创设随堂小实验构建有趣物理课堂

杨新宇
物理是一门以实验为基础的学科,借助实验能使学生获得丰富的物理现象和物理素材,其中的物理随堂小实验以其操作方便、生动多样、器材简单在物理课堂教学中有着重要的作用.本文结合实验实例来展现随堂小实验在提高物理学习兴趣、激活学生物理思维、提高学生动手和观察分析能力等方面的作用,从而构建有趣物理课堂.
1利用物理随堂小实验,激发学生的学习兴趣
教科版九年级物理上册“静电现象”中的“摩擦起电”一内容,教材设计的实验是:用毛皮摩擦橡胶棒和丝绸摩擦玻璃棒,利用橡胶棒和玻璃棒去吸引纸屑,说明经过摩擦后可以让物体带电.而在实际的教学中,这一实验由于受天气的影响,效果往往不是很明显,也不能激发学生的探索欲望和参与欲望.
为了让实验现象明显,让学生都积极参与而不是看实验,在实际教学中设计了如下的随堂小实验:用吹足气的气球摩擦头发丝,再将气球粘附在黑板或者玻璃上.实验提出来之后,学生积极拿出带来的气球,鼓足劲将气球吹满气体,使劲地在自己或者同学的头发上来回的摩擦,然后兴致勃勃地将气球往黑板或玻璃上粘贴.当看到气球真的粘附在黑板、玻璃上面时,兴奋地叫起来:“我成功了!是什么魔力让气球粘在玻璃上面呢?”
这一随堂小实验效果明显、成功率高,学生参与度高,并且观察到的现象跟自己想象的完全不一样,完全被这一神奇的实验所吸引,并且急于想去了解“为什么”.这样,就为学习“摩擦起电”做好了铺垫,也紧紧地捕捉住学生的心理,带领他们在课堂遨游.
2利用随堂小实验,建立和理解物理概念
教科版九年级上册“电路”中有“短路”这一物理概念,为了让学生理解这一概念,教材是这样处理的:借助一幅很夸张、很形象的插图来向学生说明“短路”的概念及其危害.实际的效果并不理想,因为即使将一节新干电池用一根导线将电池正负极直接连起来,也不会看到插图中的效果.这样,就让学生感觉很假和不真实,也会让他们很迷茫,对“短路”的概念建立和理解也不会透彻.
为了让学生对“短路”的概念和危害理解透彻,笔者设计了如下的随堂小实验:将一氖管型保险丝(熔断电流为2A)与两根32芯的导线相连,将保险丝悬挂在高处绝缘的橡胶板上,再将两导线通过插头与照明电路相连,让学生观察其中发生的现象.这时,学生们可以听到“啪”的一声响,同时还看到白色的闪光亮起.有学生由于心理准备不足,还发出了尖叫声.
这个随堂小实验冲击力强,效果明显,相信见证过的学生永生难忘.实验之后,老师抓住“冲击力”,给学生讲解什么是“短路”,以及发生“短路”时会有怎样的危害,所以在现实生活中要避免“短路”的发生,以免发生重大灾害.
3利用随堂小实验,理解物理规律
教科版八年级下册在说明“浮力产生的原因”时设计了如下的一个实验:将玻璃管的两端用橡皮膜蒙上,观察当玻璃管水平和竖直悬浮在水中时,观察玻璃管两端的橡皮膜的凹陷程度,从而得出结论.这个实验存在两个缺陷:(1)让玻璃管悬浮在水中很难控制,在选择了许多不同的玻璃管后才达到目的.如果学校实验室条件有限,实验根本无法开展;(2)玻璃管竖直悬浮在水中时,玻璃管下端的橡皮膜的凹陷程度根本无法观察.这样就得不到上下橡皮膜受到的挤压不同的结论,那么“浮力产生的原因”就无法得出.
为了解决上述问题,让学生得到物理规律,笔者设计了如下的一组随堂对比小实验.实验1:把一支蜡烛与容器底部紧密接触,往容器中缓慢地倒水,当水没过蜡烛顶部以后,蜡烛还是没有悬浮起来,似乎蜡烛没有受到浮力的作用;实验2:将同一根蜡烛平放在容器底部,缓慢地往容器内倒水,当水没过蜡烛以后,蜡烛悬浮在水中.学生们在参与这两个对比实验后会思考:为什么同一根蜡烛,前后两次发生截然不同的现象呢?
