青霉素藥瓶在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

(江蘇省蘇州國際外語學(xué)校,江蘇　蘇州　215000)

1　引言

初中生對新鮮事物具有天生的好奇心,教師想要提高課堂效率,就必須高度集中學(xué)生的注意力,只有學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容感興趣時(shí),才能積極參與課堂互動,從而收獲新的知識。物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,通過實(shí)驗(yàn)既可以幫助學(xué)生建立感性認(rèn)識,又能讓學(xué)生感受物理與日常生活的聯(lián)系。如果在教學(xué)中能適當(dāng)?shù)匾肷钪谐Ｒ姷奈锲穪磉M(jìn)行實(shí)驗(yàn),會讓學(xué)生倍感親切,這有利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)和實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。同時(shí)“一物多用”,能夠逐步培養(yǎng)學(xué)生從多角度分析和解決問題的能力,促進(jìn)創(chuàng)造性思維能力的發(fā)展。生活中能用來做物理實(shí)驗(yàn)的物品很多,本文探討青霉素藥瓶在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用。

2　青霉素藥瓶在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用

在醫(yī)院中,青霉素藥瓶用完后,往往被當(dāng)作廢物丟掉,但在物理教學(xué)中卻可以變廢為寶,再配合其他材料可以完成很多的初中實(shí)驗(yàn),這些直觀的演示實(shí)驗(yàn)和分組實(shí)驗(yàn)?zāi)茏寣W(xué)生開闊眼界、思考現(xiàn)象背后的物理原理,從而更加高效地掌握好物理知識。

2.1　聲音的音調(diào)演示

往八個(gè)青霉素藥瓶內(nèi)裝入不同量的水,按照水量的多少,從左至右將瓶子排在桌子上,用一根細(xì)棒依次敲打瓶子或者貼著每個(gè)瓶口吹氣,比較音調(diào)高低,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析兩種情況下的聲源是什么,了解音調(diào)和頻率的關(guān)系。

2.2　溫度計(jì)工作原理的演示

在青霉素藥瓶中裝滿紅墨水,在瓶蓋上開一個(gè)小孔,剛好能插進(jìn)一根細(xì)玻璃管,用瓶蓋塞住瓶口。將青霉素藥瓶放入熱水中,觀察細(xì)管中水柱的位置變化,然后再把小瓶放入冷水中,觀察水柱的位置?？梢杂^察到,將青霉素藥瓶放入熱水中后,細(xì)玻璃管中水柱液面先下降一點(diǎn),后又上升至一定高度。為什么會先下降一些呢?因?yàn)榍嗝顾厮幤糠湃霟崴泻?它先受熱膨脹。同樣,將青霉素藥瓶放入冷水中后,細(xì)管中水柱液面先上升一點(diǎn),后又下降至一定高度。所以測量溫度時(shí),一定要放一會兒,等溫度計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后再讀。其實(shí)家庭和實(shí)驗(yàn)室里常用的溫度計(jì)就是根據(jù)液體的熱脹冷縮規(guī)律制成的。只是里面的液體不是水,而是酒精、水銀等,因?yàn)樗蟹磁蛎洭F(xiàn)象,低于4℃時(shí),溫度下降,體積反而增大,所以溫度計(jì)內(nèi)的液體一般不用水。

2.3　冰的熔化分組實(shí)驗(yàn)

在青霉素藥瓶的瓶蓋中央鉆個(gè)孔,孔徑大小以能放入溫度計(jì)為宜,將一些銅芯導(dǎo)線中的細(xì)銅絲抽出,卷成小的銅墊圈,放入瓶底。在青霉素藥瓶中加入約2/5的水,蓋上瓶蓋,將溫度計(jì)穿過瓶蓋小孔插入水中,注意不要接觸瓶底的銅墊圈,將整個(gè)裝置放入冰箱冷凍室冷凍結(jié)冰,時(shí)間以三小時(shí)左右為宜。課前十五分鐘左右,將整個(gè)裝置取出,放入保溫箱,兩人一組觀察冰的熔化過程,每隔1分鐘記錄一次溫度計(jì)示數(shù),畫出冰熔化前后溫度隨時(shí)間變化的圖像。需要注意的是,要人為地控制冰的熔化速度：先讓它在空氣中自然升溫,4-5分鐘后升到0℃,再將裝置放入溫水中,攪拌溫水使冰熔化,冰全部熔化后,將裝置從溫水中取出,再放入空氣中升溫幾分鐘。通過分組實(shí)驗(yàn),學(xué)生不僅可以觀察到冰熔化時(shí)溫度不變,還可以觀察到冰水混合物的固液共存態(tài),加深對晶體熔化條件和特點(diǎn)的理解。

2.4　放大鏡的分組實(shí)驗(yàn)

