物理演示实验的设计与创新方法探索

2019-07-31 20:23:22

  物理是以实验为基础的学科。在物理教科书中有演示实验、学生分组实验,还有每章都安排的小实验。对演示实验进行创新设计,既要考虑学生的认知和情感需要,又不能脱离教学实际。成功的演示实验能化枯燥为生动,化抽象为具体,化浅显为深刻。只要我们掌握好演示实验的设计技巧,不仅不会影响教学进度和效果,相反会促使教与学相得益彰,收到事半功倍的效果。

  1、 设疑法:

  通过设疑、释疑激发学生兴趣,设疑的要求是抓住重点,步骤简捷,力求吸引学生使引入新课自然。

  案例1:“魔筒”:用硬纸壳做个圆筒,称之为“魔筒”,我把它放在角度不太大的斜面中间,看一看会有什么现象发生?演示后学生奇怪,为什么圆筒不仅不会往下滚,反而往上滚,而且此后还会在斜面好反复地滚上滚下,最后停在斜面上?出乎意料的问题情境激发了学生解决问题的欲望,犹如化学反应中的催化剂,促使了学生思维火花的碰撞。(原来筒里面有二根橡皮筋中间拴着一个重物)。为什么这样的结构就会产生这种奇特的运动?可引入“重心”的学习;在运动过程中能量是怎样转换的?可以引入“能量的转换与守恒”的教学。

  案例2:酒精“喝水”:用一个带橡皮塞的圆底烧瓶倒扣在铁架台上,在橡皮塞中插一长玻璃管,下端插入一装有红水的矿泉水瓶中,然后在圆底烧瓶上倒些酒精,观察发生的现象:红水顺着玻璃管上升到瓶中(如果先将瓶子适当预热,还将看到“喷泉”现象)。酒精为什么会上升?酒精“喝水”的奇异现象可引发对“蒸发吸热”、“热胀冷缩”、“大气压强”的思考。

  2、再现法:

  有些物理现象学生从未经历过,学习时出现理解的困难,我们可以通过实验模拟再现,让学生一看就明白。正如我国著名物理教育家朱正元教授所说:“对于物理概念、物理规律等一些理论性的东西,往往是千言万语说不清,一看实验就分明”

  案例4:“短路”及其危害:什么是短路?短路有什么危害?初中生一般都没有什么“经验”,无论教师怎么说都不能在学生头脑中形成一个明确的感性认识。如果我们采用如下实验,取一根漆包线里面的细铜丝,将其接到“6v,10ah”的蓄电池上,伴随着“啪”的一声响,细铜丝瞬间变红熔化。学生一看就明白,终身难忘!

  案例5:“光刻”:在泡沫塑料上用毛笔写些字,然后用“浴霸”里用的灯光照射它片刻,结果那些写上去的字就象刻上去的一样。说明黑白两色吸热本领是不同的。这个实验不仅能激发学生强烈的兴趣和求知欲望,更为“比较不同物质的吸热能力”的学习提供了鲜活的感性认识素材。

  3、 感受法:

  有些物理事实就算在我们身边,我们也不一定能感受得到,比如“大气压”,无形中让学生“不相信”,这时我们可以设计“感受”性实验,让学生亲身体验,不仅可以让他们信服,更能激发他们强烈的求知欲。

  案例6:感受大气压 :取一个空的铝质易拉罐及一盆冷水,罐口缠上铁丝并固定并将铁丝拧成柄状(要有一定的长度和强度),往易拉罐中加入少量的水,放在酒精灯上加热至沸腾,并继续加热数十秒,迅速(持铁丝柄)将易拉罐倒扣到冷水中,观察发生的现象。(在“碰”的一声中,易拉罐瞬间被大气压压缩扭曲)。

  4、求异法:

  许多物理问题,从某一角度去看学生理解了,但换个角度却又糊涂了,所以在教学中应根据教学大纲的要求对同一问题从不同的角度设疑,不仅能有效巩固所学物理知识,还可以培养学生全面分析问题的思想方法。

  案例7:讲连通器时,按照教材讲了在连通器内只有一种流体,静止时各容器中的液面总保持相平。此时设疑:如果装的不是一种液体液面还相平吗?学生拭目以待,由教师作了演示实验,师生共同分析得出了结论。

  案例8:“听话的鸡蛋”:漂浮物体的重力等于浮力。如果问漂浮物体所受重力和浮力的关系是什么?学生回答自如。但如果问轮船从河里开到海上是浮起来一些还是沉下去一些?就不那么容易回答了。我们可以做个“听话的鸡蛋”的小实验:事先调好一定浓度的盐水,让鸡蛋刚好悬浮在水中,再往水中加点盐,调匀后可看到鸡蛋上浮,再加些清水鸡蛋又下沉了。透过这一实验现象,学生很容易理解上面的问题。

  4、 探索法:

  在猜想结论的基础上,引导学生设计实验方案,并进行演示或随堂实验的方法。

  案例9:讲《蒸发》一节,引导学生利用控制变量的方法设计三个小实验:(1)在手背上滴两滴相等的水滴,把一滴涂开,看那个干得快?(面积不同);(2)在桌子上和手背上涂上面积大致相同的水渍,看哪个干得快?(温度不同);(3)在桌面上涂上大小面积相同的水渍,对其一片吹风,看哪滴干得快?(对流速度不同)。虽然这个实验简单,但它不仅使学生懂得影响蒸发快慢的知识,而且渗透了物理研究的方法。

  6、破谬法:演示实验可以破除学生头脑中原有的一些错误的概念。促使学生放弃对物理概念理解的谬误,掌握物理概念的本质。

  案例10:在学了用弹簧秤测力后,学生易产生这样一种思维定势,认为“拉力总是等于物重”而忽视了弹簧称重必须满足“二力平衡”的条件。但是因为初中生又没有学习超重与失重的问题,所以我们无法向他们作过多的解释。但我们只要用圆筒测力计吊着物体在学生面前走一走,他们将看到测力计的示数将随着教师走动的步伐忽在忽小。从而破除了“拉力总是等于物重”的谬误。

  来源:谢冬英物理工作室