关于子弹打物块的三种答案第一期
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第27卷第8期 2007年8月 物理实验 PHYSICS EXPERIMENTAT10N VoII 27 No.8 Aug.,2007 利用身边物品做物理实验的教学功能探析 基础教育研究 陈万平 ,申万兵 ,吴同华。 (1.曲阜师范大学物理工程学院,山东曲阜273165; 2.哈尔滨工业大学(威海)信息科学与工程学院,山东威海264209; 3.牡丹江师范学院物理系,黑龙江牡丹江157012) 摘要:结合教学实践,探讨了适于做物理实验的身边物品以及利用这些物品做物理实验的独特教学功能. 关键词:实验器材;物理实验;教学功能 中图分类号:G633.7 文献标识码:B 文章编号:1005—4642(2007)08—0019—03 物理实验是人类认识世界的一项重要活动, 是进行科学研究的基础.研究表明[1],如果实验 所用的材料是学生所熟悉的,就会使学生感觉到 亲切,较容易克服思维障碍,能较好的达到实验的 目的;如果实验所用的仪器是学生亲手制作的,那 么不仅能培养学生的动手能力,而且还能帮助学 生建立起牢固的相关物理表象,敏锐地洞察其中 发生的物理过程,使学生对知识的理解更加透彻. 因此,教师应当引导学生充分利用顺手拈来的、所 熟悉的物品做物理实验,这样可以丰富学生实验 物品,弥补实验仪器不足,拓展实验探究的时空, 让学生真正经历“从自然到物理、从生活到物理” 的认识过程.本文结合教学实践,探讨了适于做 物理实验的身边物品以及利用这些物品做物理实 验的独特教学功能. 1 适用于做物理实验的身边物品 1.1 日常用品 家庭中的很多日常用品如书本、笔、厨房里的 醋、食盐、碗、筷等都是很好的实验器材.在利用 这些物品时要首先告诉学生它们的一些用途,如 塑料笔可以做摩擦起电、杠杆、折射、测重心等实 验;醋、食盐可以做密度的测量等实验;碗可以作 为实验容器,筷子可以做搅拌器、杠杆;干电池可 以做学生电源;一次性注射器可以做量筒等.教 师在演示实验时也要尽量利用这些随手可得的物 品,如在演示力的分解时可以将硬纸片弯成弧形, 卡在2本厚书的中间,这样可以在最高点放1盒 火柴而硬纸片安然无恙;在说明音调高低与频率 的关系时,将梳齿从硬纸片上划过去,纸片能振动 发声,纸片发出声音越高,这说明频率越大,音调 越高;在观察毛细现象时,向透明水杯装入少量的 水,向水中滴几滴红墨水,再将1张图画纸条竖直 地放入杯中,纸条的上端靠在杯壁上,可以看见红 色的水沿纸条慢慢上升.另外,教师在教学中要 有意识地让学生准备一些实验器材,如让学生购 买凸透镜,收集旧电池上的碳棒、锌片等,学生手 里有实验器材,自然乐意做实验. 1.2儿童玩具 爱玩是青少年的天性,大到露天娱乐场的“翻 滚过山车”以及当今最酷的“蹦极跳”,小到塑料 “旋转飞镖”,都是他们想玩、爱玩的“玩具”,将它 们引入课堂,定会活跃课堂气氛,能够起到实验仪 器所不能替代的作用,使学生在好奇中愉快地学 习物理.根据玩具在物理实验中的作用,可以将 其分为2类:一类是直接移用型,如碰碰球、光控 电子鸟、超级离心赛车、撒尿泥娃娃、不倒翁等,这 类玩具本身就是根据物理原理设计的,可以直观 地显现物理现象,在教学中教师可以直接将其拿 过来运用.如教师可以用撒尿泥娃娃演示热力学 定律,用碰碰球说明弹性碰撞原理,用不倒翁演示 物体重心位置,等等.另一类是技术移用型,这类 收稿日期:2007—03—15 作者简介:陈万平(1955一),男,山东济宁人,曲阜师范大学物理工程学院教授,主要从事物理教学和计算机辅助物理 教学研究工作.
