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巧用身边器材,拓展物理实验

来源:用户上传      作者: 周建永

  新课程背景下,农村初中物理实验教学备受关注,怎能切实可行地开展教学工作呢?我们要重视实验教学,在农村实验器材相对缺少的现实下,我们要利用身边的器材做实验,这样不仅能弥补中学物理实验仪器缺乏的现状,而且有利于培养学生的动手实践能力和激活学生的创新思维,还能激发学生的学习兴趣。物理学是一门实验科学,物理规律的建立和物理理论的验证都与实践密切相关。利用身边器材做实验,不仅具有简便、直观等优点,而且有利于学生课外自己动手操作,以发展学生的独立实验能力。在这些实验中,学生能充分观察物理现象的发生、发展的全过程,从而反复品味其中的物理原理。学生开动脑筋,利用自己制作的仪器设计实验,完成自己提出的课题,这样更有利于培养学生的创新意识和实践能力。因此,倡导用身边器材做实验,是全面提高学生科学素养的需要,也是开发与利用实验室课程资源的基本途径之一。塑料瓶是我们日常生活中常见的物体,价廉易得,用它做几个形象直观的物理小实验,颇有一番情趣。本文以塑料瓶为例,谈谈我在教学中对其的应用,希望能起到抛砖引玉的作用。
  1.演示声音是由物体的振动产生的
  拿个塑料瓶,然后用手在上面敲击或摩擦,可以听到声音。停止敲击或摩擦,声音停止。这一实验现象,显而易见,且又易于操作。让学生在班级中同时进行这一活动,教师一起和学生共同参与其中,一方面让学生感到生动有趣,另一方面能让学生在实践中感受到物理源于生活,应用于生活的本质。
  2.压缩体积,气体液化演示
  塑料瓶拧开瓶盖,滴入几滴乙醚,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,乙醚蒸气被液化。通过这一实验,学生对晦涩难懂的液化的途径有了较为明显的感知,突破了传统教学中对这一难点完全依赖教师讲解,学生一头雾水的尴尬。特别是器材随地可取,学生在课余完全可以信手拈来,对这一知识进行探究。
  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,放入烧杯中的沸水中,就会观察到紫色的碘蒸气从瓶底上升,到瓶子的上部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态。用塑料瓶替代实验室的典锤,既不用顾忌典锤的脆弱易损,对学生造成伤害,又免去了用酒精灯加热的麻烦。
  4.演示对外做功内能减小
  打开瓶盖,滴入几滴乙醚,拧紧瓶盖,在用打气筒充气后,看见瓶内有乙醚蒸发透明,然后慢慢松开瓶盖,同学们会看见瓶内的“白气”,这表明气体对外做功,内能减小,温度降低而使乙醚液化。学生借助这一明显的实验现象,再辅以教师的分析、点拨,很容易突破这一认知难点,将知识内化为自身能力。
  5.演示光在均匀空气中沿直线传播
  光线在空气中的传播路径是不容易看见的,光的直线传播使学生们怀疑,光线这一物理模型更是学生认知过程中的一大障碍。通过让学生亲自动手做小实验,能让学生亲眼看见光在空气中沿直线传播。打开瓶盖,向里边放进烟雾,这时再用激光笔去照射,学生会看见很明显的光的直线传播路径。
  6.演示空气有质量
  空气有质量是理解大气压强的关键。新教材中没有编排这一实验,我在教学中增加了该实验。天平调平后,将大的压瘪的饮料瓶放在天平左盘上,右盘加砝码使天平平衡;用打气筒往饮料瓶中充满气体,再放在天平左盘上,发现左盘有所下降。要使天平再平衡,需要移动游码。这表明空气是有质量的。
  7.演示大气压的实验
  空气是摸不着看不到的,大气压的存在令同学们怀疑,通过学生亲自动手小实验证明大气压存在是最好的办法。拿出塑料瓶倒上热水,瓶盖盖上晃几下后,打开瓶盖把水倒掉,盖上瓶盖,一会儿会看见塑料瓶会慢慢被压瘪掉,通过对塑料瓶变瘪原因的探讨,可以证明大气压的存在。另取一空饮料瓶灌满水后拧紧瓶盖,然后用酒精灯加热一钢针。轻轻地在饮料瓶下部侧壁烫一细孔(注意烫孔时不要用力挤按饮料瓶)。当扎完小孔后会发现并没有水流出,在第一个孔的相同高度处,任意位置再烫一个细孔后发现依然没有水流出来。这是由于大气压的作用的结果,并且证明了大气压是各个方向都存在的,与液体压强特点形成对比。之后在前两个细孔的上方再烫一细孔后,发现下面的细孔向外流水,而上面的细孔不向外流水,并且有空气从此处进入饮料瓶内上方。如果拧开饮料瓶的瓶盖就会发现三孔都流水。且小孔位置越靠近瓶底,水柱喷得越远。又把同一液体内部压强随着深度的增加而增大联系起来,有利于形成连贯的知识体系。
  利用身边的日常生活用品做实验是实验教学改革的一个方向。这些实验可以拉近物理学与生活的距离,让学生深切地感受到科学的真实性,感受到科学和社会、科学和日常生活的关系。实验设计的创造性能对学生产生潜移默化的影响。通过利用身边的日常生活用品做实验,可以促进学生自主学习、自主探究,也对教师的创新能力提出了较高的要求。


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