① 誰知道初中物理自製教具的意義和價值是什麼
觀察和實驗是學習物理的基礎,也是物理教學的重要手段,而所有物理實驗的開展都離不開恰當、合適的實驗器材,隨著教學儀器配套與達標活動的開展,教學儀器日臻完善,為初中物理教學提供了便利條件。但是,一方面教學儀器不可能一應俱全,對辦學條件較差的農村中學,開發研究自製教具有著重要意義,這不僅可以改善實驗教學的條件,而且對師生的實驗動手能力,創新意識等科學素養的提高有很好的促進作用。師生動手設計、製作教具,不僅可以節省經費,提高教學儀器裝備水平,而且對於廣大中小學校繼承和發揚中華民族自力更生、艱苦奮斗的優良傳統,培養師生的動手能力,創造能力,豐富和改革教學方法及教學手段有著十分重要的作用。 1.彌補了教具數量上的不足。 農村中小學,儀器數量很少,絕大部分還是很多年以前陸續購置的,經過多年的損耗,折舊,一部分儀器已經不能實現其原有功能了。為了保證物理學科教學過程的生動性、形象化,發動師生自製教具就成了彌補教具不足的必由之路。 自製教具方法簡單易行,取材方便,造價低廉,但不能把利用自製教具來代替某些教具看著是登不了大雅之堂的事情,更不要認為是經濟欠發達時解決器材不足的權宜之計.也不是老、少、邊、窮地方彌補商品教具不足的救命稻草,利用自製教具來代替某些教具是低成本實驗的真正魅力所在,那就是成本低而智慧不低,成本低而價值不低,是開發高智慧、高教育價值的重要研究課題。自製教具、儀器是古往今來歷代科學家的優良傳統。物理學許多重大成就在許多情況下就是伴隨著儀器的成功設計而誕生的。所以,即使將來辦學條件有所改善,這一傳統也絕不能丟掉,重視自製教具的作用也是物理教學中一條重要指導思想。 2. 彌補了教具功能上的不足。 教師對自製教具內部結構一清二楚,熟悉每個部件的功能。甚至可以把儀器撤分成各個部分,學生可以看到儀器的內部構造,了解各部分的功能,知道各部分是怎樣協調工作的,能夠全面認識儀器的工作原理,當學生看到那些用生活物品與身邊的常見材料來做實驗,增強了學生學以致用的觀念,會使學生覺得物理學其實離自己很近,不是想像中的高深莫測,容易克服學生對物理的畏難情緒,激發學生熱愛物理、熱愛科學的情感。然而商品教具整體性好,封裝嚴密,學生對內部結構知之甚少,只能當作用一個工具使用,並不了解其詳盡的工作原理,更談不上改進試驗儀器了,對學生創新意識的培養並無好處。教具基本上是依據教材上的重要實驗而設計的,為了滿足工業生產的批量化和標准化,只能實現基本的功能,針對性比較差,在表現實驗現象的特異性方面不具備優勢。教師在長期的實驗教學過程中,對某個實驗的特異性有比較清楚的理解,根據自己的理解而設計出的專門展示、解釋這一特異性的教具就能夠很好地解決問題,非常具有針對性。另一點是工業產品在設計製造時要考慮成本和工藝性的問題,往往做得很小、很緊湊、很復雜,由於這些非教育性因素的影響,必然會淹沒或削弱教具的直觀性和實用性。因此常常是教具的教學效果反而不如自製教具的好。 3.啟迪思維,激勵創新
物理教具是用來做物理實驗,幫助學生接受物理知識的輔助工具。大多數自製教具不是簡單的儀器仿製,要經過一定的思考、創意、構思和設計,這都是創造性的勞動,具有創新精神。因此,它的製作必須符合物理原理和科學理論,即教具必須既能反映出所要學習的物理現象,幫助學生理解所學的物理理論,而它的製作自身又必須遵循一定的科學理論,這就要求學生在自製教具的過程中把物理知識很好地應用於實踐,然後在總結經驗,檢驗、檢查自製教具的合理性、科學性及不足,通過來回、反復反饋,既應用理論解決了實際問題,又用實踐證明了理論的正確,從而培養了學生正確對待知識的科學態度。