维普资讯 http://www.cqvip.com 20 物理实验 第27卷 玩具就其本身而言对物理实验的教学作用并不 大,但其结构装置、控制机构等技术因素可以利用 到物理实验中,或对它们进行适当组合,也可进行 创新.例如:在学习了离心运动后,为使学生对其 有更深刻的了解,教师可以给学生演示发光陀螺, 当陀螺体旋转时,发光二极管就会发光.这样教 师就可以问学生:二极管为什么会发光?有的说: 里面装了小发电机.有的说:不是发电机,而是有 电路,当陀螺旋转时,电路就接通.有人反问:电 路怎会自动接通?于是展开争论,为了证明谁对, 将陀螺拆开观察,结果发现电路中安装了离心开 关,陀螺旋转时,离心运动使开关接通,二极管发 光.从而使同学们对离心运动的应用有了更加深 刻的理解. 1.3家用电器 电器是根据众多的物理原理设计出来的,那 么可以在适当的情景、条件下把相关的物理现象 显现出来,利用身边常见的电器,如电暖器、冰箱、 电子表、电话、麦克风、电灯泡、吹风机、打印机、电 视机、电风扇等,可以进行很多物理实验.如为了 验证电子的运动,可以把通草球在电视机荧光屏 上拖动,过一会通草球就会突然跳起来,而且球与 荧光屏的距离越近,球偏离得就会越大;为了向学 生讲清物体吸收热量的多少与颜色有关时,可以 利用电灯泡做实验,将罐头铁皮剪成两半,除去上 下2个面,并将其分成2个半圆(如图1)把其中 的一半用蜡烛火熏黑,另一半不变,然后将它们等 距离的围在100 W的灯泡周围,罐头铁皮外侧各 用凡士林粘上1根火柴梗,然后开亮灯泡,过一段 时间熏黑的一面的火柴梗先落下来,这就形象地 向学生说明了黑色容易吸收辐射热.
图l 验证“物体吸热多少与颜色有关”实验装置 1.4废旧物品 废旧物品是物理实验中可以充分利用的资 源,如用废旧的纸盒、易拉罐、塑料瓶、旧弹簧、橡 皮筋,再辅助塑料板和黏合剂等就可制成仪器模 型或实验器具.如利用果冻塑料外壳做验证帕斯 卡定律小实验,在1个塑料壳8个侧面的同一高 度处分别扎1个小孔,用万能胶把2个塑料外壳 口对口地粘在一起.待于后放入水中,让水从8 个孔进入塑料壳,直到水满为止.取出后,在其中 1个塑料壳底部扎入注射器针头,利用注射器推 入水,可以看到8条细水柱喷出的距离相同,这说 明加在密闭液体上的压强能够大小不变地向各个 方向传递,从而验证了帕斯卡定律.除了以上例 子外还有很多实验,如用废钢锯条做振动发声的 实验,用易拉罐作小电动车,等等. 2利用身边物品做物理实验的教学功能 2.1利用身边物品做物理实验新鲜生动。可激发 学生的学习兴趣 物理学科的特点,决定了学生学习物理的难 度,使一些学生对物理产生畏学、厌学情绪.在实 验室做物理实验虽然比较正规,但很多学生对其 却有恐惧感.用身边的物品进行实验,由于这些 物品是学生所熟悉的,所以可以使学生原有的认 知结构与物理教学贴近,可以消除学生对物理仪 器的恐惧感和对物理现象的神秘感,顺应学生爱 玩、爱动的天性,使其“玩人物理世界,探究物理规 律”.这里需要注意的是,学生刚开始把目光投向 身边物品时,因不懂如何下手所以兴趣不大,这时 教师应该在上课时,在适当的教学环节,根据教学 的内容和学生的学习状态,随机进行实验,这样有 助于开拓学生的视野,启发学生的思维,同时也是 教师教学机智的体现.苏联教育学家苏霍姆林斯 基说过:“兴趣的源泉还在于把知识加以运用,使 学生体验到一种理智高于实事和现象的权威 感”[2].每个学生心灵深处有种使自己成为科学 家和探索者的希望和需要,这种需要是和学生的 学习兴趣相伴的.同时,让学生用身边的物品做 物理实验,可以有效地将知识外化,使他们在不同 情景下去应用所学的知识,这样也可以在学用结 合上促进了学生的兴趣. 2.2利用身边物品做物理实验能避同求异。培养 学生的创新意识 学生利用身边物品做物理实验时,往往都怀 有极大的兴趣去探寻适合做实验的物品,此时没
