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例谈义务教育阶段“打造生活化的物理趣味实验”

2022-03-16江果丰

科教导刊·电子版 2022年21期
关键词:纸杯器材空气

江果丰

(广州市培正中学,广东 广州 510000)

从生活实践中学习物理知识,已然是当今义务教育阶段物理实验学习的改革方向。这就要求教师在物理实验教学期间要注重实验操作,并且提倡学生从生活中去发现、去寻找与物理学有关联的元素。鼓励教师积极设计生活化的小实验,从而增强学生做实验的兴趣。并且强调将实验所得结论进行探究和总结归纳,形成概念并理解。学生通过观察和动手实践大量贴近生活的物理实验,积累知识和经验后,将其应用于实际生活。

1 贴近生活的演示实验带来更加直观、愉快的教学体验

义务教育阶段的物理教学,初中生的学习心理特点,以形象思维为主,抽象思维正在逐步形成。对带有各种实验现象的物理科的学习,既有强烈的好奇心,又容易在学习理论的过程中产生畏难心理。不论教师采取何种形式的实验课,都必须注重实验的直观性,还要能使学生愉快地参与学习。然而,物理学中相当部分的概念、规律非常抽象,光靠教师枯燥的讲解,学生会感觉乏味困惑,难以产生准确的理解,更遑论灵活应用。要改变这种现状,教师需要勇于在课堂上进行创新。比如,注意收集利用生活中常见易得的物品,自制相关教具、学具,在授课时用于演示,把抽象的概念或规律,通过这些身边常见的物件,直观形象地展示出来。这种形式新颖的演示实验,能迅速拉近学生与学科之间的心理距离,减轻学习的畏难情绪,达到意外的收效,学生在观察教师操作演示实验的过程中,理解概念或规律,体验学懂带来的喜悦。

例子一:在测量液体密度这个实验中,让学生来对比一下,教材上面传统实验器材的局限性,以及利用生活化的物品加以改良之后,效果更为优胜。

(1)书本实验使用到的器材的局限性。书本实验中使用的器材有:烧杯、托盘天平、量筒、砝码。这些器材是厂商专门为学校开展常规实验教学而生产的,成为一种实验室里“专门化”的实验器具,带有刻板的印象。学生对其无法产生亲切感。传统实验器材看起来整齐划一,教师的个性教学也难以充分发挥。如果能够在实验课堂当中,利用生活中常见物品开展教学活动,将会更加贴近学生的认知水平,激发学生的学习兴趣。

(2)生活化的改良实验器材的选取。针对上述这种情况,选择一些生活中的常见器材,改进这个实验,使它更加易于适合在课堂上开展,更加具有趣味性。我们可以选择以下生活中常见器材:厨房用的电子秤、注射用60毫升大针筒、一次性塑料杯子或者饮料瓶、待测密度的饱和浓盐水和消毒酒精。学生看到这些熟悉的材料,纷纷产生了一种期待的心理:这些常见易得的材料能干什么?学生们的好奇心马上就被调动起来了。

需要注意的地方。演示实验主要致力于培养学生的观察能力、思维能力,但实验的可见度是最基础要求。在使用生活化的物品进行的演示实验中,教师需要注意增加实验的可见度。例如在例子一中,采用大号的电子秤代替一般的厨房用的小电子秤读数,给液体加一点色素染料,都能方便学生观察得更清楚。与厂家的工业制造器材的专业和严谨性相比较之下,生活化的实验器材来源于生活,器材品种、规格大小、品质不一,选取的时候要加以比较权衡。课堂演示过程里,如果坐在教室后边的学生可能看得不太清楚,学生的观察能力受到限制,他们的思维能力就跟不上节奏。这种情况下,教师可以让学生分组,围绕到讲台前面来观看,可以走到课室中间进行实验,也可以利用实物展示仪放大给学生看。

2 在随堂实验中引入生活化的实验

在一般的教学中,演示实验是教师的专利,学生只有看的份。其实,学生在观看教师做演示实验时,内心是十分跃跃欲试的。为了最大可能地发挥学生的主观能动性,培养学生的创新能力,除了教师演示实验之外,随堂实验也是必不可少的。在随堂实验中,教师一边讲解教材,一边指导学生通过参与实验,对所得出的物理规律进行探索或验证的教学方式。如果教师在设计随堂实验的时候,视情况而加入一些生活中易得的物件器材,就更加能使学生倍感亲切,有动手一试的强烈愿望。同时,教师在做过演示实验以后,再请学生上台来模仿着再做一次,也可以请学生上来进行一些创新改良,这样不仅能加深学生对实验的影响,还能大大调动起学生的学习积极性。

