初中物理教学中的低成本实验开发
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课题初中物理低成本实验的开发与利用个人研究具体措施随着教育资源的不断丰富,实验在物理教育中扮演着至关重要的角色。
然而,许多初中学校面临实验设备、资金等因素的限制,导致学生无法全面地体验到物理实验的乐趣和学习效果。
因此,开发和利用低成本实验成为提高物理教育质量的重要课题。
为了解决这个问题,我个人提出以下具体措施来开发和利用低成本实验:1. 选择适合初中学生的实验项目:针对初中学生的认知水平和学习需求,选择与他们所学知识相关且容易实施的实验项目。
例如,可以选择简单的力学实验,如斜面实验、弹簧实验等。
2. 利用废旧材料和常见物品:废旧材料和常见物品具有低成本和易获取的特点,可以用于制作实验装置。
例如,利用废纸板制作斜面、利用弹簧夹制作弹簧实验装置等。
3. 制作简易实验装置:根据实验需求,设计和制作简易实验装置。
例如,可以利用塑料瓶制作水位计、利用塑料管制作压力计等。
这些简易实验装置不仅成本低,而且易于操作。
4. 利用数码产品辅助实验:现代数码产品的普及为开展低成本实验提供了便利。
通过利用计算机、平板电脑、手机等设备,可以进行虚拟实验、模拟实验等。
这种方式不仅成本低,还能增加学生的参与度和实验体验。
5. 制作实验手册和视频教程:针对每个实验项目,制作详细的实验手册和视频教程,供学生自主学习和实验。
这样不仅方便学生在家里进行实验,同时也能降低实验设备的需求。
通过以上措施,可以在保证实验效果的前提下,降低物理实验的成本,让更多的初中学生享受到实验的乐趣。
这不仅有助于激发学生对物理的兴趣,还能提高他们的实践能力和解决问题的能力。
同时,这也为学校节约了实验设备的投入,使有限的教育资源得到更合理的利用。
初中物理低成本实验开发策略的研究初中物理是学生学习物理知识的重要阶段,但由于实验设备成本高昂,很多学校无法提供足够的实验设备和资源。
如何在低成本下开发适合初中物理实验的策略成为了一个重要的研究课题。
本文将对初中物理低成本实验开发策略进行研究,旨在为学校提供合适的实验方案和资源。
一、低成本实验开发的重要性物理实验是初中物理教学的重要组成部分,通过实验能够帮助学生巩固知识,培养动手能力和实验精神。
由于实验设备成本高昂,学校往往无法提供足够的实验资源,导致实验教学受到限制。
开发低成本实验成为了解决这一问题的关键。
1.利用日常材料在开发低成本实验时,可以充分利用日常生活中常见的材料,如塑料瓶、纸杯、木条等,制作简单实用的实验装置。
利用塑料瓶和气球可以制作一个简易的风力车模型,用于展示风力原理。
这样既可以降低成本,又能够生动直观地进行实验教学。
2. 利用教学资源在学校教学资源有限的情况下,可以积极利用学校已有的资源进行实验开发。
利用学校的电脑、投影仪等设备,展示一些模拟实验,虽然不能取代真实的实验,但在一定程度上也能够达到教学效果。
可以邀请学校的爱好者或专业人士进行实验讲解,丰富实验教学内容。
3. 应用新技术随着科技的发展,现在有很多新技术可以用来进行实验教学,如虚拟实验平台、手机APP等。
这些新技术不仅可以降低实验成本,还可以增加实验的趣味性和互动性,提高学生的学习积极性。
在低成本实验开发中,可以积极应用这些新技术,为学生提供更好的实验教学体验。
尽管低成本实验开发存在一定的困难和挑战,但通过合理的策略和方法是完全可行的。
利用日常材料进行实验开发,可以降低实验成本,同时也能够满足教学需要。
利用教学资源和新技术,可以提供更多元化的实验内容和教学方式,丰富学生的实验教学体验。
通过与学校和相关部门的合作,可以获得更多支持和资源,从而提高低成本实验开发的效果和质量。
