唐華 梁潔
摘 要:在初中物理教學中,實驗是有效促進學生參與教學的途徑。但在實際教學中,僅僅依賴教材實驗和實驗室的儀器來落實科學探究,存在不足。利用日常物品來自制簡易實驗,可以作為實驗資源的有益補充。下面以大氣壓教學為例,探討簡易實驗在初中物理教學中的優(yōu)點。
關鍵詞:自制小實驗;大氣壓;教學
對于剛進入物理學科學習的初二學生來說,在學習中豐富科學探究的體驗,可以激發(fā)學生認知的內(nèi)驅(qū)力,培養(yǎng)其動手能力和發(fā)散性思維。但是,在實際的教學中,只依賴于教材中的實驗和實驗室配備的儀器是不夠的,如果能夠合理利用常見物品去開發(fā)簡易實驗,可以彌補教材實驗的不足,起到輔助教學的作用。本文以大氣壓教學為例,探討簡易實驗在初中物理教學中的優(yōu)點。
一、教材實驗的不足
《空氣的“力量”》是滬科版第八章《壓強》的第三節(jié)內(nèi)容,在教材中,介紹了一個鐵皮罐實驗:在空鐵皮罐中放入水,罐口打開,用火將水燒開,然后將鐵皮罐的罐口用蓋子蓋緊,放入盆內(nèi)。用冷水澆鐵皮罐,罐內(nèi)氣體壓強減小,罐子會在外大氣壓的作用下塌陷。由此可以證明,空氣內(nèi)部各個方向都存在著壓強。
這個實驗通過鐵皮罐的形變,形象地說明了大氣壓的存在,但是也有幾點不足之處:
1.實驗中需要對鐵皮罐內(nèi)的水進行加熱至沸騰,需要占用不少寶貴的課堂時間。
2.加熱會使鐵皮罐的溫度升高,操作過程中存在著安全隱患,不宜進行學生分組實驗,學生的體驗性較差。
3.教材圖示的帶蓋子的鐵皮罐,在生活中不宜取得。鐵皮罐發(fā)生形變后,難以恢復原狀,不能重復使用。
二、簡易實驗在教學中的應用
生活中與大氣壓有關的現(xiàn)象很多,大氣壓的存在對于初二的學生來說既熟悉又陌生。在教學中,可以利用日常物品,設計一些簡便、形象、易操作的實驗,給予學生豐富的感性認識,有助于學生感受和理解大氣壓的存在,培養(yǎng)學生的動手能力和發(fā)散性思維。
1.利用實驗引入課題,激發(fā)興趣
在課堂教學的引入環(huán)節(jié),演示實驗要簡潔、有效,不需要耗時太多,并且能有明顯的現(xiàn)象,能夠激發(fā)學生的探究興趣。在教學中,可采用大氣壓塑料瓶的小實驗。
【演示實驗】在空的純凈水塑料瓶中(如圖1),倒入約四分之一瓶的熱水,水溫約70℃左右,溫度不宜過高,會燙壞瓶子。蓋上蓋子,反復搖晃瓶子,使瓶內(nèi)空氣受熱,然后將水倒出,蓋緊瓶蓋,用冷水澆塑料瓶,瓶子會在外界大氣壓的作用下發(fā)生形變(如圖2)。
與教材上的實驗相比,此實驗有以下幾個優(yōu)點:(1)器材易獲取,生活中用到的純凈水塑料瓶隨處可見。(2)不需要對瓶內(nèi)的水進行加熱,只需要用保溫杯將熱水帶到教室即可,方便又安全。(3)實驗現(xiàn)象明顯,不但可以看到塑料瓶在大氣壓作用下扭曲變形,還可以聽到瓶子在形變時所發(fā)出的聲音。(4)操作過程簡單,耗時短。為了增加可視性,教師可以走入學生中間展示,加強師生間的互動。(5)此環(huán)節(jié)也可以設計成學生分組實驗。(6)打開瓶蓋后,已形變的塑料瓶會在大氣壓的作用下恢復原狀,可以再次利用,節(jié)約資源。
2.利用實驗進行探究,培養(yǎng)能力
在教學中,可以給學生提供器材,讓學生進行分組探究,設計驗證大氣存在壓強的小實驗,增加體驗性。以下幾個小實驗可以作為參考。
【學生實驗1】覆杯實驗
選擇的器材是硬塑料杯和薄塑料片(如圖3)。在塑料杯中裝滿水,用薄塑料片蓋住杯口,手托住塑料片,倒轉(zhuǎn)杯子。移開托住塑料片的手,發(fā)現(xiàn)塑料片不會掉下,而是緊緊吸在杯口上(如圖4)。還可以將杯口朝向各個方向,塑料片都不會掉下,證明大氣各個方向都存在壓強。
此實驗用硬塑料杯代替玻璃杯,更輕便;用薄塑料片代替了硬紙片,可以重復使用,不會被水浸濕。
【學生實驗2】杯子提水
選擇的器材是硬塑料杯、水槽。將塑料杯裝滿水,倒扣在水槽中(如圖5),將杯子向上提起(杯口保留在水槽的水內(nèi)),杯內(nèi)的水會被提起(如圖6)。
【學生實驗3】不會癟的氣球
選擇的器材是氣球、大飲料瓶。將氣球倒扣在瓶里,在瓶底部鉆一個小孔(如圖7),將瓶內(nèi)氣球吹脹后,用手堵住瓶底的小孔。即使氣球的口沒有扎緊,氣球也不會癟掉,而是被外界的大氣壓撐得脹脹的(如圖8)。松開瓶底的小孔,空氣進入瓶內(nèi),使氣球內(nèi)外氣壓相等,這時氣球才會癟掉。此實驗也可以作為引入實驗,加入表演效果,可以帶來魔術(shù)的效應,能夠活躍課堂氛圍,設疑激趣。
值得注意的是,學生分組探究的環(huán)節(jié)開放程度大,還是培養(yǎng)創(chuàng)新意識的有效契機,教師應鼓勵學生大膽嘗試和創(chuàng)新。
3.利用實驗課后延伸,拓展思維
課后實驗是課堂學習的延伸,課后也可以讓學生自己動手動腦進行實驗。在布置學生動手實驗的同時,要求學生將實驗過程、現(xiàn)象及發(fā)現(xiàn)以文字的方式記錄下來。這樣,既培養(yǎng)了動手能力也促進了學生的思維發(fā)展。
三、自制小實驗的優(yōu)點
以大氣壓存在的教學為例,在初中物理教學中,利用日常物品自制實驗具有以下幾個優(yōu)點。
1.實驗器材從生活中來,容易取得,不需要進行集體采購,不需要由廠家進行配送。平時可以留心收集,降低了實驗成本。
2.學生可以自行準備器材,不必依賴于學校的實驗室。課堂教學結(jié)束后,學生的探究活動仍然可以延續(xù)。
3.教師可以利用自制小實驗來開展課外拓展活動,如舉辦小制作、小發(fā)明、科技游園等活動。
4.體現(xiàn)了物理與生活的密切聯(lián)系。熟悉的物品,可以呈現(xiàn)出與物理知識有關的現(xiàn)象,能夠讓學生深刻體會到物理知識與生活的緊密聯(lián)系。
5.自制小實驗的趣味性強,能激發(fā)學生的學習興趣,滿足學生的好奇心,讓學生在玩中學,從而調(diào)動學生探索身邊物理現(xiàn)象的積極性。
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編輯 段驍晉