在青霉素藥瓶內(nèi)裝滿水,蓋緊瓶蓋,用它觀察書本上的字或者自己的手指,會發(fā)現(xiàn)字變大或手指變粗,但仍然是正立的,這類似于放大鏡的效果。通過仔細(xì)觀察,發(fā)現(xiàn)裝滿水的瓶子只有橫向放大效果,也就是只變胖不變高。根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象,再去做類似這樣的題就沒有任何障礙了，將盛滿水的圓柱形透明玻璃杯貼近書本,透過玻璃杯觀看書上的鸚鵡圖片(圓圈中的鸚鵡圖與書本中的鸚鵡圖實(shí)際大小相等),所看到的虛像是哪個(gè)?這個(gè)分組實(shí)驗(yàn)直觀、生動、有趣,滿足了孩子們的好奇心,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情。

2.5　容器體積和容積的演示

在學(xué)習(xí)“物質(zhì)的物理屬性”一章中的“容器體積和容積”時(shí),有學(xué)生認(rèn)為容器體積和容積是一回事,而事實(shí)并非如此。如果只是理論講述容器的體積和容積的區(qū)別,往往效果很差,學(xué)生理解不了。筆者通過一個(gè)小的青霉素藥瓶來演示什么是容器的體積,什么是容器的容積。準(zhǔn)備兩只量筒、一只燒杯、適量的水,先將水倒?jié)M青霉素藥瓶,再把瓶內(nèi)的水倒入量筒中,量筒的示數(shù)就是容積,所以同一瓶子裝滿不同的液體時(shí),這些液體的體積和瓶子的容積是相等的。再在另一只量筒中倒入適量的水,讀出此時(shí)的示數(shù)為V1,再將青霉素藥瓶開口朝下,放入量筒中使其沉底(注意量筒直徑要大于青霉素藥瓶的瓶口直徑,也可以采用量杯),讀出此時(shí)量筒內(nèi)水的總體積為V2,則青霉素藥瓶的體積就為(V2-V1)。看完演示實(shí)驗(yàn),容器容積和體積的區(qū)別就一目了然,學(xué)生解題時(shí)就能迎刃而解,不再受前概念的影響。

2.6　浮沉條件的分組實(shí)驗(yàn)

在青霉素藥瓶中裝入適量的細(xì)沙,蓋緊瓶蓋后放入裝有水的燒杯中,使其處于懸浮狀態(tài)。學(xué)生四人一組,再提供細(xì)沙、鹽、玻璃棒,如何讓青霉素藥瓶上浮和下沉?通過往瓶內(nèi)增加細(xì)沙改變青霉素藥瓶的重力,或者往水中加鹽改變液體密度,從而改變青霉素藥瓶受到的浮力,來改變小瓶的浮沉。通過分組實(shí)驗(yàn),很順利地就總結(jié)出改變浮沉條件的兩種方法:改變物體的重力或者改變物體受到的浮力。學(xué)生再也不用死記硬背地去記住結(jié)論,千言萬語講不明白的物理知識,一做實(shí)驗(yàn)就明明白白,還增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和樂趣。

2.7　浮沉子的演示

在青霉素藥瓶的瓶蓋上開一個(gè)小孔,向瓶中注入適量的水,倒立放入裝有大半瓶水的塑料飲料瓶中,使青霉素藥瓶恰好浮在水面上,旋緊飲料瓶蓋。用雙手?jǐn)D壓飲料瓶,青霉素藥瓶蓋上的小孔進(jìn)水后,自身重力增加,重力大于浮力,青霉素藥瓶逐漸下沉;松手后,瓶內(nèi)的水流出,自身重力變小,重力小于浮力,青霉素瓶逐漸上浮。即通過外部壓強(qiáng)的變化,改變浮沉子內(nèi)部氣體的體積,從而達(dá)到控制青霉素藥瓶既能上浮也能下沉的目的,這就是浮沉子的工作原理,而潛水艇與浮沉子的升降道理是相同的。通過實(shí)驗(yàn)演示,學(xué)生對于浮沉子和潛水艇的工作原理就基本理解了。

制作浮沉子要注意兩點(diǎn):(1) 浮沉子內(nèi)部必須有一定量的氣體(因固體、液體的體積不易隨壓強(qiáng)的變化而變化);(2) 要控制好整個(gè)浮沉子的平均密度,使外界壓強(qiáng)較小時(shí),整個(gè)浮沉子的平均密度應(yīng)稍稍小于周圍液體的密度。

3　小結(jié)

利用青霉素藥瓶進(jìn)行演示和分組實(shí)驗(yàn),鍛煉了學(xué)生的動手能力、觀察能力和思考能力,加深了學(xué)生對物理知識的理解,培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。其實(shí),生活中的很多物品都可以用于物理教學(xué),老師們要多挖掘、多動手來找到切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)方案,利用這些物品不僅可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)器材的不足,變演示實(shí)驗(yàn)為分組實(shí)驗(yàn),還可以增加實(shí)驗(yàn)的親切感,喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī),提高教學(xué)效果,最終提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。