发掘生活资源?盘活物理实验
2017-08-28王秋官
王秋官
摘 要:物理是一门以实验为基础并且与生活紧密相连的学科。它来源于生活,最终实践于生活。物理教师在实验教学过程中,应该结合教学实际,用心去发掘生活资源的实验用途,让生活资源成为我们教学的实验器材,重新组合物理实验,让物理实验以“生活化”的方式呈现,从而激发学生学习物理的兴趣,消除学生思维障碍,突破教材的重点、难点,发散学生物理思维,活用物理知识,提高学生动手能力。
关键词:初中物理;生活资源;物理实验
一、引言
从物理这门学科的发展史来看,所有的理论都是基于大量实验或在实践生活中偶然所得,与生活实践密不可分,脱离了生活主体的物理没有任何教学意义。心理学研究表明:学习的内容与学生的生活越贴近,学生有意识接受知识的意愿就越强烈。因此教师应当引导学生从课堂学习转移到生活实践学习中去,习惯站在物理的角度分析生活资源,发掘其所蕴含的物理实验用途,让学生真正地意识到物理来源于生活、实践于生活,是一门以生活实践为主体的学科。在有限的实验器材条件下,教师应当深入发掘身边的生活资源,创设各种各样的实验情境,帮助学生从理论课堂中摆脫出来,走进生活,走进实践,感受物理这门实践学科的魅力所在,激发学生的学习积极性,和学生一起探寻物理奥秘。本文是在大量实践教学基础上对物理实验教学的做法进行的总结,不当之处期望指出,以便笔者及时完善。
二、发掘生活资源,创设物理“吸睛”实验,激发学习兴趣
爱因斯坦有句名言:“兴趣是最好的老师。”浓厚的学习兴趣可以提高学生学习积极性,教师的任务就是精心设计每一个课堂教学环节,不断创造出课堂的亮点,激发学生物理学习兴趣,调动学生的学习积极性。而创造课堂的亮点最有效的手段之一就是利用生活资源进行实验,这些奇特、新颖、极具悬念的“吸睛”小实验,来源于身边的物品。如果再能够与学生的生活经验相背离,就可以立马像磁铁吸铁般牢牢吸引学生的注意。学生的注意力一旦被高度吸引,学习的抗干扰性变强,理解变得更深刻,记忆更牢固,学习效率就极大地提高了。
案例一:在“大气压”这节课中,为了让学生感受大气压,笔者准备了一个乒乓球、一个装满水的矿泉水瓶(没有盖)。
师:“如果我把一瓶装满水的矿泉水瓶在不扣盖的情况下倒转过来,同学们认为瓶内的水是否会流出呢?”
生:“会。”
师:“现在我用一个乒乓球作为瓶塞将装满水的瓶子堵住再倒转过来,同学们认为会发生什么样的事呢?水和乒乓球会一起掉落吗?”
学生七嘴八舌地讨论着。
结果教师用乒乓球堵住装满水的矿泉水瓶瓶口,水没洒落,乒乓球被托住了。这新奇而又“吸睛”的实验强烈地吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣和求知欲,调动了课堂气氛,学生就立马被带入教师所创设的教学情境中,整节课都在欢呼声、掌声中井然有序地进行。
三、发掘生活资源,创设物理分组实验,消除思维障碍
虽然初中学生在抽象思维方面得到了一定的发展,但是他们经验型思维方式还是占有比较大的比重,他们还是重现象、轻本质。生活中已经积累起来的固有的思维模式、先入为主的错误的观点根深蒂固,极大程度上影响了学生对物理概念的建立,影响了学生对物理规律的理解。教师要消除这种错误的观点并不是靠苦口婆心的解释,最有力的手段是通过学生亲身经历、亲自动手的实验来验证。而利用生活资源进行直观、形象的实验来反驳其错误观点更有力,这种方式更能加深学生对错误观点的重新认识。
案例二:受生活经验的误导,学生长期都陷入一个思维误区,认为下沉的物体比上浮的物体受到的浮力小,这种观点根深蒂固。笔者为了消除学生这个思维误区,利用身边资源设计了一个学生分组动手实验:
(1)实验器材:一个弹簧测力计、一块大铁块、一块小木块(质量、体积比铁块小)。
(2)实验步骤:①用弹簧测力计分别测量铁块与木块的重力,记作G1、G2。②用弹簧测力计测量铁块完全浸没在水中时的重力,记作G3。③计算铁块浸没在水中的浮力与在水面漂浮的木块的浮力(木块处于漂浮状态时,浮力等于木块的重力G2)进行比较,结果发现这时G2 小于F浮= G1-G3 ,上浮的木块比下沉的铁块受到的浮力小。这种利用身边的资源、让学生亲自动手的实验,比起靠题海纠正错误更有说服力,更容易消除生活经验所带来的思维误区。
四、发掘生活资源,创设直观形象实验,突破物理重点、难点
物理学中相当一部分的内容是比较模型化、抽象化的,而在学生已有的生活经验和日常生活中,关于这些知识内容的例子是少之又少。他们常常感到这些内容很抽象、难以理解,从而对枯燥的课堂理论学习产生厌倦的心理,这是他们学不好物理的一个重要的原因。我们物理教师的任务是想方设法创设物理情境,让抽象的物理现象具体生动地展现,让物理现象可视化、直观化、形象化,让学生对抽象的物理现象在脑海中形成一个鲜明的轮廓后克服学习物理的困难。