以某初中物理教师为例,通过利用日常材料和教学资源,成功开发了一系列低成本实验项目。
课题初中物理低成本实验的开发与利用个人研究具体措施(一)课题介绍•课题名称:初中物理低成本实验的开发与利用•研究目的:为了解决初中物理教育中实验设备成本高的问题,研究开发低成本的实验设备,提高学生的实验探究能力。
研究措施1. 调查分析通过市场调查和教师访谈,了解初中物理教学中常用的实验设备和所需材料,以及实验设备成本等信息。
2. 设计开发根据调查分析结果,设计出易制作、低成本、能满足教学需求的实验设备方案,并加以实施。
3. 实验设计针对初中物理教学中常用的实验内容,根据研究开发的实验设备,设计出教学实验方案。
4. 教学实验进行实验教学,让学生亲自动手操作设备进行实验,提高其实验探究能力。
5. 效果评估对教学实验进行评估,比较使用低成本实验设备和常规设备实验的差异,总结出使用低成本实验设备的优点。
研究成果通过上述措施,我们成功开发出了数款低成本实验设备,包括:- 物理万能机 - 水平仪 - 实验电路板 - 精密定量天平等我们将这些设备运用于初中物理教学中,取得了良好的效果。
通过学生反馈和实验教师观察,使用低成本实验设备的实验教学,能够保证教学质量的同时,也能够降低学校的教学成本。
同时,通过教育实验体现了“勤工俭学,节约用水”的理念,让学生知晓节约意识。
推广应用我们相信,低成本实验设备的设计开发不仅仅只适用于初中物理教学,也可以扩展到其他学科教学。
因此,我们推广应用低成本实验设备的方式如下:1. 宣传推广通过学术会议、教育博览会等方式宣传推广低成本实验设备的使用,向更多的教育机构和教育从业者宣传推广本课题的研究成果。
2. 教师培训组织低成本实验设备的使用培训,向不同学科的教师普及低成本实验设备的设计与制作,提升其低成本实验设备使用和开发实验方案的能力。
3. 教学示范为其他的教育机构提供低成本实验设备的教学示范,让其他的教育机构有机会了解低成本实验设备的优点和使用方法。
结语本文介绍了初中物理低成本实验设备的设计与研究,通过调查分析、设计开发、实验设计、实验教学和效果评估等环节,我们已经成功开发了数款低成本实验设备,并且组织实验教学,取得了良好的效果。
基于核心素养的初中物理低成本实验的开发与应用研究实验能够让初中生直观地观察物理知识,可以使认知理解变成科学认识,利于自主性的学习思考,也能提高教学效率,保证知识教学效果。
但是,在以往的教学中,物理实验开展多为硬性的要求,实验开展的成本较高,教师一再强调保护实验器材,要求学生按照流程和标准操作,这在形式上制约了创新,过程上也让个人理解变成了概念的记忆,降低了实验兴趣,不利于自主学习开展,也会影响教学质量。
因此,为保证实验教学的效果,需要教师开发低成本实验,让学生能够在实验教学中变得自由,能够去探索物理概念,进行创新思考,保证学习探究的行为,促进物理核心素养的养成与发展。
一、初中物理低成本实验的现实意义1.利于基础理论知识的理解。
物理知识带有抽象性的特点,而在初中阶段,基础理论知识较多,很多学生在学习理解中呈现出认识肤浅、知识记忆错误的情况,行为不够主动,缺少科学性的思考。
低成本实验能够让基础理论变成个人学习感受的实践,能够在课堂和生活中进行,基础概念的理解也就变成实验的思考与分析,可以增强学生学习的主动性,让知识理解变成直观的观察,能够对物理概念进行深入的认识。
同时,低成本实验可以增加思考的频率,对知识的认知有更多的想法,有助于知识的内化和科学观念的形成。
2.利于物理核心素养的养成。
核心素养是当前初中物理教学的核心目标,低成本实验可以让物理核心素养的物理观念、科学思维、实验探究、科学态度在知识学习理解中形成,也能锻炼科学研究能力。
