淺談如何從生活中提取物理實(shí)驗(yàn)素材

唱麗明

物理是人類通過長期的生產(chǎn)實(shí)踐總結(jié)而形成的一門基礎(chǔ)學(xué)科。它以科學(xué)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，同時(shí)又指導(dǎo)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐。在物理教學(xué)實(shí)踐中，可以通過物理實(shí)驗(yàn)演示，從中尋找物理現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)蘊(yùn)含的物理規(guī)律，從而加深學(xué)生對(duì)物理概念和物理規(guī)律的理解。目前，中等職業(yè)中學(xué)的學(xué)生理解能力相對(duì)較差，僅靠有限的物理實(shí)驗(yàn)課和現(xiàn)有的物理實(shí)驗(yàn)器材，難以滿足教學(xué)的需求。因此，筆者認(rèn)為，在物理教學(xué)中將生活中學(xué)生熟悉的一些物理現(xiàn)象、物理情境提煉出來，將生活中的一些廢舊用品利用起來，經(jīng)過教師的精心組織和設(shè)計(jì)，組織學(xué)生在課堂內(nèi)外開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，利用簡單便利的趣味實(shí)驗(yàn)，補(bǔ)充傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的不足，顯得十分必要。筆者下面談?wù)勛约涸诮虒W(xué)中的一些做法和體會(huì)。

一、由學(xué)生在課堂上進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)

由學(xué)生在課堂上進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，通過學(xué)生的表演和體驗(yàn)，達(dá)到啟發(fā)學(xué)生思考、培養(yǎng)學(xué)生興趣的實(shí)驗(yàn)效果。

學(xué)生在學(xué)習(xí)某些物理概念時(shí)常常是似懂非懂，對(duì)某些物理規(guī)律將信將疑，在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生也大多期待老師直接講授出基本原理和公式，缺乏積極自覺的思考。所以，為了激發(fā)學(xué)生對(duì)新課產(chǎn)生好奇，主動(dòng)探索各種自然現(xiàn)象的物理答案，可以將學(xué)生置身于物理現(xiàn)象當(dāng)中，從而達(dá)到對(duì)物理概念和基本原理的深刻理解。

例如，在“勻速圓周運(yùn)動(dòng)”一節(jié)的教學(xué)中，學(xué)生對(duì)向心力的存在以及離心現(xiàn)象感到不好理解，可以組織學(xué)生表演“拉手轉(zhuǎn)圈”實(shí)驗(yàn)。每兩人一組手拉手，一個(gè)人站在原地旋轉(zhuǎn)，另一個(gè)人在他的帶領(lǐng)下圍繞他做圓周運(yùn)動(dòng)。這時(shí)，做圓周運(yùn)動(dòng)的同學(xué)便能體驗(yàn)到自己受到了拉力，且拉力的方向指向原地旋轉(zhuǎn)的學(xué)生。重復(fù)上述表演，并在保證安全的前提下，請(qǐng)?jiān)剞D(zhuǎn)動(dòng)的學(xué)生松開手，做圓周運(yùn)動(dòng)的學(xué)生不再做圓周運(yùn)動(dòng)而是向某一方向跑去，做離心運(yùn)動(dòng)。通過這一簡單的表演實(shí)驗(yàn)，學(xué)生深刻理解了離心原理，即失去向心力，物體將做離心運(yùn)動(dòng)。再如，在“動(dòng)量定理”一節(jié)教學(xué)中，讓學(xué)生做如下現(xiàn)場表演體驗(yàn)：學(xué)生站在高處向下跳，跳下著地時(shí)要求腿部動(dòng)作先是彎曲后再站立，二是重新跳一次要求腿著地時(shí)不彎曲。要求學(xué)生感受兩次跳下后腿腳的感覺并提問：為什么兩次跳下的感覺會(huì)不同?由此引出動(dòng)量定理的教學(xué)。

這種在課堂上組織學(xué)生參加體驗(yàn)實(shí)踐，具有方便性和互動(dòng)性，師生可以共同參與，相互啟發(fā)。同時(shí)，這種實(shí)驗(yàn)不用精心準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，從生活情景中取材，服務(wù)于課堂教學(xué)，使得課堂教學(xué)更加生動(dòng)，內(nèi)容更加豐富，從而收到事半功倍的教學(xué)效果。

二、教師利用身邊隨手可取的日常生活用品來做實(shí)驗(yàn)

教師利用身邊隨手可取的日常生活用品來做實(shí)驗(yàn)，從而讓學(xué)生深切地感受到物理學(xué)就在我們身邊。

利用身邊的日常生活用品做實(shí)驗(yàn)，可以很好地促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主探究。這種實(shí)驗(yàn)資源的開發(fā)和利用，是一項(xiàng)非常有意義的、有價(jià)值的工作。教師可以從演示實(shí)驗(yàn)、分組實(shí)驗(yàn)和學(xué)生課外實(shí)驗(yàn)等幾個(gè)方面來開展。

1利用身邊的日常生活用品做課堂演示實(shí)驗(yàn)

