摘 要:實驗在物理教學中有著重要作用。但實際操作有困難,一是實驗器材的不足;二是有些教師習慣于黑板上講實驗。這些現象,大大阻礙了新課程標準的落實。其實,可以使用身邊隨手可得的普通物品做物理實驗,這也是新課程標準中提倡的。
關鍵詞:新課程標準;課堂引入;實驗;飲料瓶
新課程標準要求教師在教學過程中突出物理學科的特點,發揮實驗在物理教學中的重要作用。下面,介紹幾個巧用廢棄飲料瓶作為課堂引入實驗的例子。
一、演示“力的分解”
《力的分解》是學生學習的難點,本節課可以用這樣的實驗進行引入:上課前讓每位學生準備一只空飲料瓶,裝滿水并將瓶蓋蓋緊,在瓶口上系兩根繩子。開始讓學生兩手各抓一繩,改變繩的夾角,體會拉力的變化。可以得到這樣的結論:當合力一定的情況下,兩等大分力的大小隨夾角的增大而增大。提問:能否使得兩繩都能拉至水平方向?絕大多數學生會認為可以。然后,再讓學生加大拉力,結果發現,無論怎樣使力,都無法使得兩繩都能拉至水平方向。這樣學生會產生疑問,帶著這樣的疑問進入本節課的學習,必然會提高學習的效率。
二、演示“完全失重”
在講《超重和失重》一節課時,可用這樣的小實驗引入:教師將帶有三孔的飲料瓶,用手按入水中充滿水,擰緊瓶蓋后,從水中提出來(水不溢出,是大氣壓的作用)。然后打開瓶蓋,水從小孔射出。教師提高飲料瓶位置,松手使飲料瓶自由下落,小孔中沒有水射出。當瓶子落至地面前,用手接住,這時水又從小孔射出來。再豎直上拋時,也會觀察到瓶子上升和下降過程中水都沒有從小孔射出。學生對看到的現象很吃驚,為什么瓶子在自由下落和豎直上拋運動過程中水都沒有射出來?帶著這樣的疑問進入本節課的學習,激發了學生學習的興趣。
三、探究“慣性大小與質量的關系”
慣性大小與質量的關系,學生很模糊。在講這一知識之前,教師可以做這樣的實驗:取一粗彈簧,將其壓緊,用細線系住,再取兩只飲料瓶,一只空的,另一只裝滿水,蓋好瓶蓋,將兩只瓶子并齊放倒在水平桌面上,彈簧放于夾縫中間。用剪刀剪斷細繩,會看到空瓶子滾動更遠。這個現象很直觀地說明質量大的物體不容易改變運動狀態,即質量大的物體慣性大。
四、演示“微型形變”
在《彈力》一節教學中,學生若對微型形變不能了解,則會對彈力的學習產生困難。可做這樣的引入:取一只玻璃飲料瓶,里面裝滿水,讓一名學生用手捏玻璃瓶,并回答瓶子有沒有發生形變。由于學生肉眼看不出變化,所以很可能回答沒有或不知道。再用穿有透明細管的橡皮塞封住瓶口,使水面位于細管中,再讓學生用手捏玻璃瓶,可以明顯看到透明細管中的水面上升。這個實驗很直觀地說明玻璃瓶在手的作用下發生了形變。
五、探究“斜拋運動射程與哪些因素有關”
《斜拋運動》在高中不要求定量分析,只要能定性分析即可。教材中安排了一個實驗探究,可將這一探究作為本節課的課堂引入:取一玻璃飲料瓶,裝滿水,用橡皮塞塞住,再取一個一次性輸液管,將針頭插在橡皮塞上。如果出水口和瓶子高度差不變,水從出水口射出的水流速度就不變。高度差越大,速度越大。若再將玻璃瓶用鐵夾固定在鐵架臺上,當水從出水口射出的方向不變,瓶子高度越高,水的射程越遠;當瓶子高度一定,水從出水口射出的方向不同,水的射程不同。由此可以知道,斜拋運動的射程與斜拋體的初速度及拋射角有關。這樣讓原本抽象的概念規律變得直接、簡單,更加便于學生接受。
六、演示“反沖現象”
在講《牛頓第三定律》時,可做這樣的引入:取一飲料瓶,在瓶底部鉆一小孔,將一根可彎曲吸管一端放入小孔內,另一端彎曲至與瓶子相切的方向,瓶口用繩子系住。裝滿水,手抓緊細繩,讓水從瓶子下面的小孔向同一切線方向噴出,會看到利用水的反沖作用把瓶子向相反的方向轉動。這一現象很有趣,并且在生活中已經大量應用于農田澆水等方面。有了這樣的引入,學生在本節課的學習過程中,對作用力與反作用力的特點的理解將會更加深刻。
七、演示“水流星”
在《圓周運動的實例分析》一節中,可用水流星作為引入:取一大口飲料瓶,用繩子系住瓶口,裝滿水,敞開瓶口。讓一位學生抓緊繩子,使瓶子在豎直平面內做圓周運動,由于缺乏經驗,水從瓶中灑出。讓學生提高瓶子的轉速,會發現水不再灑出。通過這個實驗極大地提高了學生的學習興趣,并帶著為什么后來水不會灑出這樣的疑問進入學習,對豎直平面內的圓周運動有了深刻的體會。
八、演示“機械能守恒”
在《機械能守恒定律》一節中,可做這樣的引入:取一只飲料瓶,裝滿水并將瓶蓋蓋緊,在瓶口上系一根長繩,系在教室門框上。讓一名學生將瓶子拉到一定高度,靠近他的鼻子,松手,身體保持不動。瓶子會向另一個方向擺動,擺到最高點,又擺回來,快靠近學生時學生可能會擔心打到自己的鼻子而往后退縮。這樣會使課堂氣氛十分活躍。然后,教師自己演示一下剛才學生的操作,但當瓶子回擺時,可以神情鎮定,安然不動。并告訴學生:因為老師掌握機械能守恒定律的知識,所以能做到處之泰然。由此,激發學生對本節課學習的熱情。
九、演示“功與內能轉換”
關于“氣體做功與內能的轉換關系”學生一直覺得很抽象。在講這節內容時可以用這樣的實驗引入:取一只瓶壁較薄的飲料瓶,在瓶內倒入少量酒精,橡皮塞塞緊瓶口,兩手分別握緊瓶的上下部分,用力擰緊瓶的下部,使其嚴重變形壓縮瓶內空氣,壓強增大到一定程度,橡皮塞沖出瓶口,瓶內氣體出現白霧狀(液化)。這一實驗很直觀地說明氣體膨脹對外做功,內能減少,溫度降低,并且激發了學生的學習興趣。
十、演示“光的折射,反射”現象
在《光的折射》一節中,可作這樣的引入:取一白色透明飲料瓶,裝半瓶水,向瓶內吹適量的煙霧,并用蓋子蓋緊。然后用激光斜照射,既可以看到光的直線傳播和光的折射現象,又可看到光的反射現象。改變入射角的大小,可研究入射角、反射角和折射角的變化規律,并且可使學生親眼看到光的折射和光的反射現象的同時存在現象。
總之,利用身邊的物品加強實驗教學是一個可以大有作為的領域。它的發展將有利于加強實驗的可見性、趣味性、探究性、開放性,拉近物理學和學生生活實際的距離,啟發學生關心身邊的事物,觀察和體驗身邊常見的現象,充分體現物理實驗從課堂走向生活,從生活走向社會的新理念。
參考文獻:
[1]張振樓.礦泉水瓶登臺,演繹無限風采[J].物理教師,2011(8).