師生自製教具和利用生活中易得材料進行實驗的能力,是從不會到會,教具的設計,從不成熟到成熟,製作的教具,從粗糙到精美。經過多次製作教具能力逐漸得到提高,同時也從開始的模仿製作到獨立設計製作,再到發明創新,師生的創新能力也得到提高。
在教具製作中,引導學生注意如何變「廢」為「寶」,利用生活中一些廢棄物如小鐵絲、廢鐵片、木材下腳料、易拉罐、塑料飲料瓶、各種文具、乒乓球、橡皮筋、汽球、兒童玩具、廢舊電器零件和摩托車部件用完的一次性針管(注意消毒)等,製作出各種各樣的教具,既節約了資金,降低了教育成本,又可培養學生養成勤儉節約、勤勞儉朴的優良品質,間接地對學生進行了品德教育。
4.鍛煉師生的動手技能,培養創新能力,全面提高師生的個人素養。 師生參與,實際動手製作教具,從選材到加工乃至試驗,由粗到精,由不滿意到滿意,由失敗到成功,多次反復。在這個過程中,師生的動手能力自然會得到鍛煉。自製教具的設計是應用科技知識與教學經驗進行創造性的活動。任何一件教具的設計者都是經過一番思考,然後出現創意、構思和設計。只要不是單純模仿,必然會有所創新。這種創新的實踐過程包含著製作者的創造精神。同時,由於教具的創作和使用過程必然涉及科學知識與生產技術,在創造性思維物化的過程中,對人的科技意識會起到強化作用。自製教具是很辛苦的事情,這就首先要有敬業精神,有目標,有追求,苦心鑽研,克服困難,精益求精,自製教具的過程是對教師敬業精神的磨練。學生參與製作,哪怕很簡單的作品,也會不同程度的凝結他們的心力,加上互相比較,看誰作得更好一些,無形中對學生心理上會激起上進之心。「教具凝結科技知識和作者的勞動」,只有參與製作的人,才能有這種體會。學生自己動手做出來的東西,自然會倍加愛護。久而久之,會養成尊重科技成果,尊重他人勞動的好思想好習慣。歸結起來,自製教具不但對提高教學質量有好處,對教學方法的改革和人的素質培養也有好處。這就要求我們從改革、創新、質量、素質培養的高度來看待自製教具的積極作用. 5.自製教具,讓物理走向生活,讓生活走向物理。
自製教具讓物理實驗更貼近於生活,拉近了物理實驗和實際生活的距離。盡可能選用學生所熟悉的、簡單的、常見的材料做物理實驗,能使學生富有親切感、新奇感、成就感,重視學生的小製作、小發明,贊揚他們的創造、創新的思路和方法,可以最大限度地激發他們的創新意識。初中年齡段的學生天生好奇、好動、好玩、有極強的創造力和求知慾,平時對他們的小製作、小發明多加以鼓勵和贊揚,是激發他們學習物理興趣和創新意識的一種好方式。在學習「光的折射、反射」時,為了讓學生感受到光的多彩、神奇世界,組織學生用三面一樣大小的鏡子、玻璃球、膠帶、彩色紙自製萬花筒;用一塊紙板、兩面鏡子等簡單物品自製了潛望鏡,讓學生觀察到不同層面的景色。在學習「大氣壓強」時,組織學生用可樂瓶、礦泉水瓶、塑料管自製了動物自動加水器。自製教具讓學生初步感受到物理來自於生活,物理並不神秘,物理就在我們身邊。教師應結合教材內容,多引導和鼓勵學生自己或者和其他同學合作設計、動手做課外小實驗。課外小實驗自由度大,學生可以依照自己的意志改變條件,控制實驗的進程,深刻感知實驗現象。
