《利用生活物品进行实验，充实初中物理课堂教学》研 究 报 告

　　《利用生活物品进行实验，充实初中物理课堂教学》研 究 报 告

　　主持人：王连升 朱 玲

　　成 员：姚夕忠 韩素娟 刘红艳 魏金娉 考乐美 田志新 房晓东 刘艳波

　　第一部分课题研究综述

　　一、课题的提出

　　物理是一门以观察和实验为基础的科学，实验器材及学生实验参与率决定着物理实验教学的成功与否。随着时间的推移，课程改革的推进，原有的实验设备已不顺应现代教学的需求，加之实验器材老化，损耗严重，资金投入严重不足，以至仪器缺损无法填补、维修，某些学生实验根本无法做，甚至连一些演示尝试也做不起来，于是本该进行的物理实验操作却被搬到了黑板上，成了“黑板实验”，持久的“黑板实验”，使学生失去了“实验的乐趣”，感到学习物理很乏味。具体表现在以下几个方面：

　　(一)实验设备、器材存在的问题

　　1.实验器材、设备短缺。

　　目前还有很多学校的仪器配置达不到国家规定的三类标准，根本不能开全所有的初中物理实验，出现想做实验而做不了的情况。根据人教版初中物理教材的统计，课本实验包括实验探究实验、想想议议、小制作、课后实验及延伸实验，共有97个，平均能做的实验共64个，占比65.97%。具体情况见下表一

　　表一：人教版初中物理实验能做实验占比情况汇总表

力学(32个）		热学（15个）		光学（12个）		电学（25个）		声学（13个）
能做	占比	能做	占比	能做	占比	能做	占比	能做	占比
21	65.6%	8	53%	9	75%	17	68%	9	69.2%

　　2.实验器材陈旧，老化厉害。

　　据了解，许多学校的物理实验器材，相当一部分都是十几年前购置的，甚至是几代物理老师传下来的，它们大都比较老旧，有些已发霉生锈，还有些已经无法与教材实验相匹配。

　　在新的课程改革中，物理课程改革的基本理念是：理念一：从生活走向物理，从物理走向社会;理念二：注重科学探究，提倡学习方式多样化;理念三：注重学科渗透，关注科学发展。

　　初中物理的内容大多都是基础性、常识性和定性的内容，学生已经无意识地亲身经历过或遇到过一些与物理知识有关的事例或现象，初中物理教科书正是以此为起点而编写的，所以物理课堂教学活动一定要充分利用学生已有的生活经验。只有帮学生建立起经验与知识间的联系，才能实现轻松入门，在愉快之中获得知识，领会方法，形成能力。离开生活、离开学生的感知和经验去学习物理，只能是生硬呆板、劳而无功、事倍功半、收效很少。

　　新课程把科学探究作为一种非常重要的教学方式和学习方式，让学生经历基本的科学探究过程，学习探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度。使用身边的物品进行物理实验，能拉近物理学与生活的距离，让学生深切感受到科学的真实性，感受到科学与社会、科学与日常生活的关系。

　　正是基于上述原因，我们全体物理组教师认为：发扬我国物理教学“盆盆罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”的传统，从生活物品中寻找代用品，利用生活材料制作简单仪器，进行物理实验，充实课堂教学。为此我们提出这个研究课题，并做了大量调查和论证。

　　二、国内外同一领域研究现状与趋势述评

　　(一)国外研究现状

　　目前，在国外编写的教科书中已经涉及了很多用生活物品进行实验的例子，在国外的物理课堂中学生们也正在用生活物品做实验，学习物理知识。在国外自制教具、学具进行的实验一般属于所谓的“低成本实验(low cost experiment)”。在日本和欧美等发达国家中，现代教育技术水平较高，但仍热衷于低成本实验的研究，因为他们认识到理科学生的动手能力、实践能力和实验技能的培养是无法单靠黑板或屏幕来达到的。在日本，有一大批热心物理低成本自创实验的教师，自创了许多高智慧的低成本物理实验。在美国，非常重视低成本实验，电视节目上经常制作一些趣味的低成本实验指导学生，各学校实验室都使用大量的自制实验器具，甚至还占相当大的比重，一些自制教具还有着悠久的历史。在英国，当教师要接受制作和表演低成本实验的技能培训。当今的世界各国物理教学中，都对物理教师自己设计和制作的教具和低成本实验非常感兴趣，提倡利用低成本实验来激励学生的学习动机，培养动手实践能力，激发创新思维己成为一种共识。

　　(二)国内研究现状

　　在国内也已经有一部分老师对这一问题进行了一些研究，搜索国内期刊文献可知，国内79年至2000年直接以“自制教具”为题发表的论文180多篇，2001年至2005年以此为题发表的论文约58篇。从这些文章来看，绝大多数是具体介绍如何去制作和运用特定的教具、学具，少数文章逐渐涉及自制教具的功能和价值问题。另外，一些专家学者也投入到自制教具、学具研究中取得丰硕的成果，出版了一些专著。其中有代表性的有朱正元的《物理演示实验与自制仪器力学部分》(1978)、胡名章的《中学物理演示实验与自制教具》(1983)、刘济昌与张国成的《自制教具的理论与实践》(1994)、刘炳升与冯容士编著的《中学物理实验教学与自制教具》(2000)等等。