教师在学生思维发生碰撞、猜想、讨论之后可以说明理由:实验1中,蜡烛底部与容器底部紧密接触,水不能对蜡烛底部产生挤压的作用,不能提供向上的作用力,故蜡烛浮不起来.而实验2中,水可以对蜡烛上部和下部产生向下、向上的挤压力,并且向上的挤压力较大,于是蜡烛便浮起来了.这样一来,学生自然就得到了浮力产生的原因:液体对物体上下表面的压力差.
教科版物理八年级下册介绍了伯努利发现的“流体压强与流速的关系”.为了让学生在快乐中理解这一规律,设计了如下的随堂小实验:自制吸管喷雾器.
把一个装有一定量水的玻璃杯放在水平桌面上,将一根吸管沿着杯壁竖直插在玻璃杯里,使其上端开口离水面5厘米左右,下端不与底部紧密相连,把另一根吸管水平含在嘴里,其一端与竖直吸管上端开口靠在一起,用力向水平吸管吹气.可以看到:吹气时,两吸管靠在一起的管口处有水雾(水滴)喷出.
在吸引学生眼球之后,老师解释原因:水平吸管中的气流在竖直吸管上端开口流过时,管口处的气压会降低,而玻璃杯中水面处的压强还是大气压强,这样大气压强会使竖直吸管内的水沿管上升,当水上升到上端管口时,被水平气流吹散,形成了水雾.从而轻松地让学生得出结论:流速较大的地方,流体的压强较小.
4利用随堂小实验,提高观察和动手能力
教科版物理八年级上册设计了一个“自制针孔照相机”小实验:做两个套在一起的可以拉动的硬纸筒,外筒的前端蒙一块带针孔的黑纸;内筒的一端蒙一块半透明的纸.将针孔对准明亮的景物,在半透明的纸上将会看到图像.
组织学生三人一组进行实验,要求各组报告自己观察到的图像,并且请另外小组的同学检验报告的真实性,在观察图像的基础上进行讨论,得出结论.这样,培养了学生的团队意识,锻炼了他们的观察和动手能力.
在此基础上,教师布置课外拓展小实验:探究树荫下的光斑.并且要求写出探究报告,要求有图片来说明探究的真实性.这样,让学生带着问题和目标走出课堂,在课外去应用知识,体验社会,将学习的主动权交给学生,从而让他们在探知和感受中去收获知识、提高能力.
5利用随堂小实验,培养学生的创新能力
教科版物理八年级下册“大气压强”向我们展示了大气的神奇,在布置学生预习时要求:学生们自己寻找和设计证明大气压存在的实例,并且在课堂展现.学生们在预习时积极思考、观察,上网查询资料,找到了许多证明大气压存在的实例,并且用实验加以验证.下面举两例学生做的随堂小实验.
实验1剥了壳的熟鸡蛋被广口瓶“吞”了.
在广口瓶底部铺一层细沙,将一团沾有酒精的棉花点燃投入广口瓶里,再将剥了壳的熟鸡蛋放在瓶口.发现在棉花燃烧的过程中,熟鸡蛋被广口瓶“吞”了进去.
实验2薄纸片托起一杯水.
将一张作业纸片盖在装满水的玻璃杯,用手按在纸片,迅速将玻璃杯翻转180°,让杯口朝下,松开捂住纸片的手,发现纸片将水牢牢地托在杯里,而水没有流出.将杯子在空中全方位的缓慢地旋转,纸片始终将水“托”在杯里.
同学们在展示的过程中,小心翼翼地呵护着自己的实验,当实验成功时,脸上洋溢着幸福的笑容,极大地增强了自信心.
随堂小实验是应用低成本的实验器材设计出具有科学性、直观性、趣味性很强的实验,从而让物理课堂变得有趣、有效,为学生各方面能力的发展搭建一个良好的平台,能够让学生获取很直接的物理现象、构建物理模型、理解物理概念、应用物理规律和解决生活实际问题.
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