邱石华
于都县新长征中学 342300
摘要:利用生活中的瓶瓶罐罐来创新物理实验,具有良好的实验效果,能有效激发学生学习兴趣。本文通过实例,就部分实验器材、实验方法与实验现象进行阐述与分析。
关键词:生活物品 创新实验 课堂活力
好的教学方法是引导学生主动学习的营养液,是促进学生积极探索的催化剂,它能吸引学生积极参与由老师组织的教学过程和科学探究活动。创新实验就是其中一剂良药,激励学生不向困难低头、不向问题投降,深入学习,从而有效提升学生关键能力。
一、变抽象为形象,矿泉水瓶显身手
矿泉水瓶随手可得,它具有安全性强、气密性强且透明易观察等特点,是一种很好的实验材料,能帮助我们解决许多教学难点。
1.感受大气压强的存在
大气压摸不着,看不见,怎样让学生来体会呢?
方法一:往瓶中倒入适量的温开水,摇一摇,让瓶内空气受热。再把瓶中的水倒出,并迅速盖紧瓶盖,浇上冷水,可观察到瓶身立即变瘪了。
方法二:用细针在矿泉水瓶侧面同一高度扎5个小孔,如图1所示,装上水,水立即从5个小孔流出,形成五条抛物线水柱。当把瓶盖盖上,水立刻不流了;若将瓶子倾倒,让部分小孔处无水,水又从其它小孔处流出。
2.体验浮力产生的原因
将矿泉水瓶底剪去并让瓶口朝下,放入乒乓球,由于瓶口较小,乒乓球会堵在瓶颈处。步骤一:如图2,从上方向瓶里倒水,由于乒乓球堵住瓶颈,水只能向下渗漏。从侧面看,或者从上往下看,乒乓球浸在水中,可它却没有上浮。步骤二:再用瓶盖或手堵住瓶口,渗漏的水很快充满了瓶口和瓶颈之间,乒乓球的底部慢慢浸没在水中,只见它“卟”地浮上水面来了。
刚才乒乓球怎么不浮上来呢?现在怎么又浮上来了呢?学生迫切想弄懂这些问题,因此,有效地将学生吸引到了课堂教学中来。
3.显现液体压强的特点
学生虽然对“水”不陌生,但对液体压强缺乏直观感受,而且液体压强的知识比较抽象。我们可以通过以下四个小实验让学生更好的体验液体压强的存在和总结液体压强的特点。室验一:向底部剪开、扎上橡皮膜的矿泉水瓶里逐渐加水,可观察到橡皮膜向下越来越凸。实验二:把扎有橡皮膜的矿泉水瓶放入水中,让学生观察到橡皮膜向上凸。实验三:向侧面同一高度有5个小孔的矿泉水瓶中加水,水从5个小孔流出,形成五条抛物线水柱。实验四:向侧面不同高度有3个小孔的矿泉水瓶中加水,水从3个小孔流出,形成三条抛物线水柱。
这些演示实验现象极为明显,可见度大,且装置制作简单,学生都可以亲自参与,真正是低成本的实验器材。
二、化隐形为直观,乒乓球来助力
1.直观感受伯努利原理
结构复杂、操作繁琐的实验,往往会分散学生的注意力。只要演示实验的科学性强,现象明显,越简单越好。比如伯努利原理,我们可以通过以下两个小实验来演示。实验一:如图3,吹风机朝上对着乒乓球吹,乒乓球不会被吹走,而是浮在空中跳动。再将吹风机倾斜一定角度,乒乓球随着运动,但还是浮在空中跳动。为何乒乓球没被吹走呢?实验二:用注射器向漂浮在水面上的两个乒乓球中间快速注射水柱,可以观察到两球向中间靠拢。通过实验观察,才能使学生真正地领会伯努利原理,印象更深刻。
2.清晰可见声音产生原因
在探究“声音是怎样产生的”实验中,敲击音叉,音叉发声时不易观察到其振动的情况。此时,如果在铁架台上挂一个细线系着的乒乓球,音叉振动带动旁边的乒乓球振动,而且乒乓球振动的幅度很大,效果非常明显。
三、变被动为主动,自制教具大作为
1.温度计的基本原理。如图4所示,喝完的牛奶瓶,插回吸管,将其放在热水中,一会儿,可见牛奶从吸管中慢慢上升。观察实验,学生能很好地理解液体热涨冷缩的性质。
2.密度计的工作原理。 许多学校实验室的密度计配备不够,无法正常开展分组实验,于是,我们引导学生自制密度计。在废弃的笔芯下端缠绕一段铜丝,将笔芯放入浓盐水中,笔芯漂浮,在液面处标记红色。再将笔芯放入清水中,笔芯也漂浮,并可观察到标记处位于水下约0.5cm处。通过观察与分析,帮助学生深刻理解密度计的工作原理。
诺贝尔物理学奖获得者丁肇中教授说过:“自然科学不能离开实验的基础。特别,物理学是从实验中产生的。”物理概念的建立与物理规律的发现,都是以实验事实为依据。上述魔术般的实验,与学生原有认知产生极大的冲突,既能充分调动学生的学习兴趣,又能帮助学生理解物理现象与规律,从而有效化解难点。更重要的是,这些实验取材原自生活,学生在课后或在家里可以重复实验,将有限的课堂教学延伸到了无限的课后学习与探索中去,促进广大学生提升学科核心素养。
参考文献:
【1】申屠嘉许.探究影响压强大小因素的创新实验及课堂应用[J].实验教学与仪器,2020,37(09):71-72.
【2】熊华,卢天宇.精准可视化:逆向教学设计的应然追求——以“压强与液体压强”为例[J].中学物理教学参考,2020,49(20):33-35.