　　尽管世界各国都非常重视利用生活物品进行自制教具、学具，但是并不全面。我们认为将来利用生活物品做实验将是今后学生学习生活的一部分，利用身边的物品进行实验,可以拉近物理学与生活的距离,让学生体会到科学就在我们身边，体现从生活走向物理的课改新理念。为此，我们认为该课题是有很强的生命力的，也是很有必要作为我们终身研究的课题，将来让更多的学生能够利用身边的物品完成更多的实验，激发起更大的学习物理的热情，更好地学习物理知识，为社会做出更大的贡献。

　　三、课题的理论依据

　　加涅认为，教学是以促进学习的方式影响学习者的一系列事件，而教学设计是一个系统化规划教学系统的过程(1992)。

　　梅瑞尔认为，教学是一门科学，而教学设计是建立在教学科学这一坚实基础上的技术，因而教学设计也可以被认为是科学型的技术。教学的目的是使学生获得知识技能，教学设计的目的是创设和开发促进学生掌握这些知识技能的学习经验和学习环境(1996)。

　　加德纳认为，智力是在特定文化背景或社会中解决问题或制作产品的非常重要的能力。以促进物理课程建设为背景，解决教学装备不足或陈旧的实际问题，进行研究和创新，正是开发智力提高能力，使师生共同获益的一条很好途径。实践表明，在教具学具的制作和创新过程中需要调动每位参与者的各种智能。

　　陶行知先生在其生活教育理论中指出，教育要“教人发明工具、制造工具、运用工具”， “教育有无创造力，也只需看他能否发明人生新工具或新人生工具”。师生自主研发、创造出个性化、本土化的教学装备和器材，不仅是课程资源建设的有效途径，同时研发和创造活动本身应该作为新课程的重要内容，这将给物理课程带来新的活力，使学习变得更有意义。

　　师生自主研发、创造教学装备和器材，从物理课程的教学上来看，具有建构主义的特质，会使自主、合作、探究的教学方式走向深入。建构主义理论认为，学生学习的有效性首先体现在学生是否积极主动地参与学习，以保证对知识的主动建构。面对一个学习课题，教师首先应该让学生明确或制订自己的学习目标，在这种目标下师生结合现有条件通过动手“做”来学习，可以充分调动学生的多种感觉器官，让学生动口、动手、动脑，在活动中、在解决问题的过程中进行学习。实际上，师生间共同研究、开发与学习主题相关的教具、学具就是一种典型的“认知学徒”。

　　师生研发、创造教学装备活动还为学生的学习提供了一种良好的经验，这种“做的经验”属于“经验之塔”([美] 戴尔Edgar Dale《教学中的视听方法》1946)的底层。“经验之塔”理论认为，底层的经验易于理解和记忆，顶层的经验易于获得概念便于应用，教学应从具体经验入手，逐步过渡到抽象，学习间接经验要尽可能以直接经验为基础。

　　由此可见，在新课程背景下利用生活物品自主研发、创制教学装备不仅仅是一种简单意义上的制作和活动，它已经上升为一种新的教与学的方式。

　　四、课题的理论价值和实践价值

　　(一)理论价值

　　众所周知，物理是一门以实验为基础的学科,所谓“物理”，就是通过物理实验引入物理概念,来研究物理规律。因此,物理课就是要强化物理实验的教学。《物理课程标准》已经把“科学探究”列入了教学内容标准。“从生活走向物理,从物理走向社会”是物理新课程的基本理念，新课程提倡使用身边的物品进行物理实验，拉近物理学与生活的距离，让学生深切感受到科学的真实性，感受到科学与社会、科学与日常生活的关系。研究表明，如果实验所用的材料是学生所熟悉的，就会使学生感觉到亲切，较容易克服思维障碍，能较好的达到实验的目的;如果实验所用的仪器是学生亲手制作的，那么不仅能培养学生的动手能力，而且还能帮助学生建立起牢固的相关物理表象，敏锐地洞察其中发生的物理过程，使学生对知识的理解更加透彻。因此，教师应当引导学生充分利用顺手拈来的、所熟悉的物品做物理实验，这样可以丰富学生实验物品，弥补实验仪器不足，拓展实验探究的时空，让学生真正经历“从自然到物理、从生活到物理”的认识过程。基于这种教学理念，我们在教学中要经常让学生在课外自己设计、自己找实验用品、自己动手做一些小实验，实验可按要求在课堂上完成也可设在课后，充分发挥学生的想象力和创造性，从而调动学生学习的积极性，为学生提供了大量的动手、动脑机会，对培养学生的观察力、自己获取知识的能力以及分析问题解决问题的能力将大有益处，弥补课堂教学的不足。这些看似简单的教学用具，在实际教学中将会发挥巨大作用。

　　我们认为这一课题的研究对初中物理实验教学理论的完善有着很好的补充作用。如一些经典的物理实验，原来都配有固定的实验器材，在考试时，阅卷老师也是只认经典的答案，偶遇学生有创新的实验做法，老师也不敢轻易给分。这样，久而久之，学生就养成了背答案的习惯，再也不敢创新，创造能力从此被扼杀。因此，利用学生身边的物品做实验，不仅能够全面提高学生的科学素养，也能够开发与利用实验室课程资源。

