賴志林

【摘要】生活化的實(shí)驗(yàn)將物理課程實(shí)驗(yàn)理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的要求靈活呈現(xiàn)，同時(shí)通過生活化的實(shí)驗(yàn)開展，拉近學(xué)生與物理的距離，提高學(xué)生的自主創(chuàng)造力和實(shí)踐能力。本文就生活化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在大氣壓探究、浮力探究和摩擦力探究中的應(yīng)用三方面進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】生活化 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 初中物理 應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2017）01A-0043-02

生活化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是利用生活中的現(xiàn)有資源，結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)的原理，設(shè)計(jì)反映物理現(xiàn)象、物理原理的實(shí)驗(yàn)過程。義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)在提倡學(xué)習(xí)方式多樣化的同時(shí)，也要求物理教學(xué)要貼近生活，“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”，生活化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)正好迎合了這一教育理念。生活化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)具有設(shè)計(jì)靈活、操作簡(jiǎn)單、取材環(huán)保等特點(diǎn)，它將物理課程實(shí)驗(yàn)理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的要求靈活呈現(xiàn)，同時(shí)通過生活化的實(shí)驗(yàn)開展，拉近學(xué)生與物理的距離，提高學(xué)生的自主創(chuàng)造力和實(shí)踐能力。

一、生活化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在大氣壓探究中的應(yīng)用

在《氣體的壓強(qiáng)》一課教學(xué)中，對(duì)于課程的導(dǎo)入是一個(gè)難點(diǎn)，因?yàn)榇髿鈮菏且粋€(gè)既抽象又具體的概念，抽象是因?yàn)檫@個(gè)“大氣壓”是人類賦予自然的一個(gè)概念，而具體則是因?yàn)樗梢酝ㄟ^實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象反映出來，并通過儀器測(cè)量出來。因此，怎樣讓學(xué)生意識(shí)到大氣壓的存在是本節(jié)的難點(diǎn)。教師的課題導(dǎo)入應(yīng)將側(cè)重點(diǎn)放在“大氣壓”這個(gè)概念由抽象到具體的轉(zhuǎn)化中，幫助學(xué)生直觀地理解它。所以在課程的導(dǎo)入中教師可以設(shè)計(jì)類似下面的實(shí)驗(yàn)來讓學(xué)生認(rèn)識(shí)大氣壓。

【例1】“委屈就全”實(shí)驗(yàn)

雞蛋的“委屈就全”實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)開始前，準(zhǔn)備一個(gè)煮好剝皮的雞蛋、一個(gè)瓶口略小于雞蛋的牛奶瓶、酒精棉球、火柴。實(shí)驗(yàn)過程：點(diǎn)燃酒精棉球，放入牛奶瓶中，并立即將雞蛋尖頭朝下塞緊瓶口。觀察階段：發(fā)現(xiàn)雞蛋先是被拉長(zhǎng)，隨后整個(gè)雞蛋被吞入瓶?jī)?nèi)。最后，教師引導(dǎo)學(xué)生思考：是什么讓雞蛋做到了“委曲求全”呢？

【例2】“互不相容”實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)開始前，準(zhǔn)備一個(gè)玻璃可樂瓶、紅墨水、大水槽。實(shí)驗(yàn)過程：在玻璃可樂瓶?jī)?nèi)裝滿水，滴入幾滴紅墨水，使其內(nèi)部成明顯的紅色；用手堵住瓶口，倒立，豎直地放入盛有清水的大水槽中，移開堵住瓶口的手。觀察發(fā)現(xiàn)：玻璃瓶?jī)?nèi)的水并沒有流出來，而是呈現(xiàn)了一種互不相容的狀態(tài)。此時(shí)教師鼓勵(lì)學(xué)生思考：是什么原因?qū)е铝诉@種現(xiàn)象的發(fā)生？

