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物理趣味实验开发奇妙的物理实验资源.doc
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2021-10-02
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物理趣味实验开发奇妙的物理实验资源.doc
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物理趣味实验开发奇妙的物理实验资源
初中物理新教材中的很多教学内容,都是要通过“科学探究〞活动来学习的,学生在经
历科学探究过程中体验学习科学的乐趣,掌握科学方法、感悟物理知识,从而形成良好的
科学态度与价值观。然而,目前多数初中校尤其是农村校的实验器材与新教材还不能完全
配套,实验室的有限器材不能满足新课程的需要。因此,倡导利用身边随手可得的物品进
展实验探究活动,既可以解决或缓解实验器材缺乏的问题,又可以拉近物理学和生活的距
离,使学生真切地感受科学和日常生活的密切联系,这对课程改革具有重要意义。
本文将介绍笔者在过往的教学实践中,带动学生巧利用生活用品精心研制、构思巧妙
的物理教具和学具进展实验探究的案例,从中探讨实验资源开发与利用的方法和途径。
一、最简单的抽水机
实验素材无时不有,无处不在,只要我们处处留心、善于发现,日常生活中很多信手拈来
的物品,都可以成为我们开发实验的好资源。
有一次我患重感冒,躺在病床上,当我看到护土拿着一支注射器和打吊针用的一次性
塑料软管走过来时,我突发其想:要是能利用这些材料制作一件物理教具就好了,我苦思
冥想了两天,结果出院时诞生了一件获得省二等奖的教具。
如图 1,将打吊针用的一次性塑料软管较粗的那两段剪下来〔在图中标注为 A 和
B〕,A 两端各有一个口,上端口是出水口,下端口是进水口,B 上端有现成的两个口,下
端有一个口。将 B 上端的一个口与 A 下端进水口连接,另一个口与注射器相连接,再将 B
下端进水口放入水中,并事先分别在 A
.
B 内放进一颗小钢珠,这样就做成了一只最简单
的活塞式抽水机。
反复抽动注射器的活塞,水就会从 A 出水口中源源不断地流出来。因 A
.
B 都是透明
的,学生可以很清楚地看到抽水过程中软管内小钢珠的运动情况〔即活塞阀门的开闭情
况〕。
由这件教具的制作材料,笔者明白了一个道理:我们身边可以用来做实验的物品比比
皆是,可以利用的实验资源十分丰富,我们缺少的并不是资源,而是发现资源的慧眼和设
计实验的智慧。尽管实验资源开发的途径、开发的方法多种多样,但最具价值的还应该是
有创新的意识和思想。
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二、十分神奇的光学仪器
身边司空见惯的物品摇身一变,可以演变出趣味无穷的科学实验:两个纸筒魔术般地
组合,可以制成照相机、幻灯机、望远镜、显微镜等模型,并能生动地提醒这 4 种光学仪
器的原理。
1.照相机。如图 2,事先发给学生一只凸透镜〔也可用放大镜或远视眼镜片代替〕,让他
们准备两本 16 开的杂志,卷成两个大小不同的空心圆筒,在较小圆筒的一个端口蒙上一
块半透明的塑料薄膜,在较大圆筒的一端口用胶纸固定上凸透镜,使小筒蒙有塑料薄膜的
一端的能自如地套进大筒里,这样就制成了照相机。
上课时,让学生把上述装置带来,用大筒上的凸透镜对准教室里或窗外的明亮景物,
前后移动小筒,使像距发生改变,这时,学生就可以观察远近不同的景物,并且可以在小
筒塑料薄膜上得到一幅清晰的彩色图像。
此处,“要使图像放大或缩小时,相机应靠近或远离景物?〞“暗箱应拉长或缩短?〞
这些历来教学中的难点,可在学生亲自动手操作、观察中被轻松突破,亲身感受所学得的