　　(二)实践价值

　　1.培养学生学习物理的兴趣

　　可以使学生原有的认知结构与物理教学贴近，可以消除学生对物理现象的神秘感，顺应学生爱玩爱动的天性。使其“玩入物理世界，探究物理规律”。

　　2.训练了学生独立实验的技能和技巧，培养了学生的创新能力

　　学生搜寻适合做实验的物品时，会怀有极大地兴趣。学生的情趣十分的投入，思维活跃，极易摆脱课堂教学和课本的束缚，在实验过程中摸索出适合自己所涉及装置特点的设计方法。另一方面，由于这些物品本来的用途并不是进行物理实验，所以这种做法本身就是一种创新。

　　3.培养学生不怕挫折的精神，促进学生身心健康

　　不断地搜集物品，设计实验，修改实验方法的过程，使他们经历了“创造”、“发明”的甘苦。在克服困难的过程中锻炼了意志，自觉培养不怕挫折的科学精神。

　　五、课题对象的确定

　　物理课是八年级才开始有的，所以我们这个课题确定以我校八、九年级中学生为研究对象。物理活动小组成员主要为八年级中对物理小制作有兴趣的同学，而有关课外(回家)做的小实验则是对全体研究对象的。

　　六、课题研究的方法：

　　(一)文献资料法：通过查阅相关的文献资料来了解相关的教具、学具的制作过程与要求，希望学生通过这些资料能仿制一些小学具;

　　(二)行动研究法：将教育实践与教育科研相结合，创造性地运用理论来发现并解决物理教学过程中理论与实际的关系，根据教育实践的动态流程不断充实或修正方案，系统地、科学地进行研究;

　　(三)案例研究法

　　对典型的实验教学案例进行研究，总结实验设计和自制教具在教学中的作用。

　　(四)经验总结法：收集与课题内容有密切联系的事实材料，分析积累资料，教育工作中的经验及其作用和意义进行中期阶段小结，总结。

　　第二部分 课题实施过程

　　一、课题研究的第一阶段

　　(一)课题的开题：

　　该课题于2010年6月申报，课题组接到批复以后于2010年6月在本校教研活动中心进行了开题会，确定了课题的研究方向以及课题研究的内容。课题组的各位老师根据确定的课题内容，充分做好实验前的一系列准备工作。

　　明确课题的研究要坚持以下二点：一是以生活中的物品为基本器材，指导学生制作低成本小学具，能说明问题就行的原则;二是制作出的小教具、小学具是如何穿插入课堂教学的?如何提高课堂的效率?

　　(二)开展有关趣味物理的知识讲座及小制作展示

　　主要活动：物理知识讲座—物理是有用的、物理是有趣的、物理知识就在我们身边

　　时间：2010年9月至2010年10月;

　　地点：我校四楼多媒体教室;

　　参与人员：我校初、二初三年级每班选派部分同学，共约200人左右(因多媒体教室座位不多)。

　　首先，邀请区优秀教师陈志娟教师来我校进行知识讲座，同时就地取材利用手边矿泉水瓶做了如下演示：首先旋紧瓶盖，接着两手分别握住瓶的上、下部分，使劲拧紧瓶的下部，使其严重变形压缩瓶内空气，然后迅速旋开瓶盖，可看到瓶盖飞出数米远，瓶口和瓶内有“白雾”产生(如图)。

　　实验展示给学生带来很大的启示，在一阵阵的掌声、一阵阵惊叹中，学生们的眼睛闪闪放光，充分体会到了物理的魅力。

　　其次，邀请了在科技节中获奖的同学展示了自己的获奖作品“密度测量仪”、“自动浇水器”，并介绍了所用器材、制作过程及小制作的工作原理。获奖的同学在讲解过程中再次激发了学生对物理的好奇心，调动了学生学习的兴趣，都跃跃欲试。

　　(三)成立了我校的物理活动室

　　学校在本课题开题后，给与了我们课题组大力支持，专门成立了校物理活动室，作为学生学具研究的场所。

　　二、课题研究的第二阶段

　　(一)2010年11月至2010年12月教师发动学生仔细观察生活物品，并从中选择一直两个带到学校来。

　　(二)2011年1月至2011年3月，课题组教师根据学生带的生活物品如矿泉水瓶、小药瓶、饮料瓶、塑料袋、纸杯等进行归类分组，分为瓶子组、导线组、并且每个小组指定一名组长，一名教师负责一个小组。

　　1.每一小组在组长的带领下进行组内讨论：利用本小组的生活用品可以进行哪些实验或者将生活用品进行改制后可以进行哪些实验。

　　2.各小组组长在教师带领下讨论：小组之间的生活物品如果合作可以进行哪些实验或者将生活用品进行改制后可以进行哪些实验。

　　(三)2011年4月至2011年9月，学生根据小组内或小组间讨论结果在学校物理活动室或加中进行制作、试验。每周周四下午两节课后在学校物理活动室进行交流制作、试验的进程和经验，对制作、试验中出现的问题进行讨论，并提出改进措施。

　　(四)2011年9月至2012年3月收集各小组作品并进行作品展示。

　　1.瓶子组作品：

　　生活中有各种各样的料瓶，学生又进一步把瓶子分类：饮料瓶、小药瓶、啤酒瓶，进行分别研究。

　　(1)饮料瓶不进行任何技术处理，就可以做如下实验

　　①演示空气振动产生声音及音调变化

　　方法a：在几个饮料瓶中盛入不同深度的水，将瓶口移至嘴边吹气，可以听到不同音调的声音产生。空气柱越短的，音调越高，反之，空气柱越长，音调越低。

　　方法b：在饮料瓶中盛入小部分水，用手握住后，将饮料瓶口移到嘴边、吹气，学生会听到一种音调的声音。若一边吹气，一边用手挤压饮料瓶水面升高时，学生又会听见不同音调的声音。