学生在低成本实验中能够自主性地学习思考,在物理知识的探索中会有物理观念的形成,而在亲手操作的实验中,学生能够从实验过程和结果中形成思维认识,科学思维得到发展。
低成本实验增加了学生的动手操作,并且在实验中会有各种创新与变化,利于实验探究素养的发展。
而在实验操作中,初中生能够形成科学的态度,健全自身的世界观。
二、基于核心素养的初中物理低成本实验的开发与应用原则1.科学性。
低成本实验不是简单的降低实验的成本,而是让实验可以更好地开展,保证学生的参与,从而让实验的实践性与知识的理论性结合。
初中物理低成本实验开发策略的研究摘要:本实验研究了初中物理低成本实验开发的策略,通过对现有实验器材和材料的分析比较,以及对实验教材和理论知识的研究和总结,结合初中物理实验的特点和要求,提出了几种低成本实验开发策略,并通过实际案例的设计与实施来验证这些策略的可行性和有效性。
1. 引言初中物理教学中,实验是非常重要的环节。
通过实验,学生可以亲自参与观察、实验与总结的过程,提高学生的综合学习能力,同时也能提高学生对物理理论的理解和应用能力。
由于实验器材和材料的昂贵性,很多学校和学生无法承担高昂的实验开支,这就限制了学生在学校物理实验中的参与和学习。
开发一种低成本的初中物理实验成为了非常有意义和必要的事情。
2. 分析现有实验器材和材料目前,市面上有大量的物理实验器材和材料供学校和学生选择和购买。
这些实验器材和材料普遍价格昂贵,对于一些贫困地区的学校和学生来说,无法承受这些高额的开支。
我们需要对现有实验器材和材料进行分析比较,以找出低成本的替代品。
3. 分析实验教材和理论知识在物理教学中,实验的目的是为了验证理论知识并加深学生对物理理论的认识和理解。
我们需要深入研究实验教材和理论知识,了解实验的基本原理和操作方法,从而为开发低成本实验提供指导。
4. 低成本实验开发策略基于对现有实验器材和材料的分析比较,以及对实验教材和理论知识的研究和总结,结合初中物理实验的特点和要求,我们提出了几种低成本实验开发策略,包括:a. 利用废旧物品制作实验器材:废旧物品比如纸盒、塑料瓶、塑料管等可以通过改造和组装成为物理实验器材,减少了购买新器材的开支。
b. 利用日常生活用品代替实验器材:一些日常生活用品比如弹簧、线、瓶子等可以用来代替一些昂贵的实验器材,达到低成本实验的目的。
c. 利用数字化技术开发虚拟实验:通过利用计算机和互联网技术,开发一些虚拟实验软件,让学生可以在电脑上进行实验操作和观察,降低实验成本。
d. 利用合作学习和小组合作的方式进行实验:通过将学生分组合作进行实验,减少了实验器材和材料的用量,降低了实验成本。
初中物理低成本实验开发策略的研究1. 引言1.1 研究背景初中物理教学中,实验教学一直被认为是培养学生实践能力和科学思维的重要途径。
由于实验器材价格昂贵、教材资源宝贵等原因,许多初中物理老师在进行实验教学时面临困难。
为了解决这一问题,开展低成本实验开发成为当前物理教学研究的热点之一。
研究背景中,首先需要深入了解当前初中物理实验教学的现状,发现实验器材和教材资源的短缺和昂贵是制约教学有效开展的主要原因。
需要了解国内外在低成本实验开发方面的研究成果和经验,探讨可借鉴的先进策略和方法。
需要关注当前教育改革的需求,以及学生实践能力和创新思维培养的重要性,强调提高教育资源利用效率和教学效果的迫切需求。
通过对研究背景的深入分析,将为后续的低成本实验开发策略提供理论基础和实践指导,为推进初中物理实验教学的改革和创新作出重要贡献。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨初中物理低成本实验开发的相关策略和方法,以解决实验教学中经常遇到的器材成本高、教材开发困难等问题。
