套.诚然，这些客观因素的确对于我们开展实验教学有障碍.殊不知在新课标（2011版）“实验室课程资源的开发”中已提倡“除专门配备的仪器外，应提倡师生利用身边的物品、器具、材料等进行物理实验.利用日常物品做实验，不但具有简便、直观等优点，而且有利于学生动手能力和创新意识的培养.” [2]毋庸置疑，作为新时代的老师，需要如柳传志指出联想的成功关键就在于专注，要用专注的精神对待我们的教学，把教学当作事业来做.尤其是要用专注的精神投入到实验教学，没有器材的，自制教具，可以开发实验课程资源，创造性地使用教材.
1教材上光的直线传播实验设计的疑义
很多教师在上八年级上册第三章第1节的内容“光的传播”（教科版）时，往往是按照课本里的实验设计来进行教学.按照课本中给出实验现象的图片，来设计的光的直线传播和反射，直接在空气中进行这一实验.事实上是不能看到直线传播的红色激光束的.根据“丁达尔现象”在光的传播过程中，照射到微粒时，如果微粒的线度大于入射光波长很多倍，则发生光的反射；如果微粒的线度小于入射光波长，则发生光的散射；这时观察到的是光环绕微粒而向其四周放射的光，称为散射光.[3] 在空气中虽也能产生散射，但是较微弱.故按照课本上的图片来设计是不能看到激光束的，实验现象几乎没有.由于一方面内容本身比较简单，教学过程演变成老师来说实验过程，学生通过看图来分析实验现象，同时再举生活中的实例，得出实验结论.如此的教学对学生的感官没有刺激，也没有印象，激发探究的兴趣更是无从谈起.如此的课堂老师是省时省力了，但教学效果却是苍白无力.
2自制教具，凸现效果
北京市广渠门中学冯长喜教授在“国培计划（2011年）”——江西省农村中小学骨干教师培训中主讲《初中物理实验教学》中：“国际上通常把自制教具称为‘无价’、或‘廉价’教具，这种称呼指花钱少，不是指教具的使用价值低.相反，国外教育界人士非但不小看这‘无价’、或‘廉价’，却非常推崇，广为提倡.”、“作为引入的实验是关键.”这“国外推崇、提倡自制教具”的观点以万马奔腾之势流入并融入了血液里，很自然的一个想法从脑海深处产生：“‘光的直线传播’的实验设计要改革，不能总是因循守旧，要用创新的理念去指导我们的教学，用自制的教具，给学生呈现具体的实验现象，让学生成为最幸福的人.”
改进后的实验设计如下：
实验器材：
废荧光灯管﹙30W或36W﹚1支、铁架台﹙含铁夹﹚3个、激光笔、一小段蚊香（或祭礼祀用的香）、打火机、透明胶带
实验步骤：
（1）对废荧光灯管﹙30W或36W﹚进行改装，用工具把灯管两顶的铝制金属灯头撬开，注意一定不要把灯管的玻璃弄碎.（这个准备工作比较麻烦，不能让学生做，老师进行这一准备时一定要注意方法和安全，避免因灯管玻璃破碎而扎到自己的双手.）
（2）在废荧光灯管里放上点燃的蚊香（用蚊香有时不太好收集烟雾，因为荧光灯管的直径比较小，操作不是很方便.在农村另外一种祭祖用的香，如筷子一样长，可以用它来代替，操作方便.点燃两支香，可以伸到灯管里，这样烟雾就好收集.）让灯管里充满蚊香的烟雾.同时，在灯管两端粘上透明胶带，并在中间烧个直径d=8mm的圆洞﹙洞口的规格视激光笔的直径大小而定，比激光笔的直径略大，但不能太大，以防蚊香产生的烟雾中洞口跑掉.﹚.
（3）在水平位置上，用2个铁架台中的铁夹固定废荧光灯管.在同一水平高度的位置上，用铁架台固定激光笔，使激光笔的光线能经荧光灯管射出.如下图1：
（4）按下激光笔的开关，让激光笔发射出的光线穿过荧光灯管用胶带留的洞口，观察到荧光灯管有一条红色的激光束﹙如图2﹚，非常清晰.实验效果非常明显，给学生带来了强烈的视觉冲击，留下了深深的印象.
得出初步结论：光在同种均匀介质中是沿直线传播.
光在不均匀介质中不是沿直线传播的实验设计
在进行完第4步之后，我们可以在原有器材的基础上在激光笔的下方放置一个酒精灯并点燃，如图3所示：
实验现象：荧光灯管中可以看到红色的激光束在晃动，同时白色的墙壁上红色的斑点也在晃动.
现象分析与结论：酒精灯在激光笔的下方加热，使周围的空气温度升高，造成空气密度不一样、不均匀，通过在白色的墙壁上红色斑点的晃动，可以推理出此时光不是沿直线传播，進而反证光只有在同种均匀介质中才是沿直线传播.
这节通过自制教具、改进实验的课的成功正是验证了“心理学研究表明，学生对学习内容的巩固程度，与学习的方式关系很大.一 般来说，学生通过听教师讲授，能够记住 10 %～20%；学生如能看到实物或现象，能够记住 30%；如果学生既能听教师讲，又能看到实物或现象，能记住 50%；如果学生看到实物或现象，自己又描述过，便能记往 70 %；如果学生既动手做过，又描述过，则能记住 90%.” [4]理论.
通过废品利用，自制教具，创造性地改进实验，由于取材简单，材料又是学生非常熟悉的，符合当前发展低碳经济的理念.通过自制教具而改进的实验，由于实验效果明显，学生在实验中体验成功，感受环保就在自己的身边，享受到探究科学知识带来的乐趣，让学生从内心深处喜欢上物理，真正激发了学生的学习兴趣.学生的“压学”变为“乐学”，自然影响到老师由“职业倦怠”变为“激情饱满”，这些都源于有“创新的血液”在身体里流淌！这种充满了创新色彩的风景正需要老师带进课堂.
自制教具、改进实验，创造性地使用教材，创造性开发实验室课程资源这条路笔者将一直走下去，让创新成为课堂中一道最为亮丽的风景线.
参考文献：
[1]张伟论物理自制教具对落实新课程标准的教学价值[J]. 内蒙古师范大学学报（自然科学汉文版），2003（4）.
[2]中华人民共和国教育部义务教育物理课程标准（2011年版）[M]. 北京：北京师范大学出版社，2012.
[3]方新时探究性学习的好材料—光的散射与丁达尔效应[C]. 湖北省物理学会、武汉物理学会2004，学术年会论文集，2004.
[4]钟鹏明加强初中物理边学边实验教学[J]. 课程教材教法，1997（4）.