　　②压缩气体体积，气体液化演示

　　拧开瓶盖，滴入几点乙醚，拧紧瓶盖后，稍待一会，蒸发，乙醚液体不见了。当用手挤压瓶体时，乙醚液体重新出现在瓶壁上。这表明压缩气体体积，气体被液化。

　　③碘的升华与凝华演示

　　拧开瓶盖，用匙加入少些固态碘，拧紧瓶盖后，竖起将含有碘的瓶底，放入烧杯中的沸水里，就会观察到紫色的碘蒸气从瓶底上升，到瓶子的上部后重新凝华成闪闪发光的碘晶体。此时摇动饮料瓶时看到瓶底的碘仍然是固体，这比用烧瓶在酒精灯上加热出现液态碘的可操作更强。

　　④演示光的直射、反射、折射现象

　　在一个比较粗一些的饮料瓶中充满香烟(或是卫生香)的烟雾，拧紧瓶盖，制成了显示光路器(能多个班级重复使用)。用激光笔从瓶底照向瓶口，能清晰地显示光在同一种物质中沿直线传播。若将瓶底放在平面镜上，用激光笔从侧面照向瓶底的平面镜照射时，会清晰地观察到入射光线和反射光线，给学生留下深刻的反射现象的表象。若一半是盛有未澄清的石灰水，一半是烟雾时，从侧面向石灰水面照射时，会清晰地观察到光的入射光线和折射光线。

　　⑤演示气体、液体分子之间有间隔

　　将空饮料瓶的瓶盖拧紧后，用手握住用力挤压，观察到瓶子发生的形变，体积减小，说明气体分子之间有间隔。将饮料瓶中盛满水，再拧紧瓶盖后，也用手握住使劲挤压，会观察到瓶子发生很小的形变，体积也减小，说明液体分子之间也有间隔。通过两次挤压后观察到形变的程度不同，说明了气体分子之间比液体分子之间间隔大。

　　⑥分子不停地做无规则运动

　　将饮料瓶中滴入几滴酚酞试液，拧紧瓶盖后，上下倒置并旋转饮料瓶子，使管壁上涂有一层无色酚酞试液。然后，将瓶盖拧开后，在瓶盖里滴上两滴酚酞试液，并把饮料瓶倒置后，拧紧瓶盖，2秒钟后观察到饮料瓶内的氨分子与酚酞反应，从瓶口外开始逐渐向上变红，表明氨分子不停地做无规则运动。特点：饮料瓶由无色变成红色，色彩鲜艳，能激发求知欲望，而且不污染环境。

　　⑦演示竖直方向

　　对具有物理意义的“竖直”，学生不能很好的认识，理解起来费力，以至在有些问题中对重力和浮力的方向不能正确把握。

　　如图1、图2所示，A是塑料饮料瓶;B是水;C是用线系好固定在瓶盖上的铁球;D是用细线系好固定在瓶盖上的氢气球。演示时，将组装好的饮料瓶A正立、B倒立时，学生会观察到系有铁球C和系有氢气球D的线段方向是竖直的方向;若将饮料瓶A、B倾斜时，学生也会观察到系有铁球C和系有氢气球D的线段方向仍与水平面是竖直的，从而生动形象地表明重力的方向和浮力的方向总是竖直的。

　　⑧证明大气压存在的演示

　　方法a：拧开塑料饮料瓶的瓶盖后，用打火机点燃浸过酒精的棉花团，用镊子放入塑料饮料瓶中，随即旋紧瓶口，火熄灭片刻后，塑料饮料瓶就发生明显的变形，同时有喀喀声音的出现。这是棉花团在瓶内燃烧，消耗氧气，体积膨胀又溢出，封口冷却后，瓶内气压减小，外界大气压把瓶压变形了。松开瓶盖后，空气进入内外气压平衡，在弹力的作用下，瓶身恢复了原样。

　　方法b：饮料瓶中盛满水，用一硬纸片(或塑片)挡住瓶口后，用手支撑着倒立过来，松手后，所挡的硬纸片掉不下来。再缓慢地使饮料瓶在竖直面转动360度，硬纸片也倒不下来的，从而形象生动地证明大气压的存在。

　　方法c：将饮料瓶用手挤压使它发生形变，让瓶内的气体被排出一部分后，把瓶口与自己的脸(或吹起的玩具气球上)上相接触，松手后，饮料瓶子就被“沾”在脸上了。这是饮料瓶瓶身的向外弹力作用下体积增大，内部压强减小，瓶外的大气压使饮料瓶“压”在人脸(或吹起的玩具气球上)上了。

　　方法d ：如图所示，饮料瓶中盛满水，用带有较长(1.6～1.8m)橡胶管的塞子塞紧瓶口，将饮料瓶子倒立进过来，瓶中的水从橡胶管中流入容器中，随着水流入容器的增多，饮料瓶就发生形变，同时有声音的出现。这是由于瓶内水的流出使瓶内气压减小，外界大气压作用在瓶子上的缘故。