通过研究和总结,我们旨在提出一套行之有效的低成本实验开发策略,帮助教师和学生在资源有限的情况下,依然能够进行有意义、有趣、有启发性的实验教学活动。
研究也旨在对初中物理实验设计及教学方法进行探讨和创新,提高学生对物理知识的理解和学习兴趣,促进他们的探究精神和实验技能的培养。
通过本研究的实施,我们期望能够为初中物理教学中的实验教学提供新的思路和方法,为提升学生学习物理的效果和体验贡献力量。
1.3 研究意义初中物理低成本实验开发的研究意义主要体现在以下几个方面:1. 提升教学效果:通过低成本实验开发,可以更好地激发学生对物理学科的兴趣,促进他们积极参与实验操作和思考,从而提升教学效果。
利用低成本实验开发的教学资源,可以更好地帮助学生理解抽象的物理知识,提高他们的学习成绩。
2. 降低教学成本:传统的物理实验教学通常需要昂贵的仪器设备和材料,而低成本实验开发可以通过替代材料和自制器材来降低教学成本,从而减轻学校和学生的经济负担,实现资源的合理利用。
初中物理低成本实验开发策略的研究【摘要】初中物理实验是学生学习物理知识和培养科学实践能力的重要途径。
由于经费限制和设备不足,低成本实验开发成为当前的热点课题。
本文通过探讨初中物理实验的重要性和低成本实验开发的必要性,提出了一些低成本实验开发的策略。
通过案例分析和效果评估,验证了这些策略的有效性。
总结了初中物理低成本实验开发的策略,展望了未来研究方向,并得出结论。
本研究旨在为初中物理实验的开发提供新思路和方法,帮助学生在实践中更好地理解物理知识,培养科学精神和创新能力。
【关键词】初中物理、低成本实验、开发策略、研究背景、研究目的、研究意义、实验重要性、案例分析、效果评估、总结、未来方向、结论。
1. 引言1.1 研究背景初中物理教育一直以来都备受重视,但由于实验设备昂贵、易损坏的特点,传统的物理实验教学往往会受到制约。
为了解决这一问题,学者们开始对低成本实验开发进行研究。
低成本实验开发指的是通过简单、易获取的材料和工具,设计和制作出具有一定物理学教学效果的实验。
这种方式不仅可以有效降低实验教学的成本,提高实验设备的使用率,而且还能激发学生对物理学的兴趣,促进他们对知识的掌握和应用能力的培养。
探索初中物理低成本实验开发策略具有重要的理论和实践意义。
通过深入研究和总结经验,可以为教师提供实用的教学参考,推动初中物理实验教学的改革和发展。
的讨论如上。
1.2 研究目的本研究旨在探讨和总结初中物理低成本实验开发策略,以满足目前教学改革的需求。
通过对低成本实验开发的研究,旨在提高初中物理实验教学的质量和效果,促进学生对物理学科的兴趣和理解。
具体目的包括:1.分析低成本实验开发对初中物理教学的意义,探讨其在提升教学效果和培养学生实验能力方面的作用。
2.总结低成本实验开发策略的特点和优势,探讨其在缓解教学资源紧缺情况下的应用价值。
3.通过案例分析,探讨不同类型的低成本实验开发策略在教学实践中的应用效果,为教师和教育工作者提供实用参考。
低成本物理教学实验的开发初中物理教学要以观察、实验为基础,观察自然界中的物理现象,进行演示和学习,能够使学生对物理事实获得具体明确的认知,这种认知是理解物理概念和规律的必要基础。
次外,鼓励和指导学生在课外做一些观察和小实验也是十分有益的。
一、根据物理大纲的要求和我国的实际情况,低成本物理教学实验的开发是很有必要(1)理论上物理教学大纲上已有很明确的规定,这里不在多阐述。
(2)我国经济上是一个不发达的国家,全国各地经济发展又不平衡,各地的教育投入多少不一,导致一些地区实验室配置比较落后,不能充实新的实验设备,仪器陈旧老化。
