生活中的实验探究

物理学是研究自然界的物质结构、物体间的相互作用和物体运动最一般规律的自然科学，是一门以观察、实验为基础的自然科学。实验教学在物理教学中起着举足轻重的作用，通过实验教学能够很好地实现课程标准的“三维”目标。在初中物理教学中实验教学有着多种形式，比如教师的演示实验、学生在实验室的分组实验、学生利用身边材料随时随地的实验等等。

在新一轮初中物理课程改革中，强调了探究性实验教学的重要地位。新的课程标准在科学探究上突出“提出问题；猜想与假设；制定计划与设计实验；进行实验与收集数据；分析与论证；评估；交流与合作”的理论内容。物理探究性实验是指：教师对知识不直接给出结论而是通过创设情景，启发、引导学生思考，提出问题，再让学生利用已有的知识和生活体验自主地去进行物理实验探究，通过小组合作讨论研究，最终得出结论，获取知识。这是教师引导下的物理探究。教师在教给学生正确的物理探究方法后，积极引导学生在生活中认真观察，随时随地发现与物理有关的现象和事物，结合自己学到的物理知识，对所发现的事物和现象进行分析思考，借助身边的器材或是实验室中的器材设计实验来验证自己看到的现象，也可针对自己看到的事物或现象进行拓宽思维，进一步探究，通过探究来发现新的问题，从而促使学生养成观察，思考，随时利用身边器材进行实验并进行探究的习惯，使我们的实验探究从课堂延伸到课外，通过课外的探究实验更好的激发学生兴趣，巩固学生学到的知识。

比如儿童常见的玩具发光陀螺，这个随处可见，发光陀螺在旋转时，流光溢彩、霓虹闪烁，煞是美观。认真观察发光陀螺，可以发现，发光陀螺上有一个个小灯，在不旋转时是不发光的，只有在高速旋转时灯才会发出五颜六色的光，形成一道道彩色光环。针对这一常见的现象，就可以引导学生起疑，提出设问，为什么发光陀螺上的灯在陀螺不旋转时不发光，在高速旋转时会发光，并且会形成一道道光环，从而激起学生好奇心，激发学生探究欲望，对学生提出要求，利用自己学过的物理知识并且通过查阅资料来研究这一问题。学生通过网络查得发光陀螺内部有电源、闪光集成电路、发光二极管和离心开关组成。平时陀螺电源处于关闭状态，当陀螺旋转时，由于离心作用，开关自动接通，陀螺发出不同颜色的光，形成一个光环。发现陀螺转动时空腔中心的小珠子总是被甩向周围，陀螺转动得越快，甩动越厉害，陀螺就会发出不同颜色的光。由此学生明白了发光陀螺发光的原理：陀螺旋转，由于离心作用，使开关接通，从而陀螺发光。明白了这些后继续问，针对这些你还能做出一些设想来进行探究吗？

于是有的学生就提出了用发光二极管的发光颜色显示陀螺的转速的设想，便设计了如图所示的电路，图中AC为一根电阻丝，BD通过金属弹簧和甩块M与电阻丝接触，转动后甩块M总是被甩向D的方向。LED是一个发光二极管，其特性是小电流通过时显示为红色，随着电流的增加，可以依次变为橙色，黄色，最后为绿色。工作电流一般在10～20 mA范围内。他准备陀螺不转动时显示绿色，转动越快发出的光越接近红色。

从图中的构造看出，ABCD相当于一个滑动变阻器，滑块M相当于滑动变阻器的滑片，但不同的是电阻丝位于上方，而金属滑杆位于下方，连接电路需要选择BD中的任意一个。根据设计要求，陀螺不转动时显示绿色，电路中的电流最大，电阻最小，转动越快发出的光越接近红色，电路中的电流越小，电阻越大，故应把AD接入电路。这样设计的电路满足陀螺不转动时显示绿色，转动越快发出的光越接近红色的要求。但是在实际实验中会出现闭合开关二极管显示红色，转动后显示绿色的现象，分析原因是把BC接入了电路致使不转时电路中电流小，转动后电流增大。如果始终为红色，说明电路中电流一直很小，电阻一直很大，变阻器相当于一个定值电阻，接入的是AC。这样在实验中学生感受到学习的乐趣，更加深刻的理解了滑动变阻器的工作原理，通过自己动手实验，针对实验现象分析故障原因，锻炼了电路分析和观察思考能力。

发光陀螺只是生活中的一个极为普通的事例，在生活中，只要认真观察，留心观察，你会发现身边有好多物理学，你可以利用身边的器材来研究物理。这样在课本之外学生会学到很多知识，开拓学生视野，激发兴趣，促进学生对物理学的学习，把物理学得更好。同时也促使学生在课堂会更加努力，有了更丰富的知识，在生活中也会不断发现不断探索，使学生对物理产生更加浓厚的兴趣，从而达到我们的教学目标。