　　方法e：将饮料瓶拧开瓶盖后，用手按入水槽中使瓶中充满水，然后把饮料瓶倒立在水槽中，慢慢提起，直至瓶口不离开水面为止，液面不下降(并与托里拆利实验对比，使学生感悟出，当时托里拆利实验为什么用水银做实验)，从而说明大气压强的存在。

　　(2)对饮料瓶进行稍稍加工就会产生了“多功能瓶”

　　改进一：把自行车内袋上具有单向导气的气门芯，固定在瓶的盖上，这样就制成了可作如下实验：

　　①演示空气有浮力

　　人类长时间生活在空气中，对空气的浮力适应，感受不到有浮力的存在，有下面的实验，使学生直观体会到空气中的物体有浮力。用打气筒给多功能瓶充气，然后气球套紧在气门芯上，并用线系好。放在天平上使天平平衡，将套在气球内的螺丝帽松动，使气球膨胀，天平左端上升。在左端质量不变的情况下，左端上升是体积大浮力变大的缘故。

　　②演示空气有质量

　　空气有质量的直观表象是理解大气压强的关键，在新教材中没有编排这一实验，学生觉察不到大气有质量，因此，我们增加了该实验，天平调平后，将“多功能瓶”放在天平左盘上，右盘加砝码使天平平衡;然后用打气筒往“多功能瓶”中充8～9次后，再放在天平左盘上，发现左盘迅速下降，要使用天平再平衡，需要往右盘加1g多的砝码，这表明空气有质量。

　　③演示对外做功内能减少

　　打开瓶盖、滴入几滴乙醚，拧紧瓶盖，在用打气筒充气后，看见瓶内的乙醚蒸发透明，然后慢慢松开瓶盖，同学们会看见瓶内出现了“白气”，这表明气体对外做功，气体的内能减小，温度降底而使乙醚液化的原因。

　　④演示力的作用是相互的

　　用打气筒往“多功能瓶”中充10～15次的空气后，将充足空气的多功能瓶放在水池中的水面上，然后旋松气门芯的螺丝，使气体放出，会观察到多功能饮料瓶，在水面上快速地前进着。

　　改进二：在饮料瓶上从上向下用针扎三个等距离的小孔可做如下实验.

　　①大气压的存在

　　饮料瓶中盛满水，拧紧瓶盖后，放在水平桌面上。用锥子在周围扎一些小眼(直径小于3mm)，水并未流出，这是瓶内水产生的压强，小于外界大气压的缘故;当用手拧松瓶盖时，瓶内的水与大气压产生的压强之和大于瓶外的大气压，因此水就从所扎的小眼向外喷射出来，形成美丽的水帘。

　　②液体的压强随深度的增加而增大

　　将带有三孔的饮料瓶，用手按入水中充满水后，不盖瓶盖时，从水中提出水面来，可观察到不同深度的水射程不同，从而说明液体的压强，随着深度的增加而增大。

　　③演示帕斯卡定律

　　将带有三孔的饮料瓶，用手按入水中充满水，拧紧瓶盖后，用手挤压饮料瓶，会观察到从三个孔中射出来的射程是一样的。从而说明加在密闭液体上的压强，能够按着原来的大小不变地传递。

　　(3)小药瓶可演示实验

　　制作器材：青霉素药瓶一个、塑料吸管一根、水。

　　制作方法：小药瓶内装满带颜色的水，将塑料吸管插入药瓶，在上端4～5cm处剪开一道切口(不要剪断)，并弯折成90度

　　①演示液体温度计原理

　　将小瓶放入热水中，观察水柱位置，再放入冷水中观察水柱位置。发现热水中水柱高，冷水中水柱低。证明液体温度计原理是液体的热胀冷缩。

　　②演示流体压强与流速的关系

　　将水平管切口处压扁，揭开瓶盖，用嘴对水平管吹气，可以看到水柱在竖直管内上升，用力吹气，还可产生水雾。证明流速越快，压强越小。

　　③演示大气压与高度的关系

　　演示方法：盖上瓶盖(水不满)，用手指封住水平管部分，从竖直管上端向瓶内吹气，可以看到水在竖直管内上升，制作成一个水气压计，把水气压计拿到不同的高度，可以发现水柱的长短发生了变化，从而研究大气压与高度的关系。

