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自制教具在物理教學(xué)中的應(yīng)用

2019-09-17 10:16季明登
黑龍江教育·中學(xué) 2019年8期
關(guān)鍵詞:凝華霧凇玻璃管

季明登

物理是一門實(shí)驗(yàn)性學(xué)科,物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是鍛煉學(xué)生觀察能力、分析能力、科學(xué)探究能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的重要途徑。在培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、實(shí)踐能力、科學(xué)探究意識(shí)和能力等方面,自制教具具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。自制教具常被用于中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué),但有不少中學(xué)物理教師不重視自制教具,也不會(huì)動(dòng)手制作教具,在運(yùn)用自制教具開展物理教學(xué)方面經(jīng)驗(yàn)不足,存在較大困難?;诖?,探討自制教具在中學(xué)物理教學(xué)中的運(yùn)用具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

一、借助自制教具導(dǎo)入新課

選擇課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)的素材時(shí)要考慮激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。新鮮奇特的事物總能吸引學(xué)生的目光,引起學(xué)生的興趣。在學(xué)習(xí)新知識(shí)前,大部分學(xué)生會(huì)通過預(yù)習(xí)對(duì)課本中的內(nèi)容進(jìn)行了解,如果教師用課本中的內(nèi)容進(jìn)行導(dǎo)入,新鮮感不強(qiáng),難以提升學(xué)生的興趣。如果教師在開展課堂導(dǎo)入時(shí)借助自制教具向?qū)W生展示從沒見過的實(shí)驗(yàn),將有利于激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。例如,在“流體流速與壓強(qiáng)之間的關(guān)系”教學(xué)中,單一的講解使學(xué)生難以理解,而如果教師用生活中常見的泡沫小球、玻璃管為學(xué)生演示“隔管吹球”的實(shí)驗(yàn),可以給學(xué)生帶來強(qiáng)烈的新奇感,從而極大地激起他們的好奇心,促使他們積極主動(dòng)地參與實(shí)驗(yàn)探究。具體實(shí)驗(yàn)過程如下:首先將玻璃管置于支架上,將泡沫小球置于玻璃管的一端,請(qǐng)一名學(xué)生隔著玻璃管對(duì)泡沫球輕輕吹氣,同時(shí)嘴巴順著玻璃管向另一端移動(dòng),當(dāng)嘴巴移動(dòng)至另一端時(shí)用力吹一口氣,這時(shí),學(xué)生們會(huì)發(fā)現(xiàn)玻璃管中的小球從一端向另一端移動(dòng),最終從另一端飛出。對(duì)于這樣的現(xiàn)象學(xué)生們都感到很新奇,希望能夠找出其中的原因。此時(shí)教師可以結(jié)合實(shí)驗(yàn),運(yùn)用恰當(dāng)?shù)恼Z言提出問題,順利導(dǎo)入新課。通過自制教具給學(xué)生演示“魔術(shù)”一般的物理實(shí)驗(yàn),可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,啟發(fā)學(xué)生去思考探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)原理,從而獲得理想的課堂導(dǎo)入效果。

二、借助自制教具開展新課教學(xué)

利用生活中的物品自制教具,將物理知識(shí)的相關(guān)特點(diǎn)、現(xiàn)象直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前,使學(xué)生腦海中形成深刻鮮明的印象,從而更好地理解和掌握抽象的物理概念和物理規(guī)律。例如,霧凇是由水蒸氣凝華而成,是極寒氣候下出現(xiàn)的一種美麗奇特的自然現(xiàn)象?!吧A和凝華”這部分內(nèi)容,課本中給出的是碘的升華和凝華實(shí)驗(yàn)。在該實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生可以看到碘受熱后形成紫色碘蒸氣,隨著溫度的下降,紫色的蒸氣漸漸消失,最終凝華成黑色的固體碘。但是當(dāng)觀察了碘蒸氣凝華成黑色固體碘后,學(xué)生往往存有疑惑:碘蒸氣是直接轉(zhuǎn)化成了固體碘還是先液化之后再凝固成固體碘的呢?為了解決學(xué)生的困惑,提高演示實(shí)驗(yàn)的直觀性,教師可以自制教具,為學(xué)生演示“人造霧凇”實(shí)驗(yàn)。具體過程如下:準(zhǔn)備幾顆樟腦丸(易揮發(fā)物質(zhì)“萘”),一只燒杯,一個(gè)電熱杯,一個(gè)裝有冰塊的保溫盒,用鐵絲制成的小樹,橡皮筋,保鮮袋,熱水等實(shí)驗(yàn)材料。在開始演示之前,教師需要將鐵絲制成的小樹置于裝有冰塊的保溫盒中;將樟腦丸研磨成粉末加入燒杯中;用保鮮袋套住燒杯并用橡皮筋扎緊,避免氣體泄漏;將燒杯置于裝有熱水的電熱杯中,接通電熱杯電源進(jìn)行加熱;收集到萘蒸汽后,去除保鮮袋,迅速?gòu)谋睾兄腥〕鲨F絲小樹倒扣于燒杯上,使鐵絲小樹保持低溫,這樣一來溫度較高的萘蒸氣就會(huì)在“小樹”上凝華成雪花狀固體,看起來如同小型霧凇一般。利用生活中常見的物品制作實(shí)驗(yàn)教具,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),模擬自然界的霧凇景觀,既可以有效補(bǔ)充課本實(shí)驗(yàn)的不足,豐富學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究?jī)?nèi)容,又能夠利用美麗的“人造霧凇”吸引學(xué)生的注意力,活躍課堂氣氛,還可以使學(xué)生更加深刻地體會(huì)到“物理無處不在”,從而進(jìn)一步激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情,在觀察、分析實(shí)驗(yàn)的過程中,學(xué)生更加深刻地理解了升華和凝華這兩個(gè)物理狀態(tài)的變化過程,進(jìn)而提高教學(xué)效果。