通過以上具體的實(shí)例幫助學(xué)生感知到有一種“神秘的力量”在控制這“雞蛋”和“紅色的液體”，它就是大氣壓。例1是由于棉球的燃燒，使得瓶?jī)?nèi)氧氣被消耗，導(dǎo)致瓶?jī)?nèi)外壓力不平衡，雞蛋被壓入瓶?jī)?nèi)。例2是由于在可樂瓶?jī)?nèi)紅色液體受到外部大氣壓的作用而無法流出。這樣通過實(shí)驗(yàn)演示將“大氣壓”直觀具體地展現(xiàn)出來。教材介紹了經(jīng)典的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)，但實(shí)驗(yàn)過程復(fù)雜無法在課堂復(fù)制，有的老師通過簡(jiǎn)易的吸盤來模擬這個(gè)實(shí)驗(yàn)，但模擬的過程過于簡(jiǎn)單、趣味性不強(qiáng)。而上述兩個(gè)小實(shí)驗(yàn)，器材全部取材于生活，方便課上演示和課后學(xué)生的自主操作。

二、生活化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在浮力探究中的應(yīng)用

在《浮力》這一節(jié)中，我們不但要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)浮力，而且要讓學(xué)生掌握影響浮力的因素和浮力的方向。在將浮力的公式板書到黑板之后，學(xué)生可以知道浮力與液體密度的數(shù)學(xué)關(guān)系，但實(shí)際中是怎樣的情況卻很難想象。對(duì)于浮力的方向多數(shù)學(xué)生選擇“死記硬背”來應(yīng)付，很難切身體驗(yàn)并理解浮力的方向。所以在講解以上兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，教師可以通過生活化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，直觀地將答案呈現(xiàn)出來。

【例3】“奇妙”的雞蛋實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：兩個(gè)燒杯，兩個(gè)生雞蛋，食用鹽一袋。實(shí)驗(yàn)過程：將兩個(gè)燒杯裝入適量的水，將其中一杯加入適量的鹽（課前應(yīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)加入的量多少恰當(dāng)），配制成濃鹽水；分別將大小基本一致的兩個(gè)雞蛋一個(gè)放入純水中，一個(gè)放入鹽水中。觀察發(fā)現(xiàn)：在純水中的雞蛋沉了下去，在鹽水中的雞蛋則浮在水中。教師引導(dǎo)學(xué)生思考：兩個(gè)實(shí)驗(yàn)什么條件是一致的，什么是不同的，是什么原因?qū)е铝穗u蛋的沉浮呢？

【例4】浮力的方向?qū)嶒?yàn)

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：一個(gè)帶蓋的罐頭瓶、一塊泡沫。實(shí)驗(yàn)過程：在罐頭瓶?jī)?nèi)裝半瓶水，將泡沫用刻刀切割成正四面體，并將一個(gè)角涂為紅色；將切割好的泡沫涂紅的一端朝上放入瓶?jī)?nèi)，蓋緊蓋子。傾斜瓶的角度，觀察紅色一角指向的方向。教師可以引導(dǎo)學(xué)生觀察浮力的方向，并與重力的方向進(jìn)行比較。

在講解關(guān)于浮力的內(nèi)容時(shí)，需要讓學(xué)生了解浮力的存在、方向以及可以對(duì)浮力產(chǎn)生影響的因素。例3通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)在其他條件相同的情況下，溶液的密度對(duì)物體的浮力產(chǎn)生了影響。例4則直觀地給出了浮力的方向：與重力方向相反，總是豎直向上。在課本中雖然給出了諸如船舶、熱氣球等實(shí)際生活的照片，但學(xué)生只能憑借想象來理解，不直觀、不生動(dòng)，所以不易理解。利用如上兩個(gè)小實(shí)驗(yàn)，可以將浮力的方向和浮力的影響因素具體地展現(xiàn)出來，便于學(xué)生的理解和掌握。