　　④演示大气压的作用

　　瓶内装满水，盖上盖子，用手指封住水平管部分，从竖直管用力吸水，水吸不上来;打开盖子，可以轻易的吸上来。证明水不是我们吸上来的，而是大气压压上来的。

　　瓶内装满水，盖上盖子，将瓶子倒置，水不会流出来，还可以证明大气压的存在。

　　(4)用啤酒瓶演示空气柱振动产生声音及音调变化

　　取8个相同的啤酒瓶，分别灌入不同高度的水，用嘴吹瓶口，发出不同音调的声音，从而证明音调高低与振动空气柱长短的关系：振动空气柱越长音调越低。

　　2.易拉罐组作品：

　　(1)在易拉罐中分别装入不同体积的水，依次用金属棒敲击听声，可用来研究音调的高低与空气柱长短有没有关系。

　　(2)将两个易拉罐用棉线相连做成一个“土电话”，用来说明固体可以传声。

　　(3)将三个易拉罐装入质量不同的沙，用天平分别测出其质量，用弹簧测力计测出罐和沙所受的重力，用来研究物体的质量与所受重力的关系。

　　(4)将易拉罐放在倾斜的木板表面，使其从同一位置由静止分别滑下和滚下，观察两种情况下运动的快慢。比较相同情况下滑动摩擦和滚动摩擦的大小。

　　(5)用铁钉在易拉罐不同的高度上扎眼，装水后比较其喷射的距离。研究液体内部压强与深度的关系。

　　(6)将空易拉罐口向下在酒精灯火焰上方烤一烤，罐冷却后能听到声音且看到罐变瘪了。用来说明大气压强的存在。

　　(7)将空易拉罐放在盛有水的盆中浮在水面，而将其卷成一团下沉。说明将密度大于水的材料做成空心物体可以浮在水面上。

　　(8)用白纸和黑纸包住两个装满水的易拉罐，在太阳下晒相同时间，看谁的温度升高得多。研究相同条件下的白色物体和黑色物体的吸热能力是否相同。

　　(9)用导线及导线夹将电源、开关、灯泡和易拉罐组成串联电路，闭合开关，看灯泡是否发光。研究易拉罐的材料是导体还是绝缘体。

　　(10)在一个空易拉罐的底部中央打一个小孔，再用一个半透明的塑料膜蒙在空罐的口内，并将该部分放入纸箱内，如图所示，克服了由于室内较亮无法观察到烛焰在薄膜上所呈现的像。

　　3.空牛奶盒组作品：

　　(1)神奇“气压千斤顶”

　　把空牛奶盒的四个折角揭起，把盒体压扁成一个口袋形，插好吸管，气压千斤顶便做好了，如图3。

　　图3

　　把这个气压千斤顶有饮管孔的一面朝上，平放在桌子上。找几本书摞在上面，不要压着吸管。然后从吸管轻轻向里面吹气，书本就被托起了。看看你最多能“吹起”几本书。我们还可以用大塑料袋仿制一个大气压千斤顶，上面放一块薄木板，再放重物。你能轻而易举的“吹起”几十千克重的物体。

　　(2)听话的光线

　　如图4，将一空牛奶盒照下图剪一个小窗口，把一只普通2.5V小灯泡及灯座放入其中，导线引到盒外与装有2节干电池的电池盒及开关连接，插好饮管。在一个比较暗的屋子里，向牛奶空盒灌满水，然后“关”好小窗口，接通电源。当水流出时会看到光线能通过弯曲的饮管照亮地面。

　　光一般不是沿直线传播的吗?原来光线在传播过程中会在饮管内壁发生多次反射，于是，光随饮管形状改变了传播方向。光导纤维就是利用这一原理工作的，如图4所示。

　　图4

　　(3)会走的小船

　　在空牛奶盒顶部远离饮管孔的一边固定一个长条肥皂，盒内注入50毫升水(增加其重量)。将牛奶盒放入水中，让肥皂条浸在水中，盒子就像小船一样自己向前运动。

　　原来水的表面有张力，一些昆虫如水黾就是利用表面张力在水面上爬行的。肥皂溶于水后减小了周围水的表面张力，于是盒子在对面水的张力作用下向前行。

　　(4)奇妙的“公道杯”

　　①剪去空牛奶盒的底，再将盒体三个侧面剪去一半，留下靠近饮管口的一个侧面，并将它剪去一个角。将饮管口向下倒放。

　　②将牛奶盒配的吸管的两段直管部分剪成相差1cm，短管端剪一个斜角，如图1。

　　图1

　　③把剪好的吸管长端插入饮管孔，然后对折饮管孔旁留下的侧面，将饮管盖住。公道杯主体就做好了，如图2。吸管和饮管孔之间不能留缝隙，可以用吃过的口香糖密封。

　　图2

　　公道杯做好后，还需要一个装水的容器。再用一个空牛奶盒，将公道杯露出的吸管插入它的饮管口，粘紧，公道杯就做完了，如图2所示。

　　往公道杯中倒水，水位没有超过吸管顶端时滴水不漏，当水位超过吸管顶端位置时，杯中的水会因虹吸原理漏入下面的盒子里。

　　4.注射器组作品

　　(1)“量筒”：利用注射器量取一定体积的液体.

　　(2)“滴管”：在配置液体和测量中，利用注射器作为滴管使用，量取、配置一定体积(质量)的液体.

　　(3)“气筒”：将其作为“气筒”使用，可以完成以下实验：

　　①探究流体压强与流速的关系，如图1，向两张纸或两只乒乓球之间送气，观察纸和球之间的运动情况，得出结论：流速越大，压强越小。

　　②探究液体沸点与大气压强的关系，如图2，当烧瓶中的液体沸腾后，撤走酒精灯，用注射器抽气，液体再次沸腾，说明液体的沸点随大气压强的减小而减小。

　　③研究“吸管中的饮料是被吸上来的，还是被大气压上来的?”

