浅谈“物理小制作”在物理教学中的重要性

李茂
陶行知创造教育思想告诉我们,实践是创造教育的核心内容,它要求我们要“教学合一”,培育“真善美的活人”,要求教师要做创造型的老师.在这一思想的指导下,我开始重视小制作、小创作在教学活动中的应用,并愈发意识到“物理小制作”在中学物理教学中的重要作用.
在与孩子们进行浮沉子的制作时(如图1),通过对浮沉子外形和材料(我们选择的是藿香正气液的小药瓶)的观察我们知道,在沉浮过程中,沉浮子自身的体积不变,根据公式F浮=ρ液gV排,即只要玻璃瓶没露出水面,所受浮力的大小就不变.那如何实现沉或浮呢?我们知道,力是改变物体运动状态的原因,浸没在液体(实验选择的是水)中的玻璃瓶受到的力有重力和浮力.当F浮>G时,物体上浮,当F浮在浮沉子的制作过程中,同学们真实的体会了平均密度这一概念,也体会了将书本上的抽象的理论知识变成科技产品的制作过程,加强了逻辑思维的训练.
我印象很深的另一个小制作是“电烛”(如图2),学生们取3cm长的铅笔芯两根,把它们的一端削尖.用直径0.5毫米、长200毫米的裸铜线在铅笔芯上绕四五圈,绕线的松紧要合适,使铅笔芯可以前后移动.把铜线的两端固定在一块小木板上,使两个铅笔芯的尖端正好相对.然后接上9伏电源,用手旋转铅笔芯,使它们互相接触,在一刹那间,接触点出现了明亮的电火花.这时再移动铅笔芯,使两尖端之间有一个小间隙,于是就会形成明亮的电弧,发出持续的亮光.该制作方便取材,且步骤简单,现象明显,可以直观地看到“火花”.但有些学生由于动手能力欠佳,比如笔芯选择太细,铜丝绕得太紧,底座固定不稳,铅笔芯尖端距离太近或太远,使制作成果现象不明显.但这不影响孩子们动手探索的热情,经过改进和团队合作,最后都能取得好的结果.课后,同学们通過查资料,电烛发光的原理是:电流通过铅笔芯的时候,在两尖端的接触处遇到了较大的电阻,产生了较高的温度,铅笔芯就放出游离的碳分子,在两尖端的周围形成了碳的蒸气.当两尖端离开一点距离的时候,虽然电阻增大了,但由于存在碳蒸气,电流仍然能够通过,所以就产生了电弧光.我们的实验中,用的是9伏电源,电流比较小,所以发出的电弧光并不强烈,铅笔芯末端的温度也不高,可以用手去直接调整它的位置.实用的电烛,是给炭精棒接低电压,通大电流,能发出强烈的电弧光,炭精棒的温度也很高,所以用起来要注意安全.学生在参与小制作的过程中,不但能巩固课堂上所学物理知识,还能拓宽学生视野,掌握一些课堂上不曾提到但生活中有用处的电学小知识,为以后学习安全用电部分,了解避雷针和尖端放电等相关知识打下坚实的实验基础.此外,相对于传统的物理实验,制作过程中从根本上将物理与生活实际联系起来,更能培养学生动手能力,创造能力,思维能力,达到学以致用、能解决生活中的实际问题的能力.
创造教育是当今教育发展的主题.大量研究表明:具有良好天赋的个体,如果没有后天的良好教育,也难以形成较高的创造力.小制作在物理教学中开展小制作活动不仅能培养学生的创新思维,创造能力,还能让学生灵活的运用物理知识,所以,值得广大教师思考借鉴.

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