利用演示實(shí)驗(yàn)創(chuàng)建生活化的物理課堂

傅志強(qiáng)

摘 ? 要：運(yùn)用生活中的物品和身邊的器材，創(chuàng)建具有生活化意味的演示實(shí)驗(yàn)，拓展學(xué)生的視覺空間，豐富學(xué)生的物理學(xué)習(xí)生活，是實(shí)現(xiàn)物理高效課堂的首要任務(wù)，也是我們物理教師義不容辭的責(zé)任和追求的目標(biāo)。無論是空氣炮實(shí)驗(yàn)，還是液體分層實(shí)驗(yàn)，或者是鋼絲棉實(shí)驗(yàn)，都能夠從不同程度上幫助學(xué)生理解相應(yīng)的物理知識(shí)，掌握有關(guān)的物理原理，最重要的是在激起了學(xué)生濃烈的學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，還將我們的課堂氣氛推入高潮。

關(guān)鍵詞：演示實(shí)驗(yàn);生活化;空氣炮實(shí)驗(yàn);液體分層實(shí)驗(yàn);鋼絲棉實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?文章編號(hào)：1003-6148（2020）6-0052-2

物理學(xué)就其學(xué)科特征來說，實(shí)驗(yàn)性非常強(qiáng)。開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)離不開實(shí)驗(yàn)設(shè)備的準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)器材的選擇可以來源于實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)有設(shè)備，也可以來源于身邊的物品和器具。

筆者結(jié)合自身的實(shí)踐，通過一些具體的案例，談一些具有生活化意味的課堂演示實(shí)驗(yàn)。

1 ? ?空氣炮實(shí)驗(yàn)

空氣炮實(shí)驗(yàn)源自于十七世紀(jì)的歐洲，其設(shè)計(jì)者的初衷是將其發(fā)展為一種戰(zhàn)爭武器，雖然在以后的實(shí)踐中，由于其較小的殺傷力而被火炮所代替，但其工作的過程卻蘊(yùn)含了豐富的物理原理和強(qiáng)烈的視覺沖擊。在物理課堂教學(xué)的過程中，若能將其帶入課堂，無論是對(duì)教學(xué)的效果，還是對(duì)教學(xué)的氛圍，都會(huì)起到“推波助瀾”的作用。

實(shí)驗(yàn)器材：塑料桶1只，工具刀1把，細(xì)繩1根，適量的干冰，橡皮膜1塊。

實(shí)驗(yàn)制作：將塑料桶的底部用工具刀刻畫出一個(gè)圓形空洞，再將橡皮膜松松地覆蓋在桶口，用細(xì)繩將其重復(fù)處扎緊，最后在桶中放入干冰。

工作的過程：由于干冰在常溫下極易升華，所以在將干冰放入桶中后，桶內(nèi)很快就充滿了“白氣”。這時(shí)，只要操作者將橡皮膜的中部拉出，并迅速釋放，在桶底部的空洞中便會(huì)冒出圓形的大煙圈，并迅速地向前沖出，十分壯觀，如圖1所示。

工作的原理：快速松開橡皮膜后，由于橡皮膜的彈性勢能轉(zhuǎn)化為空氣的動(dòng)能，使得桶內(nèi)空氣以較快的初速度向前運(yùn)動(dòng)，又由于空氣也具有慣性，所以桶內(nèi)空氣能夠向前移動(dòng)較長的距離，加上干冰升華吸熱使桶內(nèi)空氣中的水蒸氣遇冷液化的緣故，使得該實(shí)驗(yàn)有很強(qiáng)的觀賞性和學(xué)術(shù)性。

點(diǎn)評(píng) 在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，將一些視覺沖擊力較強(qiáng)，又包含大量物理知識(shí)的生活實(shí)驗(yàn)帶入到課堂教學(xué)中，通過演示實(shí)驗(yàn)的方式呈現(xiàn)在學(xué)生面前，不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，活躍課堂氣氛，還能增強(qiáng)物理學(xué)科的神秘感，激發(fā)學(xué)生的求知欲，使學(xué)生越來越喜歡物理課，越來越期盼上物理課，為學(xué)生的后續(xù)物理學(xué)習(xí)積下濃烈的學(xué)科情結(jié)，并最終愛上物理。

2 ? ?液體分層實(shí)驗(yàn)

在介紹物質(zhì)的密度大小這部分內(nèi)容時(shí)，對(duì)于不同的物質(zhì)密度，大部分學(xué)生在頭腦中不能形成明顯的感性認(rèn)識(shí)。他們只是將不同的物質(zhì)密度進(jìn)行機(jī)械性記憶，往往表現(xiàn)為記住幾個(gè)重要的物質(zhì)密度，也能在考查有關(guān)物質(zhì)密度的具體應(yīng)用中機(jī)械地根據(jù)密度的計(jì)算公式算出物質(zhì)的密度大小。但若你提問：“農(nóng)民朋友為什么能夠用篩子將干癟的種子從眾多的種子中篩選出來呢？”學(xué)生往往面面相覷，或支支吾吾，或答非所問，不知所云。究其原因，就是對(duì)物質(zhì)的密度不理解。但若運(yùn)用生活中的常見物品，組織演示不同液體的分層實(shí)驗(yàn)，并由此及彼，學(xué)生將認(rèn)識(shí)到不同物質(zhì)的密度關(guān)系和彼此之間的相互影響。