物理知识,比用任何语言描述都更生动可信和印象深刻。
2.幻灯机。上述装置,还能被巧妙地改装成幻灯机:只要将小筒上半透明的塑料薄膜换
成透明的塑料纸,并在塑料纸上画上景物〔或直接换成印有图案的透明塑料包装纸,其实
这就是现成的幻灯片〕。用手电筒去照小筒开口端,那么可在白墙上或在竖直放置书本的
封底中出现一幅放大的彩色的景物像。
同样, “要使像放大或缩小该怎么办?〞“幻灯片为什么应倒插〞等问题,学生在观察
中很容易掌握,学生在玩中学到了物理知识。
3.望远镜。在上述幻灯机装置中,学生只要将小筒上的塑料纸换成焦距比大筒上凸透镜
〔物镜〕焦距短的凸透镜〔当目镜用〕,便能改装成望远镜,通过前后移动小筒在大筒里
的位置,可以看到远处的物体明显变近。
4.显微镜。将上述望远镜装置中的目镜与物镜位置调换,即可当显微镜用。
多数初中校的实验室中没有“正规〞的演示照相机、幻灯机、望远镜、显微镜原理的模
型,也就谈不上让全班学生亲自操作、观察和理解上述教学难点,而利用两个纸筒组合成
的模型却能做到这一点。
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利用上述日常用品做实验,还有以下优点:首先能减轻教师的工作负担,因为即便是
条件较好的城市学校,教师也不可能做到每一节课的课前都为学生准备人人动手的教具。
其次,学生课外也可以利用自制的学具反复动手操作,而不必担忧损坏仪器,这样他们能
够充分地动手、动脑,观察物理现象的发生、开展的全过程,反复品味其中的物理原理。
因此笔者认为,因陋就简做实验是利用“正规〞仪器做实验的补充和延伸,对条件较好
的学校也同样适宜,具有很强的生命力。
三、趣味横生的静电实验
静电实验历来很难做成功,如何巧妙设计实验、寻找容易带电材料,是实验成功的关键。
1.静电感应实验。如图 3,取一根用过的圆珠笔芯,取下铜笔头,将残留的笔油洗净,用
钳子把笔芯的正中央局部夹扁,在夹扁的部位扎个小孔,让铜笔头尖端恰好能插紧小孔,
另取一根缝衣针,将有针眼一端固定在软木塞上〔热水瓶塞〕,针尖朝上,将固定在圆珠
笔芯上的铜笔头套针尖上,使它能在针尖上灵活转动。
由于上述装置中针尖恰好顶在铜笔头的小圆珠上,所以转动十分灵活。让学生用普通
纸去摩擦支架上圆珠笔芯的一端使之带电,另取一根不带电的圆珠笔芯〔或其他不带电的
物体〕去靠近支架上笔芯的带电端,会看到它们将立即吸住,这就是奇妙的静电感应现象
十分有趣。
2.电荷相互作用实验。将两根笔芯用纸摩擦,一根笔芯架在上述针尖上的铜笔头中,另
一根拿在手上,让它们带电端相互靠近,这时针尖上的笔芯就会被手中的笔芯推开,调换
两根笔芯的位置,可以得到同样的结果,说明它们之间的作用是相互的。
3.同种电荷相互排斥实验。让学生取一段长 20 厘米的普通塑料包扎绳〔包扎教材用的〕,
在一端打个结,从另一端往打结端方向用手反复撕成许多条细塑料丝,然后将这束塑料丝
平铺在桌面上,用手指使劲摩擦塑料丝〔这是迅速带电的摩擦窍门〕,待手指发热时,提
起塑料丝的打结端,这时可以惊奇地看到塑料丝像“着魔〞似地自动散开,这个实验生动地
说明了“同种电荷相互排斥〞。
4.不同物体摩擦后带异种电荷实验。就利用上述这么一条随手可得的塑料包扎绳,还可
以生动地说明两个不同物体摩擦后带的是异种电荷,而这一点是实验室的仪器没方法做到
的:用学生有机塑料尺或三角板去跟装食品用的普通薄塑料袋摩擦,让带电塑料尺靠近上
述带电塑料丝,会看到散开的塑料丝立刻紧抱塑料尺,而用上述带电薄塑料袋去靠近上述
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gjmm89
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