(3)教育要面向世界“低成本物理实验”也是国际物理教育界所倡导的一种物理教育工作的行为,其宗旨是,一方面通过利用生活中的廉价材料开展物理实验教学,可以解决或缓解实验室器材短缺的问题,满足经济落后国家或地区中学开展物理教学的需要,另一方面通过利用生活材料,物品或做物理实验可以提高学生对物理学习的兴趣,培养学生的动手能力和实践能力。
二、低成本物理实验开发的可行性(1)2003年开始,中学物理教学实施了新的课程标准,新教材贯彻了“从生活走向物理,从物理走向社会”的课改理念。
新课改对许多知识点做了简化,增加了实验内容,特别是教材中的大部分作业都是可回家去做的小实验。
这些小实验简单易做,取材容易。
(2)低成本物理实验的开发学校投资少,取材方便,操作简易,安全可靠,学校和实验室管理人员肯定会大力支持和配合。
(3)低成本物理实验的开发主体是教师和学生,低成本物理教学实验的开发本身就是教师的教学任务和学生学习的内容。
实验室提供的实验器材不能完成教材上的所有实验,有些实验为了增加效果教师必须制作一些实验器材给予补充。
现在的学生动手能力很强,不论是课堂上还是课后教材要求的实验制作很容易做好。
三、低成本物理实验开发的意义(1)低成本物理实验的开发有利于弥补农村中学物理实验室仪器缺乏的现状。
(2)有利于教师个人的发展,完美地完成自己的教学任务。
初中物理低成本开发:物体的导电性,区分导体和绝缘体实验物理学是以观察和实验为基础的自然科学,与现实生活联系非常紧密。
实验在物理教学中起着非常重要的作用,但由于条件限制,很多学校没有成套的标准化的实验器材,教学因此而受影响。
但是,只要我们开动脑筋,就会发现,在我们身边有大量的物理教学资源,我们可以充分利用这些教学资源,开发低成本实验。
这些小实验虽然成本低,结构简单,但能让人直观抓住问题的物理核心。
而且,开发低成本实验,学生的参与面会更广。
大量的教学实践表明,低成本的实验也能很好地把物理现象和物理规律展现出来,这样我们的教学就更有帮手了。
如:物体的导电性,区分导体和绝缘体实验。
将电源、小灯泡、开关、导线组成的一个简单电路,将铅笔木质部分、铅笔芯、直尺、橡皮、三角板、圆规等逐一串联入电路中,看灯泡是否发光,灯泡发光,说明接入的是导体,灯泡不发光说明接入的是绝缘体;从而可演示物体导电性能的好坏、区分导体与绝缘体。
初中物理低成本实验开发策略的研究初中物理实验教学是培养学生探究、思考和动手能力的重要途径,而实验仪器设备、材料等的高成本往往限制了学校在教学实践中的实验开发。
如何在低成本条件下,使学生能够进行有意义的物理实验,成为了一个亟待解决的问题。
本文将通过对初中物理低成本实验开发的研究,探讨相应的策略和方法。
一、问题阐述二、低成本实验开发的策略1. 教师角色转变在开发低成本物理实验的过程中,教师的角色至关重要。
教师需要转变传统观念,更加注重学生参与和自主探究,引导学生通过提出问题和解决问题的方式进行实验开发。
在实验教学中,教师可以从“扮演者”转变为“组织者”,更多地从学生的角度出发,利用课堂、实验室等资源,鼓励学生通过实践来学习物理知识。
2. 利用易得材料开展实验在低成本实验开发中,可以利用易得材料进行实验设计。
空瓶子、竹筷子、玻璃纸、宽口瓶等都可以成为物理实验的材料。
通过对这些材料的合理运用,可以设计出丰富多样的物理实验,使学生在实践中理解和掌握相关的物理知识。
3. 利用废旧物品进行改造在学校实验教学中,有一些物品可能被废弃或者不再使用,但是通过一定的改造和加工,这些废旧物品很可能成为物理实验的有力工具。
利用废旧电路板、废料制作磁铁、利用塑料瓶制作静电发生器等。
通过对这些废旧物品的改造和再利用,不仅可以节约成本,还可以激发学生的创造力和动手能力。
4. 利用现代科技手段进行实验随着科技的发展,越来越多的物理实验可以利用现代科技手段进行设计和展示。
