中小學物理科技教育活動案例設計

俞佳琦

(江蘇省昆山市第一中學 215300)

一、研究目的和意義

物理是以實驗為基礎的學科，本論文以常見的、低成本的生活用品為教具設計或改進部分物理實驗，幫助學生認識物理規(guī)律、使學生通過親身參與動手實踐，提高自身的動手能力和小組合作能力.最終設計成物理科技活動案例，進而應用到中小學物理教育中去，彌補傳統(tǒng)課堂中疏漏的知識點，并在多樣化的實驗中培養(yǎng)學生的求異思維與創(chuàng)造性，最終提升學生的科學素養(yǎng).

二、表面張力活動案例

1.教學目標

(1)對由于液體表面張力產生不同的現象有感性的認識.

(2)培養(yǎng)學生的動手能力和合作能力.

(3)培養(yǎng)學生對生活中物理的興趣與科學精神.

2.教學準備

(1)課前對所要展示的實驗做多次練習，確保有明顯的實驗現象、減少實驗失誤.

(2)準備好實驗器材：色素、牛奶、洗潔精、棉棒、鉛筆屑、淺盆、自制紙船、肥皂水、自制圓形鐵環(huán)(一個中間有一條線、一個中間有圓形線)、塑料瓶(底端戳有四個小洞)、杯子、網紗、牙簽、橡皮筋.

(3)找好相關資料，制作好課件.

3.教學過程

【導入實驗：牛奶煙花(圖1-2)】

師：在開始這節(jié)課之前，大家先來看一下這個實驗現象，老師這里準備了牛奶和色素，滴幾滴色素到牛奶里，再用棉棒沾一點洗潔精，放到剛剛滴色素的地方，大家看一下產生了什么現象？

生：色素向四面八方散開，形成美麗的圖案.

師：我們接下來就要接觸這個神奇的現象.

【演示+學生實驗1：當鉛筆屑遇到洗潔精(圖3-4)】

大家面前都有一點鉛筆屑(圖3)，猜想將鉛筆屑灑在水面上，再用沾了洗潔精的棉棒放在水面中央，會產生什么現象？

生：鉛筆屑均勻灑在水面上，用沾了洗潔精的棉棒豎直插入水面，鉛筆屑會散開(圖4).

師：從上面兩個實驗現象中我們發(fā)現，在一系列處理之后，水面上的物質好像受到了力的作用而向四面八方散去.由此大家能否猜想，如何使浮在水面上的紙船前進？ (圖5)

生：猜想用洗潔精能夠使紙船前進.

【演示+競賽實驗：覆杯實驗升級版(圖6-7)】

師：最后老師來展示一下升級版的覆杯實驗.大家聽說過這個實驗嗎？

生：上臺演示簡單的覆杯實驗.把紙按在裝有水的杯子的杯口，然后倒扣，撤走紙時觀察現象.

師：看來同學們平時還是挺會動手的，那我們增加難度，有沒有辦法使紙拿掉之后，杯子里的水仍然在杯子里呢？老師這里準備了網紗，將網紗裝在杯口，再重復上面的實驗.大家動手試試.

師：最后一步，請同學們嘗試，如果將牙簽順著網紗的孔插入水中，會發(fā)生什么現象？現在就請大家來比一比，誰能夠在杯子中插入最多的牙簽(圖7).

【課后探究、動手體會：百變的肥皂膜】

師：肥皂泡大家以前都玩過吧？ 像這種用肥皂水在圓形鐵絲上形成膜的實驗我們已經做過很多次了，今天我們來做點好玩的.這里有兩個圓環(huán)，一個中間有用線圍成的圈，一個被一根線分成兩部分(圖8-9)，大家猜想，如果將這兩個圓環(huán)放在肥皂水中，會形成什么形狀的膜？若此時用針刺破某一半的膜和刺破線圍成的膜，又會產生什么現象呢？我們接下來就來看一下.

生：猜想會使膜破掉，或者繩子繃直.

師：下面我們增加難度，大家看到面前有一個用棉棒的棍子做成的立方體(圖10)，請同學們猜想肥皂膜在這個立方體上會是什么形狀？老師先來展示一下，然后大家再自己動手做一做，有興趣的同學可以帶回家再動手做做.

三、關于本課題的反思

本文中以隨手可得的器材設計出一些現象明顯又具有趣味性的實驗，吸引學生的興趣，希望學生從課外興趣的角度接觸物理中的表面張力知識系統(tǒng)，通過有趣的實驗更好的實現對學生實現物理教育.

在進行案例設計時對此次的中小學物理科技活動案例設計有了更多的反思.

一個是在實驗類型的選擇上.用作物理科技活動教學的物理實驗，進入課堂時必須能夠吸引學生的興趣，能夠使學生在科技活動中找到生活中的共鳴.所以在進行實驗類型的選擇時就不適合選擇需要使用較復雜實驗儀器的實驗.

另一個是實驗的新穎程度.在信息大爆炸的今天，中小學學生已經有很多機會接觸到互聯網，通過互聯網了解到許多新奇的事物，若用比較常見的實驗可能無法一下子使學生集中在課堂，例如簡單的覆杯實驗，但是只要在這些實驗的基礎上做一些小小的改變就可以給人耳目一新的感覺，例如使覆杯實驗與水的表面張力結合.

最后是案例的設計.在準備了足夠數量的實驗之后，不是一味的開始實驗，而是要將實驗進行排序、分層次，例如有些實驗的實驗效果很明顯，可以設計成導入實驗，有些實驗需要學生參與一起完成來更好的幫助學生理解這一主題，還有的實驗可以設計成學生競賽實驗，使課堂更具有活力.這樣一來，才能構成一節(jié)案例豐富、充滿趣味的中小學物理科技教育活動課程.