初中物理实验的拓展与创新例谈

初中物理实验的拓展与创新例谈
摘要：初中物理课本中精选了许多具有代表性的物理实验，在完成了这些实
验以后，一些学生仅仅理解实验本身，不能变通，不能举一反三。

本文通过若干
实例，试图寻求一种“实验+拓展”的探究学习模式，旨在培养学生的创新能力
和思考能力。

关键词：初中物理实验；拓展；创新
物理学科是以实验为基础的学科。

通过实验，人们可以发现和总结物理规律，为人类认识世界和改造世界提供理论依据。

初中物理教材中，为我们提供了丰富
多彩、简单易行的实验方案，有便于教师课堂上展示原理的演示实验，也有让学
生独立完成的探究型实验。

通过这些实验，学生掌握初中阶段所涉及的物理原理、物理规律，培养学生的观察能力、思维能力和动手能力，激发学生爱科学、学科
学的热情。

但是，我们同时也认识到，尽管老师们在物理实验课教学时竭尽全力，但学
生的实验操作能力和创新能力依然不尽人意，高分低能现象尤为突出。

仔细观察
不难发现，发现大多数学生仅仅满足于实验本身内容，部分学生满足于死记实验
结论甚至实验步骤，缺乏实际应用，不注意学习物理实验所运用的科学方法，不
会举一反三，不善于质疑，不喜欢变革，逆来顺受，墨守成规。

面对中国人的平
均创新能力依然落后与世界发达国家的事实，作为教育工作者，我们感觉到肩上
的担子沉甸甸的。

如何才能让物理实验成为学生启迪智、提高能力的“法宝”？笔者认为，老
师除过做好常规实验教学以外，还应该引导学生做好物理实验的拓展与延伸、改
革与创新工作。

该工作既能锻炼学生思维，提高知识的实际应用能力，培养学生
的创新意识。

也能加强团队合作意识。

也许有的人认为，这会不会增加学生负担？或者对学生要求过高？我认为，“跳一跳，摘桃子”不失为一种培养学生的好理念。

尽管最终摘到桃子的是少数人，但恰恰是这些人，将来会主宰世界！
一、物理实验的拓展和延伸例谈
这里所说的实验的拓展延伸，就是在原来实验
的基础上，适当的改变条件，或者该方案，以获得
预期的实验结论，从而拓展学生的知识视野。

1.水火箭
在学生学习“物体内能的改变”时，教师们都会做“压缩气体冲塞子”的演
示实验，如图，给密封的瓶子内不断充气，内能增加，会将瓶塞冲起，内能转化
为机械能。

实验结束后，我就给学生介绍水火箭的制作方法，并让他们分析其工
作原理。

课外兴趣小组的学生，利用课余时间，在我的指导下，顺利完成水火箭
的制作，并成功发射升空。

孩子们无限喜悦，感受到了科学的魅力。

2.相机取景器原理
在学生完成“探究凸透镜成像规律”后，
我给学生提出了以下问题：已知凸透镜的焦
距为10cm，蜡烛、凸透镜在光具座上所处的
位置如图所示。

调节光屏A的位置，在光屏
A上呈现清晰的像。

如果在凸透镜右侧倾斜
放置一块平面镜，那么平面镜上方的光屏B上会出现呈现清晰的像吗？一石激起
千层浪，学生开始讨论、思考。

最后，实践是检验真理的唯一标准，学生用实验
证明光屏B上会出现呈现清晰的像，感觉很意外——平面镜还有这样神奇的作用！我随后给学生补充说，平面镜起改变光路的作用，不会改变成像的性质。

这就是
单反照相机取景器的工作原理。

取景时，平面镜倾斜，使像成在光屏B上；拍照
时按下快门，平面镜转到虚线位置，像成在光屏A（相当于感光元件）上。

在原
实验器材的基础上，增加一块小小的平面镜，就可以点燃学生的激情，学习了新
知识，培养了兴趣。

3.测水的比热容
在完成“测小灯泡电功率”
的实验后，我提出了这样的问
题：能否利用伏安法测出一段
电热丝的电功率？要测电热丝
所做电功，还需要什么计量仪
器？能否采用右下图的装置，粗略测量水的比热容呢？学生通过分析认为，电流
经过电热丝所做的电功，转化为水的内能，不考虑热损失的情况下，两者相等。