通过智能手机的应用软件可以进行实验数据的采集和分析;通过网络资源可以进行远程物理实验的观察和实践。
这些现代科技手段不仅可以降低实验开发的成本,还可以提升实验教学的效果和趣味性。
1. 实验开发课题的选择在进行低成本实验开发的过程中,教师可以选择与学生生活和校园实际联系紧密的课题进行研究和开发。
利用废旧物品进行改造,可以设计“自制电磁铁”、“废物利用的物理实验”等课题;利用易得材料进行实验设计,可以设计“家用材料的物理实验”、“自制物理实验仪器”等课题。
初中物理教学中的低成本实验开发初中物理教学中的低成本实验开发—教师演示实验的开发教师演示实验的开发,初中物理课程标准的基本理念,有以下几点内容:一、注重全体学生的发展,改变学科本位的观念,在义务教育阶段,物理课程应以提高全体学生的科学素质为主要目标,满足每个学生发展的基本需求,改变学科本位的观念,全面提高公民的科学素质。
二、从生活走向物理,从物理走向社会。
在义务教育阶段的物理课程,应贴近学生的生活,符合学生认知的特点,激发并保持学生的学习兴趣,通过探索物理现象,揭示隐藏其中的物理规律,并将其应用于生活生产实际,以培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。
三、注重科学探究,提倡学习方式的多样化,物理课程应改变过分强调知识传承的倾向,让学生经历科学探究的过程,学习科学研究的方法,培养学生的探索精神,实践能力,以及创新的意识,改革以书本为主,实验为辅的教学模式,应提倡多样化的教学方式,鼓励将信息技术渗透于物理教学之中。
我们学校的实验室,大部分课程资源不仅局限于实验室的现有设备,学生身边的物品和器具也是重要的实验室资源,使用生活物品、废旧的材料、毛边材料、人体或人体局部、儿童玩具等做物理实验,更能激发学生的兴趣,更能引起学生参与学习的主动性和积极性,更有利于促进学生手脑并用、发展学生实践能力、探究与创新能力。
结合课标,根据我们自身的情况,我校全组老师自主研发了一系列低成本自制教具,下面我将其特点,以及比较明显的实验教具介绍给各位老师。
实例一:滑动变阻器的使用演示仪。
现在老师们看到的几张图片,是滑动变阻器演示仪在工作过程中的几张照片,下面我们一起来看看滑动变阻器的使用过程。
这是滑动变阻器原理和作用演示试教版的电路图,电源、开关、小灯泡、这是滑动变阻器的结构示意图,四个接线处,分别用四个字母来表示,划片用P来表示,为了可以演示滑动变阻器的六种接法,在电路中设置了很多可以活动的接线处。
下面我们来看实物,试教版的实物图,这个位置接电源,电源有学生电源,用16伏电源电压供电,开关、灯泡,灯泡是12伏的灯泡,滑动变阻器,这些都是可以改变接入电路电阻线的接线处,这个位置是一串12个发光二极管,可以由发光二极管发光情况来显示连入电路中电阻丝是哪一段,下面我们分别演示六种情况,现在连如电路中的是AC两个接线处,B和开关,同学们会观察到,和A接线处相连,在AP之间的发光二极管发光,表明AP之间的电阻丝接入电路,当划片向B 端滑动时,连入电路的电阻丝变长,电路中的灯泡亮度变暗。
好,下面我们演示,AB接入电路时,AB接入电路,B和开关,同样会看到,A接线处和划片的之间的发光二极管发光,表明AP之间的电阻丝接入电路,当划片向A端滑动时,连入电路的电阻丝变短,电路中的灯泡亮度变亮,和刚才AC接入电路时对电路的改变作用是相同的。
下面演示,AB接入电路时,电路的情况。
B和开关,我们会看到,电路中小灯泡的亮度,非常暗,整段电阻丝上发光二极管都发光,当划片滑动时,灯泡的亮度不变,也是整段发光二极管都发光,表明连入电路的电阻丝是AB,这个时候的划片的滑动不能对电路起改变作用。
下面演示,CD接线处接入电路的情况,这个导线都是由金属片来做的,可以以接线处为轴旋转,现在我把这个接线处接在这个位置。