　　做法：用力推注射器活塞，观察到玻璃管中有饮料进入。

　　原因：用力推注射器活塞时，瓶内的气体压强增大，大于玻璃管内的压强，进而将饮料压入玻璃管。

　　④如图，与塑料瓶、透明胶带、螺母、软管等组合使用，制作潜水艇模型，探究潜水艇的浮沉情况。

　　(4)“水准仪”：在注射器中注入清水，中间留有气泡，既可以做成一个简易的水准仪，用来检测工作台面等是否水平。

　　(5)估测大气压强值(如图5)，方案如下：

　　①把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用—个橡皮帽封住注射器的小孔;

　　②如图所示，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒。当注射器中的活塞刚开始移动时，记下弹簧测力计的示数F;

　　③观察并记录注射器筒上所标明的容积V，用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L。

　　(6)探究气体压强与体积的关系：如图6所示，三支相同的注射器内封闭相同的气体，然后倒置，在活塞上放置不同重力的物体，观察封闭气体体积的变化，得到结论：一定质量的封闭气体在温度不变时，压强与体积成反比。

　　(7)证明大气压强的存在：可以有几种不同的做法

　　①注射器内抽满水，将其倒置，水不从管口流出。

　　②如图7，把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用—个橡皮帽封住注射器的小孔，在下方悬挂重物，重物不下落。

　　③如图8，把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用—个橡皮帽封住注射器的小孔，用力拉活塞拉不动，或者非常费力。

　　(8)演示帕斯卡定律(液压机)：如图9，取粗细不同的两只注射器，底端用软管相连，其中注入适量的水，在右端活塞上方放置一个较小的重物，在左端活塞上可以举起一个很大的重物。

　　(9)探究压力作用效果与受力面积的关系：用两个手指同时挤压注射器的两端，两个手指的感觉以及凹陷程度不同，进而说明：压力作用效果与受力面积有关，受力面积越小，效果越明显。

　　(10)探究光的折射：在注有清水的注射器留有一稍大的空气泡，使太阳光从试管的正上方向下照，观察注射器下方的白纸，可以发现白纸上与空气泡相对应的位置上，有一椭圆阴影，而其它部分竟是一条与试管平行的亮线。当把白纸从靠近注射器向下移动到较远处，亮线先变细再变粗，如图10。

　　5.电炉丝组作品

　　(1)利用电炉丝制作滑动变阻器

　　学生们在探究人教版八年级物理下冊教材P19页图6.4-1“用铅笔芯控制小灯泡亮度”实验时，遇到了以下问题：一是铅笔芯不易从木槽中取出，易碎成小段，影响小实验的效果;二是电线滑头在铅笔芯上滑动时会磨掉一些石墨，使铅笔芯变得的粗细不均匀;三是电线与铅笔芯的接触电阻较大，小灯泡出现亮暗不稳定现象。在此基础上，学生们想到用电炉丝代替铅笔芯。

　　电炉丝是用镍铬金合金材料制成的，是做滑动变阻器的好材料。按如图1所示接好电路后，向左或向右滑动时，小灯泡亮度变化效果非常明显，让学生将小实验现象记录在事先设计的表格中，通过分析小实验现象进一步加深学生对滑动变阻器原理的理解。

　　(2)利用电炉丝研究电阻与温度的关系

　　因为电炉丝是镍铬合金材料制成的，它有“电阻随温度的升高而增大”的特性。利用它的这种特性可以让学生体验“电阻大小与温度有关”的特性。如图2所示，把电炉丝、小灯泡、电源、开关组成电路，用酒精灯加热电炉丝，让学生观察灯泡亮度，学生会发现灯泡的亮度发生了明显的变化，通过分析电路中电流的变化情况，从而得出“电阻大小与温度有关”的结论。

　　(3)利用电炉丝研究电流的热效应

　　“电流一定时，电流的热效应与电阻大小有关”。学生做这个小实验时，一是需要两只阻值不同的电阻，利用电炉丝可以很容易做成两只不同阻值的电阻，截取长度不同的电炉丝，就得到了两只阻值不同的电阻和。二是要反映电阻产生热量多少的器材，在教学过程中教师可以给学生提供以下器材：电源、导线、开关、电炉丝、松香、火柴、煤油、小玻璃瓶、细玻璃管(或塑料管)让学生编制各种不同的实验方案，经过学生讨论可以编出下列方案进行小实验：

　　方案1：自制如图3所示小实验用的仪器，把 、 分别浸在装有煤油的小药瓶中( ≠ )，然后比较通电一段时间后药瓶内煤油柱升高的高度，再进行分析，串联电路中电流和通电时间相同，由得：电阻大的产生热量多，使煤油上升得高，从而得出“电流的热效应与电阻的大小有关”的结论。

　　方案2：如图4所示，把两根不同的电炉丝( ≠ )串联起来接入电路，在、电炉丝用凡士林沾几根火柴，比较通电后哪根炉丝上的火柴先掉下来，通过分析讨论，串联电路中电流和通电时间相同，由公式分析同样也可以得出“电流的热效应与电阻有关”的结论。

　　还可以设计与上面不同的实验方案：在方案(2)中把火柴换成质量相同的松香，放在两只电阻上，看松香熔化的多少来得出“电流的热效应与电阻有关”。

　　电炉丝虽小，在电学实验中却能发挥很多作用。除了上述实验外，还可以组织学生用电炉丝探究“电阻的大小与导线长度”关系，“电阻大小与导线横截面积大小的关系”，“电阻大小与导线的材料有关”等实验。通过教学实践发现：电炉丝的确是新教材电学实验的好材料。

