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摘要:演示实验在教学中重大作用,它通过形象直观的特点及启发特点把学生的思想认识提高到一个新的高度,通过惊险有趣的现象把学生带到一个神秘的空间,让学生积极主动地去寻找宝藏的钥匙。实验的替代性、创新性为学生提供了广阔的思维空间,供学生去畅游。实验材料的广泛性为学生的动手能力提供必要的物质保障。
关键词: 演示 实验
中学物理教学中的演示实验是通过具体的物理现象的展示将抽象的理论形象化,帮助学生观察物理现象,增加感性认识,提高学习兴趣和物理思维能力的重要教学手段。演示实验的优劣直接影响到教学的效果。那么,什么样的演示实验才算是合格的呢?优质的呢?现结合本人实践浅谈一下演示实验的特点。
首先,演示实验应具有直观性。例如人教版物理第二册《做功和内能的改变》一节为了说明物体对外做功,内能减小,设计一个演示实验(第17页),本人在准备实验时,发现瓶塞跳得不高,生成的雾气很少,实验现象不明显,对此做一改进:将一透明饮料瓶侧面开一孔,将自行车气门安装于侧面,瓶内装入少量酒精代替水,因为酒精的沸点比水低,故能产生更多的蒸汽且易液化,用打气筒向瓶内加压,气体冲开塞子后,塞子能打到房顶上,瓶内出现大量的白雾,后排同学都能看得很清楚。于是找一名成绩较差的学生回答观察到的现象,他一下就将两个现象回答出来:塞子跳出、瓶内出现大量白雾。然后又问:"塞子为什么会跳起来?"生答:"塞子受力了。"又问:"这个力是谁施加的?"生答:"瓶内的气体。"师:"这说明瓶内的气体对塞子做了功。那请你告诉我雾是如何形成的?"生答:"降低温度,液化形成的。"这样就把对外做功温度降低内能减少这一枯燥无味理论性较强的知识变得形象直观了,由感性认识上升到了理性认识。
第二,演示实验应具有趣味性。例如在序言中可安排如下实验:"飞不出的鸡蛋"、"冷水使热水沸腾"、"放大镜并不总起放大作用"、塑料捆扎绳越捋越散开"等实验,反常的实验出乎他们意料之外,使他们兴趣盎然,很容易唤起他们的好奇心,激发他们的求知欲望。在讲授《分子动理论的初步知识》中,开头可安排如下实验:在一个光口瓶里倒一些氨水,用玻璃片盖好,在另一个广口瓶里贴一浸有酚酞试剂的白棉花,倒扣在氨水瓶上并抽出玻璃片看到白花变成红花,学生们看到后兴趣盎然。问:"同学们知道其中的道理吗?学完今天的课我们就可以找到答案了。"这样学生们会带着一种急于找到答案的心情去听课,比开门见山的讲授更能提起学生们的有意注意,从而为教学服务。
第三,演示实验应具有惊险性。这里的惊险是有惊无险,不能出现任何意外。力学里常用的是鸡蛋。例如演示惯性现象时,取一杯子,装半杯水,用硬片盖好,上面放一鸡蛋,用力迅速弹出纸片,鸡蛋却落入水中。在研究冲量定理时,用力将鸡蛋扔向四人抻起的床单上而鸡蛋不碎。在热学中,常用醋,将醋烧开沸腾后将手放入沸腾的锅内而手却毫无损伤。在电学里,站在干木凳上用手触摸火线却安然无恙。学生们在唏嘘之后深刻地领悟到物理的博大精深。
第四,演示实验应具有启发性。学生在实验中可能对某些实验现象理解起来较费力,此时可安排一些啟发性小实验。例如,酒精与水混合体积减小,说明分子间有间隙,有些同学对这种理解不能接受,此时可取两支量筒,一支装半筒芝麻,一支装半筒花生米,将芝麻倒入花生米中,量筒并没有满而是缺一段,同学们看到这里,谜团不说自破了,若课堂上不厌其烦的用语言去描述,本来这部分理论性较强、比较抽象,同学们就会听得昏昏欲睡,不利于课堂的教学。