實(shí)驗(yàn)器材：塑料杯7個(gè)，顏料7種，橡皮管1根，塑料漏斗1個(gè)，鐵架臺(tái)1個(gè)，白板1張，大試管1根，調(diào)羹1把，適量的白糖。

實(shí)驗(yàn)制作：在6個(gè)杯子中分別放入6調(diào)羹白糖、5調(diào)羹白糖、4調(diào)羹白糖、3調(diào)羹白糖、2調(diào)羹白糖、1調(diào)羹白糖，而最后的1個(gè)杯子中不放白糖，再在這7個(gè)杯子中放入不同的顏料，最后倒入清水，使它們的體積相同，以備后用。在準(zhǔn)備好不同顏色和密度的糖水后，再將白板固定到鐵架臺(tái)前方，把塑料漏斗和橡皮管連接。

實(shí)驗(yàn)過程：將不同密度和顏色的糖水依照密度從大到小的順序，慢慢倒入大試管中，等液體靜止以后，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。如圖2所示。

實(shí)驗(yàn)原理：依照密度的大小關(guān)系，在試管中從下往上，液體將以密度大的在下面、密度小的在上面的順序排列。由于添加了不同的顏料，又用白板做背景，且密度的大小呈倍數(shù)改變，所以實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象非常明顯、十分漂亮。

點(diǎn)評(píng) 運(yùn)用身邊器材設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)，一直以來都是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的重要手段。在該實(shí)驗(yàn)中，由于采用了不同顏料，使得實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常明顯，可觀性極強(qiáng)且印象深刻。如果學(xué)生感興趣，這個(gè)實(shí)驗(yàn)還可以在家庭中重現(xiàn)。通過自身的實(shí)踐，再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的過程，不但能使學(xué)生完全掌握實(shí)驗(yàn)原理，而且能使學(xué)生感受到物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芙o他們帶來樂趣、經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。

3 ? ?鋼絲棉實(shí)驗(yàn)

俗話說“水不激不活，人不激不奮?！碧岣哒n堂效率的關(guān)鍵就在于一個(gè)“活”字。具體地說，就是看教師的思維活不活？課堂演示實(shí)驗(yàn)是否有新意？課堂的氣氛是否熱烈？學(xué)生的課堂表現(xiàn)是否興奮？達(dá)到這樣的教學(xué)境界，是每一位優(yōu)秀物理教師絞盡腦汁思考的問題。在教學(xué)電源短路的危害這部分內(nèi)容時(shí)，教師的通常做法是給予說明后再借助于網(wǎng)絡(luò)，播放一些有關(guān)電源短路而導(dǎo)致的火災(zāi)事故，讓學(xué)生意識(shí)到其危害性，但對(duì)于會(huì)造成導(dǎo)線燒壞的這一后果，學(xué)生由于沒有直觀的印象，還是不能理解。怎樣設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)，才能讓學(xué)生觀察到這一現(xiàn)象呢？我們可以借助鋼絲棉實(shí)驗(yàn)來解決這一難題。

實(shí)驗(yàn)器材：9號(hào)干電池1只，鋼絲棉1塊。

實(shí)驗(yàn)制作：將鋼絲棉放在陽光下暴曬，保證其干燥;從商店里買1只新的9號(hào)干電池。

實(shí)驗(yàn)過程：將事先準(zhǔn)備好的1塊干的鋼絲棉放在演示臺(tái)上，用9號(hào)干電池帶有正、負(fù)極的一端去觸碰鋼絲棉，會(huì)看到鋼絲棉燃燒了起來。

實(shí)驗(yàn)原理：由于鋼絲棉是導(dǎo)體，又容易燃燒，所以當(dāng)9號(hào)干電池的正、負(fù)極觸碰到鋼絲棉后，鋼絲棉就將電池的正、負(fù)極直接連接到了一起，造成了電源短路，從而使充當(dāng)導(dǎo)線的鋼絲棉燃燒了起來。如圖3所示。

點(diǎn)評(píng) 這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)從教師的設(shè)計(jì)層面來說，具有新意，器材簡單，都可以從生活中獲得;就其實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來說，直觀震撼;帶給學(xué)生的直接感受就是若用一根導(dǎo)線將電源正、負(fù)極直接連接起來，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)線燒壞。盡管只做了一次實(shí)驗(yàn)，但其教學(xué)效果要比教師講十遍要強(qiáng)。

總之，運(yùn)用身邊的器材，創(chuàng)建具有新意的演示實(shí)驗(yàn)，豐富我們的課堂教學(xué)，是每一位教育工作者追求的目標(biāo)，也是每一位物理教師追求的夢想。設(shè)計(jì)生活化的演示實(shí)驗(yàn)，沒有終點(diǎn)，我們一直在路上。

參考文獻(xiàn)：

[1]周亞云.利用演示實(shí)驗(yàn)創(chuàng)建智慧課堂[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2013，42（9）：25-27.

[2]施學(xué)斌.黃文俊.利用生活化元素改進(jìn)物理演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐與思考[J].中學(xué)物理，2016（13）：5-7.

（欄目編輯 ? ?王柏廬）