身边物品在初中物理实验教学的作用

时间:2022-10-15 09:17:50

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身边物品在初中物理实验教学的作用

摘要:实验是物理课程的重要部分,同时也是教学的难点。要让学生参与物理实验,贴近学生的生活体验,激发对物理学习的乐趣,我们可以通过生活中常见的“瓶瓶罐罐”即身边物品,来撬开物理实验教学屏障,让学生从中洞见物理知识,提高物理创新意识。

关键词:初中物理;实验教学;瓶瓶罐罐;身边物品

物理是基于实验的科学,是培养学生观察力、动手力、思维力的重要课程。在初中物理实验教学中,如何调动学生积极性,让学生主动体验物理、认识和巩固对物理知识的理解?将物理实验联系学生生活,以学生常见的、易取的“瓶瓶罐罐”融入实验过程,揭示隐藏于其中的物理规律,更好地激活学生物理思维,培养学生初步的科学实验能力。本文着重就一些“瓶瓶罐罐”的应用进行介绍。

一、利用身边物品,撬开声学实验之门

声学实验主要有“声音是由振动产生的”“固体能否传声”“音调高低变化”“声音传递能量”等内容。我们可以将生活中常见的“瓶瓶罐罐”应用到实验过程中,让学生观察“声音”、体验“声音”。如在“声音是怎么产生”实验中,利用大可乐塑料瓶,用剪子剪去上半部,在下半部盛入水,将敲响的音叉放入水中,观察音叉的运动形式,四溅的水花,表明音叉在振动的过程中产生声音。同样,在验证“固体能否传声”时,将两个纸杯作为话筒(听筒),用粗棉线将两个纸杯底部相连,即便是隔过一堵墙,其中一人对着纸杯讲话,另一个人用耳朵听纸杯,也能听清对方的声音。这个是最初的电话形式,也是对固体传声的有力证明。在生活中,对于各类打击乐器,其音调的高低与什么因素有关?我们将生活中常见的啤酒瓶一路摆开,分别在里面填入不同高度的水,在水的高度调节下,可以让啤酒瓶在敲击时发出不同的音调。通过分析其原因发现,当瓶口敲击时,瓶子发生振动,之后带动水的振动,而水面越低,其振动的频率越高,音调也就越高。同样,如果我们对着瓶口吹气,也会发出不同音调的声响,这是因为瓶口气的振动,带来声响。空气柱越短,则振动频率越高,声音的音调也越高。对于声音是否能够传递能量的实验,我们也可以用塑料瓶来验证。取来一个塑料瓶,去掉底部,蒙上橡皮膜;在瓶口附近放置蜡烛,点燃火焰,用手指轻敲瓶底橡皮膜,瓶口的火焰发生轻轻摇动,说明在瓶内的声波传递能量,干扰了火焰。

二、利用身边物品,撬开光学实验之门

光学实验较为抽象,不易理解,很多学生感到难。运用“瓶瓶罐罐”来打造生活化物理实验,可以更好地展现物理规律,帮助学生理解和运用物理知识。在“小孔成像”实验中,对于该实验规律的梳理,可以结合易拉罐来制作“小空成像”实验。在罐底打一小孔,用半透明的塑料膜覆在另一瓶底,将小孔对着点燃的蜡烛,观察瓶底塑料薄膜上呈现倒立的火焰。如果我们适当调整蜡烛的远近,可以从塑料薄膜上观察到倒立图像的变大、变小等现象。在学习“光的折射”实验时,我们可以将一个玻璃杯平放在桌面,注入水,将铅笔插入水中,观察铅笔在水面“折断”现象,从而让学生理解光在水面下发生折射。在学习“凸透镜成像”规律时,可以利用圆柱形玻璃水杯,透过盛满水的水杯来观察铅笔的像。当铅笔由近及远移动时,我们会看到正立放大的虚像、倒立放大的实像、倒立等大实像、倒立缩小实像,由此可以来证明凸透镜成像的基本规律。生活中,一些学生的眼睛近视了,只能看清楚近处的事物。我们可以利用烧瓶,放入一定颜色的液体,在烧瓶左侧放置凸透镜,相对于眼睛的晶状体,右侧内壁相对于视网膜,可以来模拟近视眼睛的结构,来观察矫正的方法。另外,在探宄白色与黑色物体吸热多少实验中,我们可以分别用白纸、黑纸包裹装满水的易拉罐,放置在白炽灯下,一段时间后,利用温度计进行测量水温,从而辨析哪种色彩更易吸热。黑色易拉罐中的水温要高于白色,说明黑色物体吸热能力强。对于光是如何在光导纤维中传播实验,我们可以利用大塑料瓶,用黑布进行包裹,在里面放置小灯泡,来形成光柱;在利用一个塑料瓶,在侧面开一小孔,装满水后让水从小孔流出,用光柱自上而下照在水流上,可以看到地面上产生光斑现象。