案例三:关于浮力产生的原因,教材建立一个正方体模型,利用液体压强的特点去推导:前后、左右表面液体的深度相同,受到的液体压力也相同,互相抵消。而下表面比上表面的深度深,受到的液体的压力也比上表面的压力大,两个压力的合力是竖直向上,这个力就是浮力。对这种理论的解释学生感觉很抽象。为了突破这个难点,笔者利用身边资源增设一个直观的实验,把抽象的问题具体化,把难懂的知识点易学化。具体的做法如下:取一个透明的空矿泉水瓶,剪掉底面与顶部,制作成两端开口的圆柱形,在开口的两端用薄乳胶封住,不能透水。让薄乳胶封住的两个面分别朝向左右、前后、上下不同的方向,引导学生认真观察乳胶的形变程度。学生直观地观察到:左右、前后朝向时,乳胶的形变程度一样,而上下朝向时,下表面的形变程度较大,受到的压力也较大,因此合力是向上,强调这个合力就是浮力。这个物理难点内容——浮力产生的原因,通过一个简单而又直观、形象的实验轻而易举地化解了。
五、发掘生活资源,探究多种实验用途,发散物理思维
在生活中,有许多资源貌似无用,却隐含着大量的物理实验用途,包含着不同的物理知识,教师要因势利导,创设各种物理情境,引导学生发掘它们的物理实验用途,激发学生去探究一个物品的多种实验用途的欲望。这样就可以使学生把在课堂所学的知识与生活联系起来,既可以达到灵活运用物理知识的目的,又可以发散学生的物理思维,培养学生的创新精神。例如,我们生活中最常见的矿泉水瓶就可以进行多个实验。
案例四:在学过光学、力学的知识后,笔者布置一项作业:利用空矿泉水瓶设计一个物理实验,并简要说明物理原理。学生积极性很高,自发组成小组,通力合作,互相配合,设计出各种各样的物理实验,讓人耳目一新。
学生利用矿泉水瓶完成的实验有:①演示压力的作用效果与什么因素有关。具体做法:将空矿泉水瓶注满水后拧紧瓶盖,分别倒放、正放在海绵上,根据海绵的凹陷程度来判断压力作用效果与受力面积的关系。②探究液体压强的特点。具体做法:在空矿泉水瓶侧壁的不同高度分别扎三个小孔,缓缓注满自来水,根据三个小孔喷射出的水流的距离来说明液体压强与深度的关系。③演示凸透镜成像。具体做法:将手握住装满水的矿泉水瓶,眼睛在手对面这一侧通过矿泉水瓶观察手的成像特点,结果发现手变大、变粗了。④演示物体的浮沉。具体做法:将空矿泉水瓶装入沙子后置入水中,改变瓶中沙子的质量,可以让矿泉水瓶在水中实现漂浮、悬浮。 ⑤演示大气压的存在。具体做法:在装满水的矿泉水瓶上扎一个小孔,然后分别拧紧、松开瓶盖,观察是否有水流出,来验证大气压的存在。
六、发掘生活资源,开展“小制作、小实验”,活用物理知识
在初中物理实验教学中,受制于实验器材的限制,很多实验都是以老师为主体,老师动手演示,学生看,学生处于被动地接受状态。而利用生活资源为器材开展“小制作、小实验”活动,为学生搭建一个自己动手、动脑的平台,大大弥补了课堂上的不足。学生在这个活动中,可以利用课堂上所学的物理知识,亲身经历、体验实际的操作和获得实验结论的过程。这个过程强烈地激发学生的好奇心,学生可以在玩中做实验,在实验中学习,在学习中游戏。这些“小制作、小实验”的物理知识来源于课本,但它们的作用远远超越课本的内容,真正做到“让物理源于生活,让物理服务生活”。
例如,学生在完成关于浮沉的理论知识学习后,可利用生活中常用的蜡烛、薄塑料袋等制作“孔明灯”;可以用眼药水瓶制成简易的潜水艇;用废旧的牙膏皮制作小船;用排水法测量漂浮、悬浮物体的质量。学习了声音的内容后,可以让学生用身边的尺子对声音产生的条件、声音的响度与振动幅度的关系、声音的音调与振动频率的关系等进行研究;可以用易拉罐制作简易的“土电话”;等等。将物理实验延伸到课堂外。在学习了密度测量的知识后,就可以布置学生利用身边的资源(电子秤、适量的水、空瓶子等)测量牛奶的密度;可以引导学生利用适量的水、电子秤来估测空瓶子的容积等,达到物理知识活学活用的目的。
七、结语
物理实验是物理教学的基石,也是吸引学生物理学习兴趣的“吸铁石”,更是将学生思维引入物理海洋的“导航灯”。生活资源为物理实验注入新活力,为物理实验教学提供了非常直观、形象的教学素材,是对物理教材的补充与创新,我们物理教师应该突破教材,积极开展生活资源盘活物理实验的研究,不断提高教学效率。
参考文献:
[1]陆 昶,陆美清.用实验突破浮力教学难点的研究与实践[J].中学物理教学参考,2015(9):30-32.
[2]郑小东.初中物理实验有效教学策略研究与反思[J].中学物理教学参考,2015(11):52-53.
[3]钱高凤.物理教学离不开“小实验”“小制作”[J].中学物理,2014(4).
(作者单位:福建省长乐华侨中学)