在“牛頓第一定律——慣性”一節(jié)的教學(xué)中，教師可以用三個(gè)雞蛋引入課題。實(shí)驗(yàn)器材包括生雞蛋、熟雞蛋、空雞蛋各一只。實(shí)驗(yàn)時(shí)，分別讓三只雞蛋旋轉(zhuǎn)，再迅速按住，使蛋停下，又立即松手，觀察到將有兩只雞蛋不動(dòng)，另一只卻能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)；然后，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，分別讓松手不動(dòng)的兩只雞蛋重新旋轉(zhuǎn)起來，再用紙片壓其停下。這時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)一只難停下，一只易停下。三個(gè)雞蛋究竟有何不同?如何解釋三個(gè)不同的現(xiàn)象呢?通過上面的實(shí)驗(yàn)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，激發(fā)了學(xué)生對(duì)知識(shí)的渴求。當(dāng)新授內(nèi)容結(jié)束后，讓學(xué)生代表走上講臺(tái)重新實(shí)驗(yàn)并分析結(jié)果，教師在一旁觀察指導(dǎo)。判斷結(jié)果是：三只雞蛋旋轉(zhuǎn)后迅速按住使蛋停下，又立即松手后觀察到能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的是一只生雞蛋，因?yàn)樯u蛋蛋殼停下時(shí)蛋清和蛋黃由于慣性要繼續(xù)旋轉(zhuǎn)故松手后又帶動(dòng)蛋殼轉(zhuǎn)。不動(dòng)的兩只雞蛋中，重新旋轉(zhuǎn)起來用紙片壓其停下時(shí)，難停下的一只為熟雞蛋，易停下的一只為空雞蛋，因?yàn)槭祀u蛋質(zhì)量大，慣性大，難以停下，而空雞蛋則由于質(zhì)量小，故慣性就小，易于停下。

這個(gè)“旋蛋實(shí)驗(yàn)”新奇有趣，學(xué)生以極大的熱情參與到實(shí)驗(yàn)中來，加深了對(duì)課堂知識(shí)的理解，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和思維能力，以及應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析問題和解決問題的能力。

2．用生活中的簡單器具完成沒有條件完成的分組實(shí)驗(yàn)

在“光的干涉和衍射分組實(shí)驗(yàn)”中，一般在實(shí)驗(yàn)室學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以用游標(biāo)卡尺來觀察光的衍射，觀察光的干涉現(xiàn)象。有條件的學(xué)?？梢杂秒p縫干涉演示儀來完成，但由于實(shí)驗(yàn)儀器昂貴，很多學(xué)校根本就沒有條件配備分組實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)在筆者用簡單的器材來做光的雙縫干涉及單縫衍射實(shí)驗(yàn)，用到的材料包括載玻片或者是玻璃片的下角料、蠟燭、火柴、激光筆、剃須刀片。首先，把載玻片熏黑，熏的時(shí)候注意要均勻，不能太厚，第二步，拿兩個(gè)剃須刀片并排，輕輕切下去，就可以得到一個(gè)雙縫，用一片輕輕切下去，就可以得到一個(gè)單縫；第三步，用激光筆照射雙縫，可以看到光的雙縫干涉圖樣，照射單縫，可以得到單縫衍射圖樣。用兩個(gè)薄刀片壓出間距很小的雙縫是獲得干涉雙縫的好方法。每位學(xué)生都可以自己親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，并且在實(shí)驗(yàn)中，可用兩支激光筆同時(shí)照射雙縫和單縫，對(duì)比判別雙縫圖樣和單縫圖樣的區(qū)別。同時(shí)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中可方便地把干涉圖樣呈現(xiàn)在遠(yuǎn)近不同的地方，如呈現(xiàn)在比較近的書本上，或者稍微遠(yuǎn)一點(diǎn)的天花板上，甚至是更遠(yuǎn)一點(diǎn)的墻壁上，他們就能進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)條紋的間距與光屏的遠(yuǎn)近是有關(guān)系的。

3．用日常生活用品制成學(xué)生的課外實(shí)驗(yàn)用具

在學(xué)習(xí)“自感”現(xiàn)象后，學(xué)生可以用生活中的銼刀來演示。將電源正極與銼刀的一端相連，負(fù)極連接銅芯導(dǎo)線，導(dǎo)線的一端在銼刀上來回移動(dòng)，相當(dāng)于快速地通斷電，可以看到微弱的電火花，如果加快導(dǎo)線在銼刀上移動(dòng)的速度，可以看到更強(qiáng)的電火花，這說明電流變化越快，自感電動(dòng)勢越大。這時(shí)，可用一根紅色的導(dǎo)線繞在鐵銼刀上，相當(dāng)于增加了鐵芯上線圈的匝數(shù)，同時(shí)將一根藍(lán)色的導(dǎo)線直接接在電源負(fù)極，將兩根導(dǎo)線同速在銼刀上移動(dòng)，會(huì)看到紅色的導(dǎo)線頭產(chǎn)生的電火花更強(qiáng)，這又說明匝數(shù)越多產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢越大。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)斷電自感產(chǎn)生的電動(dòng)勢一定會(huì)有很深刻的印象。

把生活中的素材引入物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)中來，簡單做法就是把生活中常見的物理情境引入課堂作為實(shí)驗(yàn)來讓學(xué)生體驗(yàn)，將生活中的日常用品包括廢舊用品利用起來填充物理課堂內(nèi)外教學(xué)中的不足。這種看似簡單的做法，將使學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)大大增加，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)了親自的體驗(yàn)，能夠獲得對(duì)物理現(xiàn)象的明確認(rèn)識(shí)，以及對(duì)概念規(guī)律的深刻理解，培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)精神，提高了他們對(duì)于科學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，更好地為學(xué)好專業(yè)課做了充足的準(zhǔn)備。所以，從日常生活中挖掘?qū)嶒?yàn)素材，實(shí)現(xiàn)了低成本而不低智慧；取材普通，但驚奇而又妙趣橫生，實(shí)現(xiàn)了物雖小但其理論內(nèi)涵豐富。