三、生活化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在摩擦力探究中的應(yīng)用

在《摩擦力》一課教學(xué)中，教師要幫助學(xué)生了解摩擦力的產(chǎn)生及影響其大小的因素等。雖然摩擦力存在于我們生活中的每個(gè)角落，但它顯得非?！吧衩亍?。如何讓學(xué)生真切地觀察到摩擦力的作用是導(dǎo)入課程的難點(diǎn)；而對(duì)于影響摩擦力的因素，最好的方式是讓學(xué)生自己體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中的變化，自主地總結(jié)。因此，教師可以設(shè)計(jì)如下的生活化實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生理解摩擦力的概念。

【例5】筷子提米實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：兩個(gè)一次性的塑料杯子，適量的米和水，一根筷子。實(shí)驗(yàn)過程：分別在塑料杯子中裝上一杯水和一杯大米，將筷子分別插入兩個(gè)杯中，顯而易見，筷子無法將杯子提起。接著讓學(xué)生將大米壓緊，筷子還是無法將杯子提起。接下來再讓學(xué)生將大米一層一層壓緊，然后澆上少許的水，稍等片刻，提起筷子，這時(shí)整杯米被提了起來。最后，教師引導(dǎo)學(xué)生思考：是什么讓細(xì)小的筷子把整杯米提了起來？

【例6】不公平的“跑道”實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：長(zhǎng)30厘米，寬20厘米的玻璃板一塊、木板兩塊，毛巾一條，玩具小車一輛，50厘米長(zhǎng)的直尺一把。實(shí)驗(yàn)過程：搭建三條“跑道”：第一條是玻璃板跑道，第二條是木板跑道，第三條跑道是將毛巾鋪在另一塊木板跑道上；接著請(qǐng)一個(gè)學(xué)生來參與實(shí)驗(yàn)，讓他用一只手指的瞬時(shí)彈力來驅(qū)動(dòng)小車在三條“跑道”上前進(jìn)，要求每次施加的彈力基本保持一致。觀察發(fā)現(xiàn)：隨著學(xué)生的輕輕一彈，在玻璃板上行駛的小車沖出了玻璃板，行駛距離明顯大于30厘米；在木板上行駛的小車，雖然沒有沖出木板，但已經(jīng)接近跑道的盡頭，用直尺測(cè)量距離為28厘米；而在第三條跑道上行駛的小車才行駛了13厘米。此時(shí)教師提問：是什么導(dǎo)致了這一現(xiàn)象的產(chǎn)生？

以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)展現(xiàn)了摩擦力的產(chǎn)生和影響摩擦力大小的因素。例5中由于米遇水膨脹，增加了筷子與米之間的摩擦，所以促成了筷子提米的效果；例6則說明粗糙程度不同對(duì)摩擦力大小的影響。兩個(gè)簡(jiǎn)單易行的實(shí)驗(yàn)替代了課本中橡皮筋拉動(dòng)小木塊的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的趣味性，同時(shí)實(shí)驗(yàn)取材均來源于生活，方便學(xué)生課后操作實(shí)驗(yàn)。

近年來，隨著教育投入的逐年增加，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的條件正在發(fā)生改變，一些“高、大、上”的實(shí)驗(yàn)器材也逐步走入我們的課堂。毋庸置疑它們的出現(xiàn)的確豐富了我們的感官、擴(kuò)展了我們的視野，但是物理作為基礎(chǔ)性的學(xué)科，它來源于生活又高于生活，所以物理實(shí)驗(yàn)源于生活的本質(zhì)不應(yīng)退卻。上面介紹的一些生活化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，取材均來源于生活，簡(jiǎn)單又實(shí)用，易于開展和掌握，它們的出現(xiàn)不僅緩解了一些困難地區(qū)對(duì)教育的投入壓力，更重要的是提供了一種直觀的學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，大大地鼓勵(lì)了學(xué)生的積極參與。

（責(zé)編 林 劍）