三、借助自制教具組織學(xué)生實(shí)驗(yàn)

學(xué)習(xí)的最終目的是為了運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題,教師在教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生在理解知識(shí)的基礎(chǔ)上對(duì)知識(shí)進(jìn)行應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生將所學(xué)知識(shí)用于實(shí)踐的重要手段,是他們積累物理經(jīng)驗(yàn)、鍛煉動(dòng)手操作能力的重要途徑。在教學(xué)實(shí)踐中,教師要善于引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)物理問題提出自己的猜想,引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),通過自制教具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的猜想并得出結(jié)論,在實(shí)驗(yàn)探究中逐步提升自己的物理綜合能力。當(dāng)前,學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)活動(dòng)過于模式化,根據(jù)教材中既定的結(jié)論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的居多,學(xué)生很難有機(jī)會(huì)根據(jù)課題自由探究。因此,教師應(yīng)該充分發(fā)揮自制教具的作用,增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的實(shí)效性,更加高效地培養(yǎng)學(xué)生物理綜合素養(yǎng)。例如,在組織學(xué)生實(shí)驗(yàn)“探究光的反射定律”時(shí),教師應(yīng)該先給學(xué)生介紹“什么是反射現(xiàn)象”,“實(shí)際生活中常見的反射現(xiàn)象有哪些”。要探究反射現(xiàn)象的物理規(guī)律,需人為制造反射現(xiàn)象,結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析反射的特點(diǎn)和規(guī)律。教師應(yīng)準(zhǔn)備不同類型的光源,如手電筒、激光筆、燈泡、蠟燭等;不同材質(zhì)的反射面,如玻璃、木板、紙板等;各種測(cè)量工具:如圓規(guī)、量角器、直尺、三角板等。要求學(xué)生按照自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案選取材料自主實(shí)驗(yàn)。這種實(shí)驗(yàn)方式類似于命題作文,實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)過程由學(xué)生自行把握,但主題是統(tǒng)一的。這樣的實(shí)驗(yàn)方式可以充分凸顯學(xué)生的主體地位,讓他們將自己的想法付諸行動(dòng),突破了教材限制,實(shí)現(xiàn)了真正的自主實(shí)驗(yàn)、自主探究。在學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案明確后,教師應(yīng)要求學(xué)生根據(jù)方案選擇生活中的廢棄物品自制實(shí)驗(yàn)器材,學(xué)生通過自制學(xué)具變廢為寶,這種成就感可有有效激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和求知欲,從而更加積極主動(dòng)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,教師要組織學(xué)生分組展示實(shí)驗(yàn)成果,如果實(shí)驗(yàn)非常成功,學(xué)生將獲得極大地成就感,如果實(shí)驗(yàn)不成功,也可以從老師和其他同學(xué)那獲得鼓勵(lì)和建議,從而發(fā)現(xiàn)問題,不斷完善,最終解決問題。各組學(xué)生還要對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié),歸納物理規(guī)律,得出一定的結(jié)論。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)展示與交流,不但可以取長(zhǎng)補(bǔ)短,共同進(jìn)步,還可以鍛煉觀察能力、問題解決能力、動(dòng)手操作能力。

新課標(biāo)明確指出:教師應(yīng)該結(jié)合教學(xué)實(shí)際情況靈活開展自制教具教學(xué)活動(dòng),實(shí)施形式多樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。中學(xué)物理教師要及時(shí)走出自制教具的認(rèn)識(shí)誤區(qū),創(chuàng)造性地利用各種生活中常見的物品制作教具輔助教學(xué),指導(dǎo)學(xué)生利用自制實(shí)驗(yàn)教具完成實(shí)驗(yàn)探究。

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