好,现在是CD 接入电路,B和开关,电路中灯泡的亮度特别亮,我们再看发光二极管它不发光,滑动划片,灯泡的亮度不变,发光二极管依然不发光,表明连入电路的是金属杆CD,滑动变阻器此时没有起到变阻的作用,而且电路中的电阻非常小。
刚才老师们看到的就是我校自制的滑动变阻器使用的演示仪,它的主要组成器材是这样的,由学生电源、发光二极管、金属片导线、滑动变阻器、小灯泡、小灯座以及单刀开关一个。
该套实验仪器经过我们的教学检验,使用效果非常的明显,通过清晰地、可视的电路连接变化的图,呈现了滑动变阻器的四种正确的连接方式,以及两种错误的连接方式,降低了学生在理解上的困难,学生学完这部分知识以后,印象深刻,并且对于检查实验电路故障题目做得非常的顺手,下面老师们看到的这套实验装置是研究杠杆平衡条件的实验装置,我们老师应该知道,以往我们研究杠杆平衡条件用的是左侧这个照片,调节杠杆使它在水平位置平衡,以往在教学中我们通常都这样强调,使杠杆在水平位置平衡是为了便于测量利弊,而这样的强调就会出现一个弊端,使学生在对利弊概念的理解上,出现支点到力的作用点的错误理解,为了避免对学生产生错误的引导,我校自主研发了右图所示的可弯折的杠杆,因为生活中我们常见的杠杆,并不都是直的,大部分都是弯曲的,或者其他形状,因此,我们把这种更普遍的杠杆,挪到了课堂上,下面是一个弯折的杠杆,为了研究杠杆平衡条件的方便,我们在这个弯折的杠杆上面立了一个标尺,并且悬挂了一个重垂线,使用这样的实验器材,在研究杠杆平衡条件的过程中,学生可以亲身通过实验的探究得出利弊并不是支点到力的作用点的距离,而是支点到力的作用线的距离,突破了难点,更容易理解杠杆的平衡条件。
下面我所介绍的实验器材是做功改变气体内能的实验装置,这套实验装置的组装器材主要有打气筒、带有两个开口的大玻璃瓶,并且配有胶塞、橡胶管以及电子温度计。
在实验室我们将电子温度计的测温探头通过橡胶塞深入玻璃瓶中,以测出玻璃瓶中的气体的温度,下面我们一起来看一下实验的过程。
现在我们向玻璃瓶中打气,气体的内能逐渐增加,我们可以看到电子温度计的示数在升高,表明内部气体的温度在升高,现在大家看到,气体对瓶塞做功,瓶塞被弹了出来,我们注意观察瓶口,能有明显的白雾出现,这说明气体对外做功,它的内能减小,温度降低,而在空气中的水蒸气遇冷,液化成为小水珠,也就是我们看到的白雾,现在我们再来观察电子温度计的示数,气体对外做功,它的温度迅速地下降,这个实验装置对比以往的实验,它的优点是,对于一定质量的气体,内能增大,温度升高,内能减小,温度降低,这样的结论,是通过分析和观察产生白汽后的现象推理得出的,而我们新研制的器材改进了,使我们可以直观地通过观察电子温度计的示数,直接读出玻璃瓶中气体的温度变化,更加的直观可视。
现在大家看到的是我们所演示的触电演示器,它的主要组装器材是:在小商品所买到的芭比娃娃、发光二极管、绝缘的小木凳、潮湿的泥土、低压电源、高压感应线圈和导线等组成。
下面我们一起来跟随这个芭比娃娃走进触电的四种方式,我们这个装置叫触电演示仪,它能够演示四种触电形式,这根儿红颜色的线,相当于我们生活中的火线;白颜色的线,相当于我们生活中的零线,这个玩具小人是经过改造的,在它身体的各个不同的部位,安装了二极管,如果有电流通过人体,这些二极管就能发光,我们先来演示第一种触电的形式,这时候人站在地上,一只手接触到了火线,大家看,这时候二极管发光了,表示有电流通过了人体,发生了触电事故,这种触电形式就是单线触电。
这时候,人如果站在木凳上,有一只手接触到了火线,这时候二极管没有发光,表示并没有电流通过人体,没有发生触电事故。