在声音的教学环节中,生活化的物件构成的例子比比皆是,下面来看两个实用的例子。

例子二:利用自制空气鼓、直观感受声音产生能量的原理。

(1)道具。空气鼓这个实验在初二声音的能量环节中使用到。使用的生活里的道具包括:家用的大塑料桶、一次性饮水纸杯若干、烟饼。塑料大桶的开口用一块有弹性的塑料布和胶布、皮筋蒙上,桶底部挖一个直径8厘米左右的孔,就制作完成了一个空气鼓。

(2)实验过程。一次性饮水纸杯叠放成品字形。空气鼓平放在一次性饮水纸杯阵形的前方。老师先示范使用。用手掌击打塑料鼓膜,桶内声波产生的能量通过空气这个媒介,可以从桶底部的孔传出来,使纸杯叠起的品字阵倒塌。学生反应热烈,然后教师请学生上讲台来模仿老师的示范。

(3)实验探究、引申。老师适当引导学生改变空气鼓与纸杯阵之间的距离、击打空气鼓的力度,直观感受声音产生能量的大小与距离的关系。这个实验,还可以再改进一下,例如加点烟雾到空气鼓,成为空气涡流炮。击打空气鼓,就能直观看见由烟雾形成的空气能量环。相比章节里传统的书本实验,在进行这个趣味横生的生活化小实验的时候,学生全体的注意力高度集中,学习情绪高涨,加强了直观、深刻的记忆印象。

3 贴近生活的实验走向课外化,拓展学生思维能力和探究能力

课堂上的实验只是物理教学的一部分,教师还应该将实验引申到课外。布置学生在课外进行实验作业,能够促使其养成学习的主观意识。而生活化的实验器材,为课外化的实验操作带来更多的可能性和更大的探究空间。

例子三:组织、鼓励学生开展课本列举的课外小实验和小制作比赛。在兴趣课堂开展生活中的物理小实验。小制作。例如,学习固体能传声的知识后,引导学生课后自制固体土电话。用玻璃瓶子自制小乐器。纸盒烧水。利用压强原理,在家里的厨房中进行空饮料瓶子分离蛋黄蛋白的实验,等等。

课本练习题中的社会与科学中涉及的小实验,都鼓励学生利用身边能够找到的生活材料,亲自做一下,甚至鼓励学生把成功的课外生活化实验过程拍摄成视频,带回来学校和师生交流分享。

例子四:请学生在家自行设计小实验,验证冰融化成水之后,质量会不会改变。

(1)布置家庭探究实验作业:“冰融化成水后,它们的质量会改变吗?”学生们在家里做这个实验的时候,自行选取家里合适可用的器材。选用的器材是什么?器材选用是否合理?

(2)家庭实验结果带来的思考和探究。有的学生测量后发现,冰融化成水后,质量变大了,与猜想不符了,这是怎么回事?同学们在课堂上对于这一结果,议论纷纷。有的说猜想错了,有的说猜想肯定没问题,还有的说是实验误差。接着老师提醒同学们,让大家仔细回忆实验过程中的细节,此时有人回忆说发现杯子外面有很多水珠。于是解决办法很快就提了出来:测量冰融化后的质量之前,先要用干布擦干净杯子外壁的水,就可以得到比较准确的质量了。本着探究的精神,教师提出:还有没有改进实验,进一步减少误差的办法呢?又有学生提出,可以用密封的饮料瓶代替开口的杯子,排除了冰融化过程中水蒸气挥发掉造成的实验误差,可能让实验结果更加准确?教师表示肯定之后,继续请同学们分组研讨有没有更多的减小误差的方法。

4 贴近生活的物理实验探究带来的一些思考

物理学课本身就要求对客观事物研究具有实事求是的精神,必须尊重客观事实,避免主观臆断。对实验中细枝末节现象,必须具有敏锐的观察力,及时抓住要点,追根寻源才能获得重大突破。

在开展贴近生活的物理实验的教学中,对学生提出的实验结果与实验理论不符的现象问题,教师不要轻易地否定,也不要回避,而要因势利导,尽可能解答学生的疑惑,对于那些自己一时无法回答的问题,教师应在课后通过查找资料,或者与同行商讨之后,给学生一个满意的解释,从而培养学生研究问题的科学态度和科学作风。

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