有老师的指导,没有条条框框的约束,有的是宽松 维普资讯 http://www.cqvip.com 第8期 陈万平,等:利用身边物品做物理实验的教学功能探析 21 的时间、自由的空间,学生的情趣十分投入,思维 活跃,极易摆脱课堂教学和课本的束缚,在实验过 程中摸索出适合自己所设计装置特点的操作方 法,这一切无不包含着创新的成分.同时,由于身 边的物品本来的用途不是做物理实验的,而学生 将其拿来做物理实验,这种做法本身就是一种创 新.这里需要说明的是,创新意识的培养决不是 在一两次的创新教育活动中就能“点石成金”的, 必须经过日积月累、从小到大的精心培养才能形 成.用身边的物品做物理实验会以一种慢慢出现 的、共享的活动形式在学生当中传播,这种看似随 意的活动,却要经过一番认真的思考、设计才能成 功,这样可以促使学生的思维从“基态”跃迁到“激 发态”,从而进发出创造性思维的火化. 2.3利用身边物品做物理实验能培养学生不怕 挫折的精神。促进学生身心健康 由于升学的压力,有些中学生对物理实验只 是即兴玩玩而已,在实验过程中遇到一点困难和 挫折就放弃,这样不利于培养学生不怕挫折、勇往 直前的科学精神.如在做水果电池实验时,如果 教师不告诉学生可选哪些材料以及具体做法,实 验难度自然增大.此时,教师就应针对学生在实 验中出现的问题指导他们修改实验方案,让他们 经历“创造”、“发明”的甘苦,在克服困难的过程中 锤炼意志,自觉培养不怕挫折的科学精神.由于 学生的升学压力很大,所以他们既要搞好学习增 强升学的竞争力,也要学会放松保持身心的健康. 但很多学生选择了上网聊天、玩游戏的方式进行 放松,长时间的上网不仅会对学生的身体造成伤 害,而且还会使学生的心理健康受到影响.因此, 教师应当根据中学生年轻好动的特点鼓励他们就 地取材做物理实验.随着这样活动的展开,学生 的兴趣广泛了,以前学生下课后不愿意提问,不愿 意与老师交往,现在由于随时随地可以做实验,师 生常在一起玩,学生则会把老师当成朋友,实验成 了师生心情的放松剂. 参考文献: Ell安忠,刘炳升.中学物理实验教学研究EM].北京: 高等教育出版社,1986.288 ̄293. [2]苏霍姆林斯基.给教师的建议(上)[M].北京:教 育科学出版社,1980.57. [3]蒋绚,龚晓霞.即兴物理实验口].物理实验,2003, 23(12):30~31.
Exploring the teaching function of easily accessible materials in physics experiments C HEN Wan—ping ,SHEN Wan—bing ,WU Tong—hua。 (1.College of Physics and Engineering,Qufu Normal University,Qufu 273165,China; 2.College of Information Science and Engineering, Harbin Institute of Techology(Weihai),Weihai 264209,China; 3.Department of Physics,Mudanjiang Normal University,Mudanjiang 1 5701 2,China) Abstract:This paper explores the unique teaching functions of easily accessible materials in phys— ics experiments.The corresponding teaching practices are also reported. Key words:experimental device;physics experiment;teaching function