现在我们演示第二种触电形式,大家看,这时候人虽然站在木凳上,一只手接触了火线,另一只手,接触到了零线,这时候,灯亮了,有电流,有火线沿着人体流入了零线,这就是我们所说的双线触电,如果人不站在木凳上,站在地面上,这时候,仍然有电流通过人体,表明发生了触电事故。
接下来我们演示第三种触电形式,我把这根儿红颜色的线,接到地上,相当于我们生活中的高压线,落到了地面上,当人走向高压线时,人体的两脚尖就存在着电压,这时候灯亮了,表示有电流通过了人体,如果两脚尖距离越大,这时候灯就越亮,这是我们所说的跨过电压触电。
下面演示第四种触电形式,这根儿红颜色的线,是相当于生活中的几万伏的高压线,如果这时候,人靠近高压线。
回顾刚才我们看过的视频,触电的四种方式分别为单线触电,双线触电、跨步电压触电和高压电伏触电,这套实验装置,它的优点是能够形象逼真地把触电的四种方式展现在我们的面前,并且整个的实验过程,触电的方式,让学生更加容易理解。
通过对学生感官的刺激,使他们对所学的知识留有深刻的印象。
研究二力平衡的实验,以往我们所使用的是小车以及木板,由于小车和木板之间的摩擦较大,所以使实验的结果不够严谨,为此,我们对实验装置进行了改装,现在老师们所看到的就是我们改装以后的实验装置,用带有磁铁的滑轮,吸在我们的磁性黑板上,两边的细绳连接在轻质的纸牌上,这样,由于纸牌的质量非常轻,所以它的重力可以忽略不计,对于研究二力平衡,它的效果更加的明显,而且结论得出则更为严谨,这套实验装置携带起来也非常的方便,物美价廉。
下面我们再为老师介绍蒸发、吸热、制冷的实验,以往的蒸发、吸热、制冷都是通过老师口头举例,学生进行理解,而真正的蒸发、吸热、制冷我们是可以通过小实验表现出来的,下面我们通过视频来看一看蒸发、吸热、制冷的实验过程。
这是两枚硬币,我现在用打火机将气体、液体挤在上面,让它蒸发,液体迅速挥发,温度降到零下四十二摄氏度,水蒸气迅速凝华在上面,有一层白霜。
通过刚才的实验过程,我们看到了,喷在硬币上的打火机液体迅速地蒸发、吸热并且有制冷的作用,使硬币的温度迅速下降,以至于在空气中的水蒸气迅速的遇冷,凝华成一层霜,我们可以明显地在硬币的表面上看到这层白霜,这个实验能够让学生更加生动地体会到蒸发吸热的制冷作用,并且观察到我们平时不容易观察的霜的形成过程,对于学生了解雾、液、气三态之间的变化更加的生动、真实。
随堂的小实验还有很多,比如像这个电流热效应的应用,我们知道电流通过导体会产生电流的热效应,而这种热效应如何被我们所感知到呢?在课堂中,老师就可以做这样的实验,用一个电池盒,连接上导线,在导线中间连一段镍铬合金丝,在这个图片中,我们用一个相机的支架,将这根导线支起来,将一根火柴与镍铬合金丝接触,合上电源的开关,过了很短的时间,我们可以看到,由于电流通过导线以后生热,镍铬合金丝的温度迅速升高,当与它接触的火柴头达到燃点以后,火柴迅速地燃烧起来。
通过这样的实验,我们能够更真切地感受到电流热效应,在课堂的演示中,老师也可以经过随意的小实验来演示水蒸气的液化,以及水雾的气化过程,我们可以用这样的实验装置,烧瓶、胶塞以及导管,用酒精灯加热烧瓶中的水,随着温度的升高,水沸腾了,从导管中出来大量的水蒸气,而在导管口处我们是看不到的,在离导管口一定距离,我们看到了有大量的白气生成,实际上这是沸腾出来的高温的水蒸气,遇到冷的空气液化形成的小水滴,如何向学生展示出水蒸气是看不见的,而我们所看到的白气并不是真正的水蒸气,实际上是液态的小水滴呢,为了解决这样的难题,我们在产生大量白气的地方,用一个酒精灯进行加热,很明显的可以看到,在酒精灯加热的地方,将白气分成了两段,加热的地方,实际上让液态的小水珠迅速的在蒸发,让液态的小水珠在迅速的气化,成为真正的水蒸气,通过这样的实验,让学生清楚白气并不是水蒸气,而是水蒸气液化以后的小水珠,实际上在空气中的水蒸气我们用肉眼是看不见的。