张春雷
海阳市二十里店镇初级中学
摘要： “重力势能大小跟哪些因素有关”课本实验效果不明显，我用“铁钉扎入泡沫”代替“小桌陷入沙子”，进行分组实验，现象直观清晰，教学效果显著。然后用自制教具，演示重物从高处下落将杠杆另一端物体弹起，用不同方法验证结论，设计新奇，具有创造性。
关键词：重力势能；质量；高度 ；深度
五四制鲁教版初中物理八年级下册第十章第二节《势能》，探究“重力势能大小跟哪些因素有关”实验，课本中用重物撞击沙坑中的小桌,观察小桌陷入沙坑的深度来判断重力势能的大小，不足之处有以下三点：（1）小桌陷入沙中的深度不明显，难以观测比较。（2）重物撞击小桌的落点不易控制，小桌易倾斜。（3）沙子容易撒散，每次需要平整。
针对教材实验的不足我自制教具对实验进行了改进，使实验效果更明显，不仅培养了学生的实验探究能力，而且学生体验了实验的巧妙，体验了学习的快乐。
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1实验方案的改进
1.1实验器材：泡沫板、带帽钢钉、长短塑料管（分别为32cm、16cm，外径32mm内径22mm）、金属块（实验室用于测密度的铜块和铝块）、圆筒刻度尺（外径32mm，内径28mm）
1.2精心制作器材：
（1）在圆筒外标注刻度成为“圆筒刻度尺”，自上而下，刻度值由小到大，可以直接测量铁钉扎入泡沫板的深度。
（2）选用装修常用5.5cm钢钉，厚度1cm的雕刻专用PVC板材，做成带帽的钢钉。先把钢钉钉在一层板材上，然后再粘上一层，把钉帽打磨成圆柱形，钉帽直径与圆筒刻度尺的内径相同，圆筒刻度尺的外径与长塑料管的外径相同而内径稍大，可以保证金属块准确落在钉帽中央。
（3）圆筒刻度尺与带帽铁钉的长度相同，套住铁钉可以使之与泡沫板垂直，并且钉帽恰好与圆筒上端齐平。
（4）长塑料管上端有卡槽设计，可以减少外力干扰，使金属块在重力作用下自由下落。
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1.3实验步骤
（1）用圆筒刻度尺套住铁钉，使其与泡沫板垂直。此时钉尖朝下，钉帽恰好与圆筒上端齐平。把长塑料管竖直放置在圆筒刻度尺上，并且上下对齐，如图3。
（2）分别把质量不同的金属块放在同一塑料管口卡片上，撤掉卡片，使金属块自然下落撞击铁钉。拿开长塑料管，取下圆筒刻度尺，观测铁钉扎入塑料泡沫的深度，判断重力势能的大小。
（3）分别把相同金属块放在不同高度的塑料管口卡片上，撤掉 图3分组实验方法示意图
卡片，让金属块自然下落撞击铁钉。观察铁钉扎入塑料泡沫的深度，判断重力势能的大小。
2分组实验改进优点
（1）用钉子扎泡沫板效果更显著；金属块撞击铁钉后，能停留在钉帽上，实验结果更直观。对铁钉进行改造，钉帽圆柱形设计，增加了实验的稳定性。
（2）使用塑料管能准确控制落点、控制高度。使用圆筒刻度尺能直接测量钢钉扎入泡沫的深度。
（3）用泡沫板代替沙子，制作成本低，易存放，实验效果好。
3创新展示，殊途同归
为了开拓学生思路，加深理解，我用精心设计的另一套教具演示探究，如图4，得到了相同的实验结论，激发了学生的学习兴趣，获得了良好的教学效果。
3.1演示实验方法
如图，用不同金属块，分别从相同高度的塑料管口自由下落，撞击管口下方的两个小杠杆，将放置在杠杆另一端的白色小塑料管弹起，通过小塑料管弹起的高度来判断重力势能的大小。
（图中的金属杆用的是废旧电视机天线，白色小塑料管套在金属杆上，以防止塑料管弹到地上。）
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3.2在实验中我问了两个问题：
（1）这个实验中哪个小塑料块能弹起的高？能验证影响重力势能大小的哪一个因素？
（2）为了验证其他影响因素，你准备怎样改进实验器材？
根据分组实验得到的实验结论，学生做出了正确的判断，并且立刻得到了验证，体验了成功的巨大喜悦。因为设计原理不同，教具制作新颖，实验现象直观，强烈刺激了学生的好奇心，同时为机械能的相互转化和能量守恒的教学做好了铺垫。让学生改进实验器材，把思考引向深入，着眼于激发学习兴趣，提高思维能力。
4教学反思
物理教学是一门以实验和观察为主的自然科学,物理教学要注重培养学生的实验探究能力、思维能力，以及运用科学原理和科学方法解决物理问题的能力。只有加强实验教学才能使学生掌握科学探究方法，增强创新意识和实践能力。
实验教学可以使学生以最有效的方式迅速掌握科学基础知识，还可以培养学生严谨的科学精神和认真负责一丝不苟的工作作风，具有理论教学不可替代的作用和地位。
在教学中要充分实现实验的教学功能，就必须根据教学实际进行实验创新，实验创新除了实验本身的价值以外，教师在实验创新活动中体现的创造思想和行为对学生创造力的培养产生的潜移默化作用是不可估量的，这也是实验创新的独特教育功能。【1】
本次改进的分组实验教具看似简单，其实设计很精巧，很费心思。材料的选择、钉帽的设计、圆筒刻度尺的制作，都不是突发奇想，而是我校老师集思广益、反复改进的结果。演示实验教具的设计，也是令人耳目一新。课后一名学困生感慨：老师这节课我完全学懂了，这节实验比课本方法好。
教研需要个人努力，更需要团队协作。只要有责任心，能发现教材实验不足，想尽千方百计，总能做出改进，取得好的实验效果。教研过程很辛苦，有时瞬态信息稍纵即逝，有时苦思冥想不得其解。但做教师最开心的，莫过于学生的进步与成功，这也是教学的最大魅力。
参考文献【1】初中物理实验参考（上）.北京：学苑音像出版社2009(5):35