王君
摘 要: 物理教學需要做大量的實驗,這是由物理學科的性質(zhì)所決定的。研究初中物理教材中“非常規(guī)”物理實驗,有助于教師在實際教學中更好地運用“非常規(guī)”物理實驗,激發(fā)學生學習興趣,鼓勵學生實踐創(chuàng)新,提高學生的動手能力,培養(yǎng)科學情感。本文具體研究分析初中物理教材中“非常規(guī)”物理實驗的特點和教學功能,詳述已應用于實踐的實驗案例。
關(guān)鍵詞: 初中物理教材 “非常規(guī)”物理實驗 教學功能 實驗設計 實驗應用
心理學研究表明:人的動作記憶效率比語言文字記憶效率要高好幾倍?!鞍俾劜蝗缫灰姡倏床蝗缫蛔觥闭f的就是這個道理。一個成功的實驗,帶給學生的不僅是實驗本身的知識,更重要的是為使學生留下良好的印象,激發(fā)學生的求知欲,促進他們更努力地學習物理知識,在課堂上更活躍,從而強化課堂教學效果。
一、“非常規(guī)”物理實驗的特點
初中物理教材中大部分使用的是廠制正規(guī)的專門實驗器材開展的實驗教學活動,即所謂“常規(guī)物理實驗”?!胺浅R?guī)”物理實驗是指利用學生熟悉的生活易得物品、材料、器具,人體或人體局部,以及兒童玩具等開發(fā)進行的一類體現(xiàn)自創(chuàng)性、體驗性、趣味性、簡易性、生活化的物理實驗教學活動?!胺浅R?guī)”物理實驗具有以下特點:(1)材料易得,實驗便利;(2)貼近生活,親切感強;(3)程式多變,新奇有趣;(4)物具它用,體現(xiàn)自創(chuàng);(5)結(jié)構(gòu)簡單,體驗性強。
二、“非常規(guī)”物理實驗的教學功能
1.利用身邊物品做物理實驗,新鮮生動,激發(fā)學生的學習興趣。如果用學生所熟悉的材料進行實驗,就能夠使學生感覺到親切,比較容易克服思維障礙,能較好地達到實驗的目的。
2.利用身邊物品做物理實驗能避同求異,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。如果實驗所用的儀器是學生親手制作的,那么不僅能培養(yǎng)學生的動手能力,而且能幫助學生建立起牢固的相關(guān)物理表象,敏銳地洞察其中發(fā)生的物理過程,使學生對知識的理解更透徹。
3.利用身邊物品做物理實驗能培養(yǎng)學生不怕挫折的精神,促進學生身心健康發(fā)展。如果用學生所熟悉的材料進行實驗,就能夠使學生感到親切,比較容易克服思維障礙,較好地達到實驗的目的,并培養(yǎng)學生的科學情感。
因此,教師應當引導學生充分利用身邊所熟悉的物品做物理實驗,豐富實驗物品,彌補實驗儀器的不足,拓展實驗探究的時空,讓學生真正經(jīng)歷“從自然到物理、從生活到物理”的認識過程。由此可見,“非常規(guī)”物理實驗對于實現(xiàn)物理課程標準提出的知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三維課程目標具有獨特的價值,在實際教學中具有相當重要的教育價值,是常規(guī)實驗所無法取代的,因而是一種有待深入開發(fā)的重要物理課程資源。
三、“非常規(guī)”物理實驗案例
1.用塑料瓶或玻璃杯自制量筒或量杯。
(1)取一個合適的透明玻璃瓶,用標準量筒或注射器每次注入20立方厘米的水,并在瓶身外側(cè)的紙條上畫出水面的位置。如被測物體較小,可以做一個比較精密的量筒。用兩個透明的膠卷盒,用快干膠(502)對接而成,也可用透明膠帶粘牢,只要不漏水即可。然后每次注入10立方厘米的水,刻出水面位置,再將每大格等分為5小格(每格2立方厘米),這樣測得物體的體積就比較準確。
(2)實驗時先用自制天平測出被測物體的質(zhì)量,根據(jù)物體的體積大小在自制量筒中測出物體的體積,根據(jù)公式算出物體的密度。
(3)實際測一測橡皮或是一段鉛筆的密度。鉛筆密度小于水,可以先扎一根大頭針,將鉛筆插入水中即可測得體積。
2.自制橡皮筋測力計。
(1)找一塊木板或硬紙板,板上貼上白紙。
(2)用圖釘把橡皮筋釘在板上,橡皮筋末端系上一根細線,線端綁一個回形針作秤鉤,板的下端按兩個圖釘,用以限制綁秤鉤的細線在兩圖釘之間活動。
(3)在彈性限度內(nèi)為橡皮筋測力計標刻度。在白紙板上的橡皮筋末端劃一橫線,作為0刻度。取一標準的彈簧測力計掛起來,再將皮筋測力計倒掛在彈簧測力計的掛鉤上,用力向下拉皮筋測力計,讀出彈簧測力計的示數(shù),并在皮筋測力計的末端位置劃出橫線,標出相應的示數(shù)。用自行車氣門芯代替橡皮筋,效果更好。
3.設計實驗,測量自己的頭發(fā)能承受的最大拉力。
(1)把彈簧測力計豎直掛在鐵架臺上,用一根頭發(fā)一端系在彈簧測力計的鉤子上,另一端打一個圈,不斷向頭發(fā)上掛小鉤碼,當頭發(fā)斷時,這之前加的鉤碼的和的重力大小,即為一根頭發(fā)的最大拉力。
(2)重復多次實驗,取平均值。
4.孔明燈。
(1)取一只大號冰箱保鮮袋,三根(二長一短)家用塑料導線中的細銅絲和少許藥棉及酒精。
(2)用一根細銅絲在保鮮袋離邊0.5厘米處,沿邊如縫衣一樣穿起來。
(3)用一根細銅絲的兩端拴在保鮮袋口的銅絲上,并用短銅絲在中央處繞成十字形,再把少許藥棉放在十字形銅絲上,放些酒精,用手拾起保鮮袋底部,點燃酒精后,稍停片刻即松手,孔明燈隨即升空。
(4)注意所放藥棉和酒精不能過多,不然點燃后火太大造成保鮮袋因過熱而變形,使孔明燈升不起來。
(5)孔明燈上升是由于加熱時保鮮袋內(nèi)的空氣受熱膨脹密度變小,浮力增大的原因,此實驗也可用更簡單的辦法做:找一個很薄的不漏氣的食品袋,把袋口剪齊,在袋口邊緣等距離地別上2~3個大頭針,降低重心。向食品袋內(nèi)吹滿氣,用雙手提著,罩到點燃的3支蠟燭上方,幾秒后,食品袋就有上升趨勢,立即松手,食品袋就會自由上升,有時可達頂棚,過一會就自動下降,可反復使用。
四、結(jié)語
“我聽說了就忘記了,我看過了就領(lǐng)會了,我做過了就理解了”。華盛頓大學橫幅上的這句話很好地說明了“做”的重要性,在物理教學過程中既要以觀察和實驗為基礎(chǔ),更要注重“做”。新課程標準提出:要發(fā)揮實驗在物理教學中的重要作用?!胺浅R?guī)”物理實驗作為一種有待深入開發(fā)的課程資源。它潛在的教育教學功能還有待我們從理論上進一步深入研究。
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