动手动脑学物理,瓶瓶罐罐巧当家
2018-10-21贾文昌刘成伟
贾文昌 刘成伟
新課程标准理念是从生活走向物理,从物理走向社会。我们生活中的很多物品,除了自身本有的功能外,还可以开发出其潜在的功能,用来替代课本上传统的演示实验或学生实验,往往会取得意想不到的效果,甚至会更理想。在课堂教学中,感到有些实验效果不明显,说服力不强,因此我大胆创新,反复酌磨,改进了课本上的几个实验,使得学生从视觉上、听觉上,更具震撼力,更容易获得鲜活的感性认识,并且改变了传统实验器材体积小、效果不明显、操作难度大、不易成功等弱点。
一、利用马桶吸盘,做演示大气压强存在的演示实验
塑料马桶吸盘,大家并不陌生,其要功能是疏通堵塞的马桶。我们司空见惯,对它的印象并不好,很容易联想到肮脏,从来没有考虑竟然还可以用来做演示实验。这就要突破传统思想的束缚,变废为宝,可以使用没有使用过的新马桶吸盘,来做一个实验:
器材:马桶吸盘1个、大号水桶1个(大约能盛18千克水)、金属挂钩1个、较厚的玻璃板(大约1至2厘米厚)1块。
方法:把玻璃板放在水平地面上,表面保持干净,为了增加气密性,可以用湿抹布擦一下,然后把马桶吸盘放在玻璃板表面,用力压挤吸盘,尽量挤干净吸盘内的空气,松手后看到吸盘牢牢地吸在玻璃板上。
然后把玻璃板和吸盘倒置,再把挂钩一端挂在吸盘的柄部,挂钩另一端挂在一桶水的提手上,慢慢往上提,会发现这桶水竟然被稳稳地提起来了!
优点:与传统实验的塑料吸盘相比,例如塑料吸盘挂衣钩,马桶吸盘体积大好几倍,因此受到的大气压力大好几倍,所能承担的物重也大很多,不仅是视觉上能让更多同学看清楚,而且效果令人震撼,一大桶水中学生自己提起来都很吃力,小小的吸盘竟然能承担如此大的压力!
二、使用工业上的玻璃吸板,做模拟马德堡半球实验
器材:工业用玻璃吸板2个,直径约12厘米。
方法:本来是工人用来吸取玻璃或者瓷砖的工具,一般单独使用,每个玻璃吸板一般有两个吸盘,还有3个吸盘的,甚至有多个吸盘的。相同型号的吸板,吸盘越多能够吸起的玻璃越重,吸盘的表面积越大,能够吸起的物体越重。
先让学生观察吸板表面,看到表面平整、光滑,让后用手将开关压下,看到原本平整的表面变得凹陷,即出现真空区。再将开关复位,看到胶垫表面平整如初。然后将两个完全相同的玻璃吸板表面对齐,各拉下一个开关,(为了使效果更显著也可同时拉下两个开关,但所需拉力很大,不易操作,一般拉下一个开关就能很好的完成这个实验),再让两个强壮的年轻人来拉扣好的玻璃吸板,结果发现很难拉开。
优点:与传统的马德堡半球实验器材相比,有以下几个优点:
1.胶垫附在钢制外壳上,既能保持坚挺的外形,又使得两胶垫能紧密接触并很好的对齐,增加了气密性。
2.和实验室里的传统的马德堡半球实验演示器材想比,这套器材不用抽气机抽气,不用抹凡士林,也不用蘸水,气密性相当好,即使拔下开关还不容易马上拉开,等大约1分钟的时间才能完全拉开。
3.型号大,全班同学几乎都能看清楚,外形颜色鲜艳,拉手设计合理,坚固耐用,很有推广价值。
为了增加说服力,可以搬来一块1平米的厚瓷砖,让学生尝试下它的重量,然后再利用玻璃吸板尝试提起这块瓷砖,发现这个任务完成得很轻松。教师告诉学生:按照说明书上的介绍,这种吸板甚至大约能提起4到5块这样的瓷砖!学生惊讶地吐出了舌头。
三、利用废弃的输液器做演示大气压存在的实验
一次性输液器用完之后基本没有什么价值可言,但是运用逆向思维的方法,可以设计这样的实验,证明大气压的存在,同时证明抽水机的工作原理.
器材:一次性输液器1根、葡萄糖注射液玻璃瓶一个(必须带橡皮塞)、水槽一个,水适量,红颜料少许、钢丝弹簧。
方法:先把钢丝弹簧通过输液器上端针头穿进输液器,最后从输液器下端针头传出,主要起一个支撑作用,因为输液器管道是软管,受到大气压作用容易变瘪,所以模拟外科手术的方法,等于给输液器做了个支架。
然后把玻璃瓶悬挂在高处,把输液器的一个针头插入玻璃瓶的胶塞中,用一个针头放在盛红色水的水槽内,此时输液器的开关是关闭的,药瓶外的通气孔也是封闭的,可以使用打结的方法解决。然后使用注射器从玻璃瓶中抽出尽可能多的空气,一两次完不成,可以连续抽取七八次,让内部尽可能接近真空,然后打开输液器开关,发现红色液体会迅速的倒流进玻璃瓶中,甚至还出现美丽的喷泉。
此实验可以采用小魔术的方式呈现给学生,会更加有吸引力,学生带着好奇心去思考背后的原因,从而收到意外的收获
优点:使用玻璃瓶而不用塑料瓶,主要考虑到玻璃瓶耐高压,不易被挤扁,另外这些物品,取材方便、变废为宝,利用身边的物品,学生消除对物理的神秘感,感觉到生活即物理,物理就在我们身边,对物理增加了一份亲切感,从而更喜欢学习物理。
综上所述,物理教材中的物理实验器材有标准、规范、严肃等优点,但也存在让学生缺少亲切感、实验现象的明显性和观赏性不够和不能很好的引起学生兴趣的不足。因此,我们教师要不断的思考研究和鼓励学生使用日常熟悉的生活用品作为有益补充来完成物理教学实验,以达到节约资源、废物循环使用的环保教育和高效的物理实验教学效果。