由此推出了水的比热容的表达式。

接着学生了实验验证。

从整个过程来看，学生
的交流看法，合作探究，充满浓厚的学术气息。

4.扬声器、话筒换角色
在学习了“电磁感应现象”后，课文介绍了动圈式话筒的原理，细心的学生
会发现，动圈式话筒的结构与动圈式扬声器的结构非常相似，有好多共同之处——都有磁铁、线圈和发声体。

那么，扬声器可以当成话筒用吗？一句话引起了学
生的激烈讨论。

实践是检验真理的唯一标准，我就用如图4所示的装置进行了演示，将扬声器作为话筒接入扩音器的输入端，学生对着扬声器讲话，扩音器传出
放大的声音。

既然话筒和扬
声器结构相似，二
者的功能在理论上
可以互换，那么话筒可以当成扬声器使用吗？鼓励学生课后完成以下实验。

将动
圈式话筒插头插入手机的耳机插孔，手机播放音乐，话筒中就会传出美妙的声音。

二、物理实验的创新例谈
我认为，物理实验的创新，就是指实验所引发的较大的变革，是思维的升华，是各种知识的融合、优化。

1.自制新型光的反射定律探究装置
在“探究光的反射定律”时，实验室普遍使用一套仪器——光的反射定律演示仪。

该仪器采用半圆形金属分度盘显示激光束的传播路径。

但是由于器材本身的缺陷，学生在实验时，光的传播路径可见度不高，显示效果不理想。

这一点各位老师都清楚。

那么能否对此仪器进行改进呢？在光的直线传播教学中，我们曾利用烟雾来显示光的传播路径，效果很好。

能不能把这种手段应用在光的发射实验中呢？于是我就琢磨研究，设计方案，几次易稿，最终设计出如下图所示的教具——新型光的反射定律探究装置。

同
时也做出了样品，效果达到预期。

实验
前，给半球形的透明亚克力材质的容器
内充满烟雾（点燃蚊香约两分钟即可），
用红色激光笔照射置于中心位置的平面
镜，立即在烟雾微粒的发射作用下，会
看到两条清晰的光线：反射光线和入射
光线。

同时，开启顶部的绿色激光笔，射出绿色激光束，代表法线。

这样同学们就可以利用可以折叠的分度盘，探究光的反射定律规律了。

2.自制扬声器教具
教科书中介绍了动圈式扬声器的工作原理，并配有示意图，如左图所示。

但学生不易理解。

为此，我利用如右图所示的自制的扬声器，进行现场原理演示。

学生感到非常惊讶，他们没想到这么“土”的装置竟然可以发出美妙的声音！于是就迫不及待地琢磨发声原理。

学生的学习兴趣一下子被激发出来。

与实际的扬声
器不同，我自制的
扬声器把磁铁、音
圈露置在外面，其
结构一目了然。

扬
声器在工作时，通电的音圈在磁场力的作用下推动纸盆振动发声，学生通过用手触摸真正感受到科技的神奇。

老师趁机讲解学生疑点，画龙点睛，水到渠成。

3.自制发电机
同学们了解了直流电动机和直流发电机，
发现二者的结构非常相似，那么直流电动机是
否可以作为直流发电机使用呢？我从玩具上拆
得一个直流电动机，将其作为发电机，用皮带
轮手摇驱动，点亮了二极管，如图所示。

在课堂演示后，效果很好。

这几年，陕西省中考也注重了学生实验的拓展和创新能力的考查，如大家周知的“聚音伞”、“固体表面对声音的反射”等试题。

比较近的，如2018年的“会聚声音的二氧化碳气球”，2019年的“探究食盐水的导电能力”等别出心裁的实验题。

所以，注重实验的研究与开发，迫在眉睫。

那么，这些创新的灵感从哪里来？各人可能都有不同的理解。

我想，灵感应该从学科知识中来，应该从生活经验中来，应该从勤于观察和思考中来。

让我们老师发挥自己的聪明才智，成为点石成金的金手指，为学生指点迷津！。