例谈中学物理实验资源的开发与运用

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1、例谈中学物理实验资源的开发与运用  吴同华张军(牡丹江师范学院物理与电子工程学院,黑龙江牡丹江157012)著名物理学家杨振宁说过:“物理的根源在于现象”。而在中学,物理现象的来源主要依靠物理实验。但是,中学物理教师过多地依赖实验室既有的仪器和设备,往往是有器材就做,没器材就不做。实验做得少,学生对于物理现象的直观认识就比较少,物理表象就少,就不能及时正确的建立概念、掌握规律,更谈不上理解深化和应用了。《高中物理课程标准》也明确指出“实验室的课程资源不仅限于实验室的现有设备,学生身边的物品和器具也是重要的实验室资源”。因此,对于中学物理教师,除了具备能够利用实验室已有的仪器设备进行教

2、学外,还应该具备一定的实验资源开发和运用的能力。本文对中学物理教师如何开发与运用实验资源做一初步探讨,以期抛砖引玉。一利用身边物品做物理实验在我们周围,很多物品只要我们善于观察思考、乐于发掘,都可以开发为价值非凡的物理实验,服务于我们的物理教学。这些利用身边物品开发出来的实验,会让学生真切的感受到物理是看得见用得着,就在在我们身边,缩短物理与现实生活的距离,激发学习物理的兴趣。矿泉水瓶和纸是两种我们再常见不过的物品,可是只要运用得当,就会变成生动活现的实验资源,为我们的课堂教学出入生机和活力。【案例一】用矿泉水瓶子做实验1大气压强实验①用嘴吸空(或部分空)矿泉水瓶,平发生形变并且会发

3、出声响,听到且看到大气压强的存在。②在瓶盖盖紧的装有水的矿泉水瓶底部钻孔,水留一会就会停止,也能看到大气压强的存在。2失重实验装有水的矿泉水瓶,底部钻孔,去掉瓶盖,让瓶子自由下落,下落过程中小孔中没有水流出,直观看到完全失重。3静止的相对性将2中的矿泉水瓶扔向空中,离开手后,小孔不会有水流出,说明水与瓶没有相对运动(相对静止)。利用矿泉水瓶还可还能开发很多物理实验,例如用两个装有不同量的水的矿泉水瓶放在相同的海绵上可以演示“影响压力作用效果的因素”;在装满水的矿泉水瓶上下不同的位置打几个小孔,可以用来演示“液体内部压强与深度的关系”等等。【案例二】用纸片做实验1自由落体运动相同的两个

4、纸片,一个揉成团,一个不作改动,二者从同样的高度下落,纸团先落地。2气体压强与流速的关系取两张A4纸,用两手拿着,使纸下垂,并离开一定距离,向中间的空隙吹气,纸没被吹开反而更加靠近。3静电能吸引小物体将纸撕成小碎片,用在头上摩擦过的塑料直尺去靠近碎纸片,小纸片被吸起。当然,利用纸片同样可以开发出很多物理实验,像纸杯烧水,覆杯实验,小孔成像等等。物理实验既是物理教学的重要手段,也是重要的教学内容,是学好物理的基础。研究表明,如果实验所用的材料是学生所熟悉的,就会使学生感觉到亲切,较容易克服思维障碍,能较好的达到实验的目的;如果实验所用的仪器是学生亲手制作的,那么不仅能培养学生的动手能力

5、,而且还能帮助学生建立起牢固的相关物理表象,敏锐地洞察其中发生的物理过程,使学生对知识的理解更加透彻。因此,教师利用顺手拈来的、所熟悉的物品做物理实验,使学生原有的认知结构与物理教学贴近,消除学生对物理仪器的恐惧感和对物理现象的神秘感,顺应学生爱玩、爱动的天性,使教学寓教于乐,让学生轻松学习。二利用身体做物理实验众所周知,人的身体能对冷热、挤压、疼痛、轻重、平衡等在一定的范围内做出反应判断,这些是我们人类作为生存需要进化出来的各种感知觉,并能对这些感知觉通过语言进行清晰明确的描述表达。人的身体本身如能运用得当——让身体或身体的局部成为物理实验系统的构成部分,利用身体的感知觉感知物理现

6、象或物理过程中的某一物理量或其变化趋势,也是一种宝贵的实验资源。【案例一】力矩实验1掰手腕实验找两位同学掰手腕比赛,先分胜负。然后让胜利者掰负者的手腕,战局立变,负者赢。感受力的作用点的改变使力矩大小改变。2推门实验让一瘦小女生用一根手指推门的边缘,让一强大的男生用一只手在靠近门轴的地方与女生方向相反推门,开始后,男生使出很大力气却不能战胜女生的一个手指。切实体会力矩与哪些因素有关。【案例二】感受身体重心1让一名学生背靠墙站好,脚后跟和屁股都紧靠墙壁,两脚之间放一瓶矿泉水,试着能不能弯腰把矿水瓶拾起,注意屁股不能离开墙。如图1(a)所示。2让一名学生倚墙侧立,一只脚紧靠墙根,把另一只

7、脚抬起,做单足站立的姿势,试一试能否做到,如图1(b)所示。以上两个实验,由于墙面的存在影响了人体平衡的调节,身体重心的作用使实验中所要做的动作均做不到。从而感受到重心的存在。利用人的身体可以开发出很多的实验,例如用拇指和食指捏住一枚图钉像图2那样,当手指用力时,食指会感觉疼痛而拇指没有疼痛感,感受到压力相等的情况,下面积越小,压强越大;用线的一头系一重物,另一头系在中指上,再用一支铅笔支起重物,笔尖支在手掌上,如图3所示,学生便可直接感受到力在被分解方向

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