第五,演示实验具有替代性。实验中有些有毒的实验不能去做,这就需要想办法来代替。在托里拆利实验中要用到汞,由于汞有毒大纲中对此实验已不做要求,我们可以用水来代替,玻璃管可以用塑料管代替。对于液化实验中要用到乙醚,乙醚也是有毒的且易挥发,这时我们可以用丁烷气体来代替。用到的器材有:注射器、气体打火机、水笔笔芯的橡皮帽。首先取下橡皮帽并在其封闭端用针尖扎一小孔。其次找一有"气"打火机取下前端金属罩、齿轮、只留杠杆阀门和出气口。第三连接打火机、橡皮帽和注射器并给注射器充气。具体操作:先把橡皮帽套在注射器出口上,并将活塞推到底部,排空筒内空气,接着把打火机出气口对准橡皮帽打孔处,用力使三者结合紧密,再压下杠杆阀门实现充气,停止充气时为了保证气密性,应用手指压住橡皮帽。此注射器还可用空气压缩引火仪代替。具体操作:将活塞拉到上端露出气孔,倒置,将打火机出气口对准气孔,压下阀门实现充气,因为丁烷气体密度小于空气密度,故空气会被排净,然后将活塞上推,封住气体就可以了。
第六,演示材料具有广泛性。我们手头的钢笔、铅笔、文具盒、小刀、橡皮、饮料瓶、硬币、眼镜、气球等等都可以充当实验材料来演示物理规律。以水杯为例,水杯配合其它物体可做多个实验:可做覆杯实验、惯性实验、滚动摩擦、滑动摩擦实验、内部盛水后可用作放大镜、内部盛水后插入一支笔可作折射实验、内部盛水后敲击它发声,可观察到水的振动,从而研究声现象等等。
第七,演示材料具有创新性。创新实验需要创造性的教学。要培养学生的创新精神,教师首先应具有创新精神和创新能力。在实验教学中,教师要勤于思考,勇于探索,做好演示实验的改进工作。如人教版164页图11-4"鸡蛋将怎样?为什么?"的演示实验可以这样来改进:把广口瓶换成150ml的平底烧瓶,把去壳的熟鸡蛋换成去壳的鹌鹑蛋,演示时把铁丝的一端缠上浸过酒精后的棉花然后点燃,迅速插入烧瓶中,带燃烧片刻后抽出铁丝,再迅速将鹌鹑蛋放在瓶口上,过会儿就可看到鹌鹑蛋沿着烧瓶颈慢慢的下滑到瓶底,这种改进可见度增大,生动形象地证明了大气压的存在。
让学生将改进后的实验与课本上的方法对照比较,分析优劣体味实验创新的实用性,并引导学生思考是否有其他的改进方案并在课下指导学生对物理实验进行改进,通过加一加、减一减、改一改、变一变、扩一扩、缩一缩等方法动手对日常接触的事物进行改进和创新。
成功的创新演示实验,有利于克服思维定势,开拓学生思维,激励学生敢于标新立异,提出富有新意、与众不同的实验方案以此激励学生的创造意识。
关键词: 演示 实验
中学物理教学中的演示实验是通过具体的物理现象的展示将抽象的理论形象化,帮助学生观察物理现象,增加感性认识,提高学习兴趣和物理思维能力的重要教学手段。演示实验的优劣直接影响到教学的效果。那么,什么样的演示实验才算是合格的呢?优质的呢?现结合本人实践浅谈一下演示实验的特点。
首先,演示实验应具有直观性。例如人教版物理第二册《做功和内能的改变》一节为了说明物体对外做功,内能减小,设计一个演示实验(第17页),本人在准备实验时,发现瓶塞跳得不高,生成的雾气很少,实验现象不明显,对此做一改进:将一透明饮料瓶侧面开一孔,将自行车气门安装于侧面,瓶内装入少量酒精代替水,因为酒精的沸点比水低,故能产生更多的蒸汽且易液化,用打气筒向瓶内加压,气体冲开塞子后,塞子能打到房顶上,瓶内出现大量的白雾,后排同学都能看得很清楚。于是找一名成绩较差的学生回答观察到的现象,他一下就将两个现象回答出来:塞子跳出、瓶内出现大量白雾。然后又问:"塞子为什么会跳起来?"生答:"塞子受力了。"又问:"这个力是谁施加的?"生答:"瓶内的气体。"师:"这说明瓶内的气体对塞子做了功。那请你告诉我雾是如何形成的?"生答:"降低温度,液化形成的。"这样就把对外做功温度降低内能减少这一枯燥无味理论性较强的知识变得形象直观了,由感性认识上升到了理性认识。
