他山之石,可以攻玉

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  现在与很多物理教师交流,都感慨学生对物理是越学越厌学,物理是越教越难教。下面来谈谈自己利用物理实验激发学生兴趣,解决学生厌学教师难教的方法,还请有识之士不吝赐教,算是抛砖引玉吧。
  物理学是一门以实验为基础的自然学科。初中物理课基本上每节课都有实验,而农村学校由于实验器材条件的限制,往往不是做实验,而是讲实验,时间长了,学生兴趣索然,更不用说还要去做那些枯燥无味的物理题了。
  一、自制教具,学生倍感亲切
  《物理课程标准》基本理念:从生活走向物理,从物理走向社会。因此,义务教育阶段的物理课程应贴近学生生活,符合学生认知特点。而且生活中常见的物品用作物理教学的器材,让学生对物理现象有亲切感,消除了对物理的恐惧与距离感。
  《大气压强》中,以前大多数物理老师都会用覆杯实验来证明大气压强的存在,但很多学生会怀疑是不是因为水吸住杯下面的硬纸片,而对此现象的结论在内心留下疑虑。笔者试着用一个矿泉水瓶装满水,拧好盖子,在两侧面各扎一个小洞,然后拿着瓶子走到学生中间,他们发现此时水并没有流出。但刚把盖子打开,水立即从小洞流出。再次拧好盖子,水又停在了瓶里。学生很是信服,认为一定是外界的大气压强压住了水。甚至有学生立即就说出如果我们倒茶的时候,用手指顶住茶壶盖的小孔水就倒不出来;还有学生提到难怪口小的饮料瓶向外倒饮料总是很慢。
  在物体的浮沉条件教学中,可以找一只密封性好的塑料袋,双手撑开,袋口往下在酒精上加热五分钟左右,看到袋子上部鼓起来,手一松袋子会慢慢上升直到教室的天花板。感觉比学生看到用饮料瓶做的潜水艇更易说明问题,当然,等分析好了塑料袋上升的原因,塑料袋也下来了,还可以再请学生来解释一下原因。实验首尾兼顾,安全方便。
  还有由于很多学校都没有真空铃,这个实验一直让农村初中物理老师比较头疼,试着用生日蛋糕上的音乐芯片打开后系上棉线放进保温瓶,悬空并塞紧瓶塞,就几乎听不到声音了,学生感到真空可信,也活跃了课堂气氛。
  二、巧妙设计实验,学生印象深刻
  物理课本由于篇幅有限,不可能提供太多的资源,难免会使教学活动中不能充分说明现象本质。就需要物理老师能巧妙利用现有的实验器材,在原有实验基础上再设计,起到画龙点睛的作用。
  在讲液化时,课本上只有一个“人工造雨”的实验,可以在原来的基础上把金属盘放在酒精灯上烤一下,再放到烧瓶上方观察几分钟,看会不会有水珠产生,从而深刻揭示液化的条件。并没有多用多少器材,但效果非常明显,事半功倍。
  再如在《光的直线传播》试着将一支蚊香点着放进大烧杯内,用塑料片盖住,等烟充满烧杯后取出蚊香,放在激光笔光线经过的地方,很直观地显示出光的路径,效果很好。再后来,反过来想一想既然光在同种均匀介质中沿直线传播,那么光在不均匀介质中会怎样呢?于是,准备了一个倒有小半杯自来水的烧杯,放在激光笔光线经过的地方,保持激光笔静止,缓慢地向烧杯中倒入配置的浓盐水,学生明显地看到黑板上的光斑上下左右晃动,效果传神。这就是逆向思维的体现,更有说服力,比空洞的讲解生动透彻,也为以后讲光的折射做好伏笔。
  三、避免“假实验”,改进实验设计,追求科学探究的本真
  碘的升华实验,笔者照着课本上的实验去做,学生每次都看到有紫色的液态碘产生,并沸腾。尝试解释,也说不通,学生更加怀疑。尝试用樟脑丸同样去做,结果再次出现这种情况,产生白色液体,并沸腾。后来查阅资料,碘的熔点是113.5℃,沸点是184.35℃,而酒精灯火焰温度可以达到400—500℃,所以加热一会儿碘锤中的碘就会熔化。怎样才能让碘升华又不会熔化呢?灵机一动,只要让碘的温度不超过熔点就行了,碘的熔点恰好高于水的沸点,于是设计了与海波熔化相同的温水加热的水浴法,观察到瓶中只有紫色气体产生,虽说实验现象出现得比较慢但不再有液体产生了,而学生也就不再有疑虑了。
  再者在探究电流的热效应实验中,该实验涉及到的物理量较多,必须要按控制变量法来进行实验,实验过程较复杂。而电阻丝产生的热量又不方便直接测出来,只能用转换法来通过比较观察到的物理量来反映电阻产生的热量。而转化为什么比较好实验,又能准确反映它们之间的关系呢?很多老师认为用火柴这种常见又便宜的生活用品比较好,相同的火柴点燃需要相同的温度,而达到相同的温度就需要吸收几乎相同的热量。于是在探究Q与R的关系时,连接了R1与R2(R1>R2)串联的电路,哪一个电阻上火柴先点燃,哪个电阻上产生的热量就越多,理论上似乎一切都顺理成章,但实验时两个电阻差不多同时点燃,也只能再次“解释”。其实只要观察定值电阻,就会发现10Ω与5Ω没什么不同,都是粗细相同镍铬合金丝绕制的,但10Ω的电阻丝长一些,两个电阻夹火柴的部分电阻丝长度差不多,该部分的电阻值也差不多,在相同时间产生的热量也就近似相等了,所以点燃时间并没有多大区别,出现上述现象也就不足为奇。改进方法:取两个锥形瓶,放等质量的食用油,放入电阻丝,在塞子各自插上温度计,再将这两个电阻丝串联到相同电路中。通过相同时间食用油温度上升的数值来比较产生热量的多少,哪个瓶里的油温度上升的快就说明哪个电阻丝放出的热量多,这种实验方法思路比较严谨,非常精确,在多次实验后结果都相同。但缺点是实验时间较长,之后在保证电阻丝不会烧坏的情况下,通过提高电源电压和适当减少食用油的质量让实验时间减少到了课堂教学允许的时间,因此这就不失为一种理想的实验方法。
  之后与同事讨论,有人提出用相同电路中的电阻丝来加热密封的瓶中的空气,通过比较气球体积大小来比较电阻产生的热量多少,实验效果也不错,且用时较短。
  (作者单位:江苏省兴化市临城中心校)
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