三、利用身边物品,撬开热学实验之门

在热学实验教学里,分辨温度、自制温度计、液化现象、热的扩散,以及热的做功问题等现象,也可以利用“瓶瓶罐罐”进行直观呈现。如在对温度的准确感知实验中,取出三个玻璃杯,分别倒入冷水、温水、热水。将两只手分别放于冷水、热水杯中,持续5秒钟后,再分别放入温水杯中,感觉温度的变化。很显然,同样的温水,却带给我们不同的温度感觉。自制温度计实验,也可以选用生活中常见的瓶罐来完成。将一个小瓶,装入带色的水,加上橡皮塞,塞上插一细玻璃管,保持紧密。之后,分别将小瓶放入热水、冷水中,来观察细管中水柱的变化情况。在热水中时,水柱会升高,说明外界温度高,让瓶内的水升温;在冷水中时,水柱又下降,说明冷水吸热,小瓶内的温度降低。在液化实验现象中,我们可以将易拉罐,放入一些冰块,观察罐外壁会出现小水珠。这是因为空气中的水蒸气受到冷的罐壁而发生液化现象。观察扩散现象时,可以利用装有红棕色二氧化氮的瓶子,与另一个空瓶用玻璃杯隔开,当抽去玻璃板后,二氧化氮气体会进入空瓶,说明气体分子在不停地做无规则的扩散运动。还有,在观察热水与冷水扩散运动的快慢变化时,我们分别将红墨水滴入热水、冷水杯中,观察红墨水的扩散快慢,显然,热水扩散速度快,说明分子运动速度剧烈。对于热的做功实验,我们可以利用玻璃瓶,装入酒精,并用带气管的橡皮塞塞紧;利用气筒像玻璃杯打气,一段时间后,橡皮塞被冲出来,而在瓶口会出现“白?雾”现象。说明气体通过对外做功,让瓶塞迸出,内能转化为机械能;同时,气体内能减少,温度降低,酒精又发生液化,而致“白雾”的产生。

四、利用身边物品,撬开电磁学实验之门

电学、磁学都是初中物理重要内容,在自制“伏打电池”实验中,可以利用玻璃杯,放入硫酸铜溶液,再分别插入铜片、锌片,利用导线连接在电压表上,可观察到电压表的表针有读数,说明有电流产生。还有,在判断导体与绝缘体时,可以在一回路中,分别连接空易拉罐或空塑料瓶,来闭合开关,观察灯泡是否发光。显然,易拉罐连接时发光,则是导体,空塑料瓶连接时不发光,说明是绝缘体。在自制指南针实验中,我们可以利用玻璃杯,放入水,将泡沫板置于水面;然后,将小磁针放在泡沫上。磁针静止时,一端指向南,另一端指向北。五、利用身边物品,撬开力学实验之门力学是初中物理的重点。在力学实验里,可以利用“瓶瓶罐罐”。在探宄滑动摩擦力与什么因素有关时,可以利用同样的空塑料瓶,一个装半瓶水,一个装满,分别用弹簧测力计进行水平匀速拉动,则满瓶水的拉力大,水的重量大,对桌面的压力大,滑动摩擦力也大。同样,都用装满水的矿泉水瓶,分别在平板与毛巾上进行水平匀速拉动时,毛巾上的拉力更大,说明与接触面的粗糙程度有关,越粗糙,滑动摩擦力越大。还有,在滚动摩擦力与滑动摩擦力大小对比实验中,分别从装满水的塑料瓶的侧面与后面进行推动,侧面时,轻轻一推,则发生滚动;瓶底后面推动时,用力大小明显高于侧面,说明滚动摩擦力要小于滑动摩擦力。

总之,生活中的“瓶瓶罐罐”即身边物品,为初中物理实验教学开辟了新的应用空间,这些常见的、易得的瓶罐,既贴近学生的生活经验,又让物理实验趣味横生,获得出奇制胜的教学效果。学生在实验中,也能够从交流、合作、探究中感悟物理,发展科学素养。

作者:杨宏 单位:江苏省苏州文昌实验中学校