第二,演示实验应具有趣味性。例如在序言中可安排如下实验:"飞不出的鸡蛋"、"冷水使热水沸腾"、"放大镜并不总起放大作用"、塑料捆扎绳越捋越散开"等实验,反常的实验出乎他们意料之外,使他们兴趣盎然,很容易唤起他们的好奇心,激发他们的求知欲望。在讲授《分子动理论的初步知识》中,开头可安排如下实验:在一个光口瓶里倒一些氨水,用玻璃片盖好,在另一个广口瓶里贴一浸有酚酞试剂的白棉花,倒扣在氨水瓶上并抽出玻璃片看到白花变成红花,学生们看到后兴趣盎然。问:"同学们知道其中的道理吗?学完今天的课我们就可以找到答案了。"这样学生们会带着一种急于找到答案的心情去听课,比开门见山的讲授更能提起学生们的有意注意,从而为教学服务。
第三,演示实验应具有惊险性。这里的惊险是有惊无险,不能出现任何意外。力学里常用的是鸡蛋。例如演示惯性现象时,取一杯子,装半杯水,用硬片盖好,上面放一鸡蛋,用力迅速弹出纸片,鸡蛋却落入水中。在研究冲量定理时,用力将鸡蛋扔向四人抻起的床单上而鸡蛋不碎。在热学中,常用醋,将醋烧开沸腾后将手放入沸腾的锅内而手却毫无损伤。在电学里,站在干木凳上用手触摸火线却安然无恙。学生们在唏嘘之后深刻地领悟到物理的博大精深。
第四,演示实验应具有启发性。学生在实验中可能对某些实验现象理解起来较费力,此时可安排一些啟发性小实验。例如,酒精与水混合体积减小,说明分子间有间隙,有些同学对这种理解不能接受,此时可取两支量筒,一支装半筒芝麻,一支装半筒花生米,将芝麻倒入花生米中,量筒并没有满而是缺一段,同学们看到这里,谜团不说自破了,若课堂上不厌其烦的用语言去描述,本来这部分理论性较强、比较抽象,同学们就会听得昏昏欲睡,不利于课堂的教学。
第五,演示实验具有替代性。实验中有些有毒的实验不能去做,这就需要想办法来代替。在托里拆利实验中要用到汞,由于汞有毒大纲中对此实验已不做要求,我们可以用水来代替,玻璃管可以用塑料管代替。对于液化实验中要用到乙醚,乙醚也是有毒的且易挥发,这时我们可以用丁烷气体来代替。用到的器材有:注射器、气体打火机、水笔笔芯的橡皮帽。首先取下橡皮帽并在其封闭端用针尖扎一小孔。其次找一有"气"打火机取下前端金属罩、齿轮、只留杠杆阀门和出气口。第三连接打火机、橡皮帽和注射器并给注射器充气。具体操作:先把橡皮帽套在注射器出口上,并将活塞推到底部,排空筒内空气,接着把打火机出气口对准橡皮帽打孔处,用力使三者结合紧密,再压下杠杆阀门实现充气,停止充气时为了保证气密性,应用手指压住橡皮帽。此注射器还可用空气压缩引火仪代替。具体操作:将活塞拉到上端露出气孔,倒置,将打火机出气口对准气孔,压下阀门实现充气,因为丁烷气体密度小于空气密度,故空气会被排净,然后将活塞上推,封住气体就可以了。
第六,演示材料具有广泛性。我们手头的钢笔、铅笔、文具盒、小刀、橡皮、饮料瓶、硬币、眼镜、气球等等都可以充当实验材料来演示物理规律。以水杯为例,水杯配合其它物体可做多个实验:可做覆杯实验、惯性实验、滚动摩擦、滑动摩擦实验、内部盛水后可用作放大镜、内部盛水后插入一支笔可作折射实验、内部盛水后敲击它发声,可观察到水的振动,从而研究声现象等等。
第七,演示材料具有创新性。创新实验需要创造性的教学。要培养学生的创新精神,教师首先应具有创新精神和创新能力。在实验教学中,教师要勤于思考,勇于探索,做好演示实验的改进工作。如人教版164页图11-4"鸡蛋将怎样?为什么?"的演示实验可以这样来改进:把广口瓶换成150ml的平底烧瓶,把去壳的熟鸡蛋换成去壳的鹌鹑蛋,演示时把铁丝的一端缠上浸过酒精后的棉花然后点燃,迅速插入烧瓶中,带燃烧片刻后抽出铁丝,再迅速将鹌鹑蛋放在瓶口上,过会儿就可看到鹌鹑蛋沿着烧瓶颈慢慢的下滑到瓶底,这种改进可见度增大,生动形象地证明了大气压的存在。
让学生将改进后的实验与课本上的方法对照比较,分析优劣体味实验创新的实用性,并引导学生思考是否有其他的改进方案并在课下指导学生对物理实验进行改进,通过加一加、减一减、改一改、变一变、扩一扩、缩一缩等方法动手对日常接触的事物进行改进和创新。
成功的创新演示实验,有利于克服思维定势,开拓学生思维,激励学生敢于标新立异,提出富有新意、与众不同的实验方案以此激励学生的创造意识。