利用演示实验创建生活化的物理课堂

    傅志强

    

    

    

    摘 ? 要:运用生活中的物品和身边的器材,创建具有生活化意味的演示实验,拓展学生的视觉空间,丰富学生的物理学习生活,是实现物理高效课堂的首要任务,也是我们物理教师义不容辞的责任和追求的目标。无论是空气炮实验,还是液体分层实验,或者是钢丝棉实验,都能够从不同程度上帮助学生理解相应的物理知识,掌握有关的物理原理,最重要的是在激起了学生浓烈的学习兴趣的同时,还将我们的课堂气氛推入高潮。

    关键词:演示实验;生活化;空气炮实验;液体分层实验;钢丝棉实验

    中图分类号:G633.7 文献标识码:A ? ?文章编号:1003-6148(2020)6-0052-2

    物理学就其学科特征来说,实验性非常强。开展实验教学离不开实验设备的准备,实验器材的选择可以来源于实验室的现有设备,也可以来源于身边的物品和器具。

    笔者结合自身的实践,通过一些具体的案例,谈一些具有生活化意味的课堂演示实验。

    1 ? ?空气炮实验

    空气炮实验源自于十七世纪的欧洲,其设计者的初衷是将其发展为一种战争武器,虽然在以后的实践中,由于其较小的杀伤力而被火炮所代替,但其工作的过程却蕴含了丰富的物理原理和强烈的视觉冲击。在物理课堂教学的过程中,若能将其带入课堂,无论是对教学的效果,还是对教学的氛围,都会起到“推波助澜”的作用。

    实验器材:塑料桶1只,工具刀1把,细绳1根,适量的干冰,橡皮膜1块。

    实验制作:将塑料桶的底部用工具刀刻画出一个圆形空洞,再将橡皮膜松松地覆盖在桶口,用细绳将其重复处扎紧,最后在桶中放入干冰。

    工作的过程:由于干冰在常温下极易升华,所以在将干冰放入桶中后,桶内很快就充满了“白气”。这时,只要操作者将橡皮膜的中部拉出,并迅速释放,在桶底部的空洞中便会冒出圆形的大烟圈,并迅速地向前冲出,十分壮观,如图1所示。

    工作的原理:快速松开橡皮膜后,由于橡皮膜的弹性势能转化为空气的动能,使得桶内空气以较快的初速度向前运动,又由于空气也具有惯性,所以桶内空气能够向前移动较长的距离,加上干冰升华吸热使桶内空气中的水蒸气遇冷液化的缘故,使得该实验有很强的观赏性和学术性。

    点评 在物理实验教学的过程中,将一些视觉冲击力较强,又包含大量物理知识的生活实验带入到课堂教学中,通过演示实验的方式呈现在学生面前,不仅能激发学生的学习兴趣,活跃课堂气氛,还能增强物理学科的神秘感,激发学生的求知欲,使学生越来越喜欢物理课,越来越期盼上物理课,为学生的后续物理学习积下浓烈的学科情结,并最终爱上物理。

    2 ? ?液体分层实验

    在介绍物质的密度大小这部分内容时,对于不同的物质密度,大部分学生在头脑中不能形成明显的感性认识。他们只是将不同的物质密度进行机械性记忆,往往表现为记住几个重要的物质密度,也能在考查有关物质密度的具体应用中机械地根据密度的计算公式算出物质的密度大小。但若你提问:“农民朋友为什么能够用筛子将干瘪的种子从众多的种子中筛选出来呢?”学生往往面面相觑,或支支吾吾,或答非所问,不知所云。究其原因,就是对物质的密度不理解。但若运用生活中的常见物品,组织演示不同液体的分层实验,并由此及彼,学生将认识到不同物质的密度关系和彼此之间的相互影响。

    实验器材:塑料杯7个,颜料7种,橡皮管1根,塑料漏斗1个,铁架台1个,白板1张,大试管1根,调羹1把,适量的白糖。

    实验制作:在6个杯子中分别放入6调羹白糖、5调羹白糖、4调羹白糖、3调羹白糖、2调羹白糖、1调羹白糖,而最后的1个杯子中不放白糖,再在这7个杯子中放入不同的颜料,最后倒入清水,使它们的体积相同,以备后用。在准备好不同颜色和密度的糖水后,再将白板固定到铁架台前方,把塑料漏斗和橡皮管连接。

    实验过程:将不同密度和颜色的糖水依照密度从大到小的顺序,慢慢倒入大试管中,等液体静止以后,观察实验现象。如图2所示。

    实验原理:依照密度的大小关系,在试管中从下往上,液体将以密度大的在下面、密度小的在上面的顺序排列。由于添加了不同的颜料,又用白板做背景,且密度的大小呈倍数改变,所以实验的现象非常明显、十分漂亮。

    点评 运用身边器材设计演示实验,一直以来都是激发学生学习兴趣的重要手段。在该实验中,由于采用了不同颜料,使得实验现象非常明显,可观性极强且印象深刻。如果学生感兴趣,这个实验还可以在家庭中重现。通过自身的实践,再现实验的过程,不但能使学生完全掌握实验原理,而且能使学生感受到物理实验能给他们带来乐趣、经验和知识。

    3 ? ?钢丝棉实验

    俗话说“水不激不活,人不激不奋。”提高课堂效率的关键就在于一个“活”字。具体地说,就是看教师的思维活不活?课堂演示实验是否有新意?课堂的气氛是否热烈?学生的课堂表现是否兴奋?达到这样的教学境界,是每一位优秀物理教师绞尽脑汁思考的问题。在教学电源短路的危害这部分内容时,教师的通常做法是给予说明后再借助于网络,播放一些有关电源短路而导致的火灾事故,让学生意识到其危害性,但对于会造成导线烧坏的这一后果,学生由于没有直观的印象,还是不能理解。怎样设计演示实验,才能让学生观察到这一现象呢?我们可以借助钢丝棉实验来解决这一难题。

    实验器材:9号干电池1只,钢丝棉1块。

    实验制作:将钢丝棉放在阳光下暴晒,保证其干燥;从商店里买1只新的9号干电池。

    实验过程:将事先准备好的1块干的钢丝棉放在演示台上,用9号干电池带有正、负极的一端去触碰钢丝棉,会看到钢丝棉燃烧了起来。

    实验原理:由于钢丝棉是导体,又容易燃烧,所以当9号干电池的正、负极触碰到钢丝棉后,钢丝棉就将电池的正、负极直接连接到了一起,造成了电源短路,从而使充当导线的钢丝棉燃烧了起來。如图3所示。

    点评 这个演示实验从教师的设计层面来说,具有新意,器材简单,都可以从生活中获得;就其实验现象来说,直观震撼;带给学生的直接感受就是若用一根导线将电源正、负极直接连接起来,会导致导线烧坏。尽管只做了一次实验,但其教学效果要比教师讲十遍要强。

    总之,运用身边的器材,创建具有新意的演示实验,丰富我们的课堂教学,是每一位教育工作者追求的目标,也是每一位物理教师追求的梦想。设计生活化的演示实验,没有终点,我们一直在路上。

    参考文献:

    [1]周亚云.利用演示实验创建智慧课堂[J].中学物理教学参考,2013,42(9):25-27.

    [2]施学斌.黄文俊.利用生活化元素改进物理演示实验的实践与思考[J].中学物理,2016(13):5-7.

    (栏目编辑 ? ?王柏庐)