　　6.塑料袋组作品

　　(1)演示液体能传声

　　把发声的闹铃放在密封的塑料袋中，将塑料袋和闹铃一起浸没在桶里的水中。将耳朵紧贴水桶，能听到声音，说明液体能够传播声音。

　　(2)演示空气是客观存在的

　　用空的塑料袋张开口子，兜一些空气，扎紧口子，塑料袋是鼓的，靠近学生的脸，用针刺破塑料袋，学生会感觉到有空气喷出，这个小实验是为了使学生感受到“空气是客观存在的”。

　　(3)演示力的作用是相互的

　　用空的塑料袋张开口子，兜一些空气，扎紧口子，塑料袋是鼓的，靠近学生的脸，用针刺破塑料袋，学生会感觉到有空气喷出，同时发现塑料袋向前飞去，说明力的作用是相互的。

　　7.个人作品

　　(1)自制小灯泡的灯座及接线柱

　　制作方法：取直径约0.6毫米的裸铜线(如用漆包线，可将外层绝缘漆用砂纸磨去，也可以用铁丝代替)，擦去表面的绝缘物或氧化层。分别截取长约12厘米和6厘米的铜丝各1根。将长12厘米的铜丝沿小灯泡的金属帽的螺纹方向紧绕两圈，再如图14-4所示形状，弯两个直角后绕在接线柱的金属螺钉上。旋紧，接线柱的螺钉，将铜线和接线柱一起固紧在底板上。再将长6厘米的铜丝，一端用尖嘴钳弯一直径不到0.5厘米的字形，作为与小灯泡中心触点相接的接触片。导线另一端绕在另一接线柱的金属螺钉上，并一起固定在底板上。安装时，要使小灯泡旋入后，灯泡的中心触点能压在接触片上。

　　(2)自制电路示教板

　　电路示教板的制作：如图1-1所示，图中1、2、3、4和A、B处分别固定上接线柱或图钉。并在1与2和A与B的接线柱之间用白胶水各固定一块托板，以便放置用电器和电源。

　　(3)用橡皮膜演示声音在空气中的传播

　　器材：塑料瓶去掉两端，薄橡皮膜，细绳，平面镜2块(其中小的一块平面镜面积约为2～4cm2，而且较薄,可以用反射性能好的包装纸)，物理支架，胶水，手电筒(或聚光灯)等。

　　制作方法：(1)去掉铁皮罐(或塑料瓶)的底、盖，在它的一端用细绳扎上橡皮膜。在橡皮膜的中心与边缘之间粘贴小平面镜(或反射性能好的包装纸)。

　　(2)如图1所示，将铁皮罐(或塑料瓶)系在支架上，并保持一定的倾角固定好。

　　使用方法：用较大的那块平面镜将太阳光引入室内并斜射到小平面镜上，使在教室的墙壁形成反射光斑。然后人对着罐口讲话。由于讲话时在空气中形成的声波能激发橡皮膜振动，并带着小平面镜一起振动，这时可观察到墙上的光斑会发生相应的抖动。

　　通过本阶段研究发现，学生自主探究的能力是无穷的，他们的智慧也是不可小视的。只要在教师的正确引导下，就能发现生活中有很多物品可以供我们使用，帮助我们完成许多物理实验，让学生切实感受到科学的无穷魅力，大大提高了物理课堂研究效率。

　　三、课题研究的第三阶段

　　2012年12月至2013年10月，课题组全体研究人员首先对第二阶段的研究进行分析，找出优秀作品及可以直接应用于课堂教学的作品，对于有带改进作品提出改进措施，为以后的课题研究取得了更大的进展。

　　本阶段的重点是对师生发现的生活用品与课堂教学的结合进行了研究，学生利用生活物品制作的教具、学具走进课堂。如在课堂上进行了：用塑料袋演示力的作用是相互的;用空牛奶盒演示光的传播;用饮料瓶装水演示光的直射、反射、折射现象;用电炉丝代替铅笔芯探究“控制小灯泡亮度”实验等。课堂教学取得了一些显著成果，增强学生学习物理兴趣，提高学生动手动脑能力，初步形成“生活中的物品”能够说明物理问题的理念。

　　其中参与课题研究的教师编写的示范课教案，上的公开课或参加赛课，取得了很好的成绩，深受广大教师和专家的好评。

　　四、总结阶段：

　　2010年6月至2013年10月,课题经过三年多时间的研究，已经完成了研究任务。课题组的老师们花费了大量的心血，分阶段完成了：

　　(1)公开课、示范课15节;

　　(2)用生活物品演示实验40个;自制小教具20个

　　(3)学生的课外物理活动课近40多节，培训学生近200人次;

　　(4)课题研究过程阶段小结及总结性文章10篇;

　　(5)教师论文及教案近30篇。

　　(6)科技创新制作5件获得市级一等奖

　　参加研究的老师的教育理念得到了更新，教学业务水平得到了提高，自身素质也得到进一步的提高，在近几年全省各种教学大赛中获得了优异的成绩。

　　2010年姚夕忠教师获得市“教具制作能手”的称号;2011年，朱玲老师取得市青年教师创新教学大赛中获得第一。有多位教师在全市、省优秀论文和课件评比中获得一、二等奖。学生在全国初中应用物理知识竞赛中获得全国一、二等奖，学生的学习能力得到普遍提高。

　　根据阶段进展情况分析写出总结报告，进行资料的整理、汇编(包括教学案例、论文等)。在此基础上，请专家对研究结果进行成果鉴定。