激发学生学习兴趣最好方法—自主实验

在应试教育时代，学生对学习常常感到厌恶，有时甚至出现极端行为，怎样才能使教学成为愉快而又乐于接受的事，这是目前教育界需探讨的一个广为关心的问题，我校在这方面起步较早，积累了一些肤浅的经验，现供给大家参考。
　　
　　从1995年开始，学校提出要求学生做到“四自”，即人格自尊、行为自律、学习自主、生活自理。针对这“四自”校训，教务处对学生学习自主提出一系列方案，其中对理科教学提出进行自主实验设想，针对这一设想制订实施步骤，做到操作能规范化，制度能经常化，并相继制订出《实验室开放试行办法》，设计出《自主实验申请菜单》，学生、教师、实验室工作人员在自主实验执行中各负其责。近10年来除大部分做验证性实验外，还做了不少探索性实验，开阔了学生知识视野，激发学生学习兴趣，好多学生到了不达目的决不罢休的自然境界。
　　
　　《实验室开放试行办法》指明开展学生自主实验意义、目的、实施方法，凡要进入实验室自主实验学生，事先必须设计好实验思路，列出所需器材或药品，交任课教师审阅，同意后交实验室准备，并由实验室人员通知学生实验具体时间，在实验过程中做好必要管理和指导，防止事故发生。学生进实验室进行的实验属自主实验，不受教材、大纲限制，实验室工作人员尽可能利用现有条件满足学生实验需要。下面就这几年具体碰到的几个有代表性例子介绍如下。
　　
　　1证实声波是纵波实验
　　
　　教材“声音”一节中讲到，我们平常听到的各种声音属于纵波，即声音具有纵波一系列性质，但怎样才能证实它呢?学生想出利用纵波演示仪方法来验证，如图1所示，把很小的纸屑放在横倒试管中，再把微型扬声器放入试管一端，将扬声器两端接在低频信号发生器输出端上，调节信号发生器输出频率和幅度，能看到试管内纸屑形成疏密相间的形状，这证实了声波是纵波(疏密波)特性，学生印象很深。
　　

　　2怎样才能测准被测电路元件两端电压呢?
　　
　　平时我们测电路电压，常常忽略测量表接入后的误差，如图2所示电路，用电压表分别测U、Ul和U2，就会得到U1+U2，明显小于U这样看来不合理的结果，为什么呢?这不是读数误差造成的，而是由于电压表接入后的分流效果带来的系统误差，使测出的U1、U2都小于未接入时原来的值。
　　
　　怎样才能测准需测电压值，而使误差最小，选用高阻电压表测量是一个方法，而学生想到另一种测量方法，即先按图3连接一个测量电路，其中E2为6V稳压电源，R3、R4做分压的粗细调节，用电位器R5保护检流计。测量时，将a、b接到图2电路中Rl两端测量Ul然后，接通S2，并调节R3、R4使接通时检流计G中恰好无电流，就达到了电压补偿(R5应逐步调小到零)，即：Uab＝Ucd，即电压表的示数等于U1。依此法再测出U2和U，由于应用补偿法测量，测得结果是精确的，即测量结果必符合U1+U2=U的关系。
　　

　　3金属钠与雪反应会产生什么现象?
　　
　　平常我们见到钠与水反应会出现剧烈的现象，钠浮在水面上打转，反应物生成NaOH和。如果钠放在雪上会出现怎样情况?冬天，学生拿来雪，来观察这一现象，我们拿出金属钠，一放在雪上，钠马上钻入底下，也不大同雪反应，从这现象分析，钠一开始与雪接触时，就产生大量热，使金属钠温度升高，由这高温融解钠周围雪，而使钠钻入底下，这现象看来简单，但如没有亲身做过是不会知道其结果的。
　　
　　4钕磁铁在铜管中下落为什么明显落后于自由落体运动?
　　
　　取一块小型的圆柱形钕磁铁，选一根长0.6m，内径稍大于钕磁铁直径的厚铜管，注意磁铁与铜管之间没有磁力作用。
　　
　　先把一金属块放在铜管的上管口，让金属块在管中自由下落，历时0.3S。现把钕磁铁也放进上管口(如图4)，磁铁将出人意料慢慢地让你等了“好久”方才穿越铜管，在管中历时长达3～4S。
　　
　　为什么磁铁在铜管中下落的时间会变长了呢?根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。当磁铁作为落体在铜管中下落时，这根铜管就是一个闭合导体。由于电磁感应，在铜管壁中将产生感生电流，感生电流的磁场方向与磁铁产生的磁场方向相反，反抗来自落体磁铁的磁场的增强。如图5所示。这就相当于对磁铁施加了一个向上的力，它阻碍了磁铁的自由下落。设铜管长H=60cm，钕磁铁的质量M=40g，若磁铁做自由落体运动，则它在铜管中的下落时间仅为T=0.4S，但由于受到电磁阻力，它下落的时间延长为原来的8倍左右。
　　

　　钕磁铁在穿越铜管时，速度是怎样变化的?如果下落的磁铁磁性非常强。磁铁是否有可能静止在铜管之中?其实刚开始，磁铁做加速运动，随着速度增大，磁通量变化也加快，在铜管中产生的感生电流随之也增强，它对磁铁的阻力也随之增大。电磁阻力很快增大到接近磁铁的重力，最终磁铁做匀速直线运动。若磁铁静止，就没有磁通量变化，也就没有感生电流，当然也就没有电磁阻力，此时磁铁只受到重力的作用，又开始向下作加速运动。所以，即使磁铁的磁性非常强，磁铁也不可能悬浮在铜管中。
　　
　　通过近十年实验室开放，涌现出一大批会动手、肯动脑学生，参加理化生全国竞赛取得骄人成绩，高考成绩也令人满意。