總之,自製教具天地廣闊,大有可為。
② 滬科版九年級物理17章磁是什麼課件
一、教材分析:
本節是滬科版第十六單元《從指南針到磁懸浮列車》第一節的內容,介紹的是關於磁的基本知識和基本概念,本節涉及主要知瞎蘆粗識有磁性、磁體、磁極、磁化、磁場以及用磁感線來描述磁場。前面磁的基本知識學生小學或生活中已經接觸過,所以磁場和磁感線作為教學的重點,貫穿著全章的核心內容。按照《課程標准》本節不僅要求學生知道磁體周圍存在磁場,還要求學生能夠用磁感線來形象描述磁場的分布,知道磁感線的方向是如何規定的,為下一節探究通電螺線管外部磁場的方向打下基礎。
二、學情分析:
學生在小學科學課已學過關於磁體的現象,在平時生活中也接觸或觀察過磁體,所以對磁的現象並不陌生,所以這一部分主要是將學生的生活經驗,潛知識提升到物理的知識層面上。但是對於磁場的存在、用磁感線來形象描述磁場卻是全新的、較為抽象的知識。
三、教學目標:
(一)知識與技能
1.知道磁性、磁體、磁極的概念。
2.知道磁極間的相互作用規律;了解磁化現象。
3.知道磁體周圍存在磁場;知道磁感線可用來形象地描述磁場,知道磁感線的
方向是怎樣規定的;
(二)過程與方法
通過作圖分析、類比研究磁場,對磁感線的描述學會模型法,提高學生的歸納分析能力。
(三)情感、態度與價值觀
通過觀察圖片、做小實驗,激發學生求知的慾望;讓學生經歷探究活動,體驗成功的喜悅,培養實事求是的科學態度。
四、重點與難點 :
1. 教學重點:磁體間的相互作用規律,如何描述磁場。
2. 教學難點: 感知磁場,並會用磁感線描述磁場。
五、教具:
磁性玩具、條形磁鐵、馬蹄形磁鐵、大小磁針、鐵屑、玻璃板、磁感線模型、鐵釘、銅鑰匙、塑料片、木頭等。
六、教學過程:
(一)設置情境,引入新課
放置在磨鎮桌上的小玩具是如何工作的呢?為什麼上面的部分能懸在空中不掉下來呢?今天我們就來學習相關知識。
(二)層層深入,新課教學
一、磁應用:
同學們在生活嘩吵中找一找磁的影子。磁為什麼有著如此廣泛的應用呢?我來動手了解磁的特點吧!
大家對磁的知識都或多或少的有著一些了解,今天老師帶來了許多器材,我們利用這些器材先自主探究。
二、磁現象
打開塑料袋,大家動手實驗。
師生總結知識:
1、磁性:物體具有吸引鐵鈷鎳等物質的性質。
磁體:具有磁性的物體。(天然;人造:條形,蹄型)
2、磁極:磁體上磁性最強的部分。
演示實驗,磁體的指向性:磁南極、磁北極
如果一個磁鐵斷了,是否就只有一個磁極呢?
任何一個磁鐵都有兩個磁極,即使再小,小到分子大小,都有兩個磁極,其中的知識,我們以後會陸續學習到。
磁極間的相互作用:同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引
3、磁化:使原來沒有磁性的物體獲得磁性的過程。
小鐵釘原本沒有磁性,靠近或接觸磁鐵後,內部結構重新排列,所以就具有有了磁性。
三、磁場:
教師演示:
(1)小磁針,用木棍撥動,發生轉動,受木棍力的作用。氣流吹動,受氣流力的作用。
(2)將條形磁鐵放小磁針周圍,磁針轉動,這個時候又是什麼物質對磁針施加的力的作用呢?這是一種看不見的物質,對磁針施加力的作用,這種物質可能與放入的磁鐵是有關系的。
(3)將水筆放磁針周圍,將粉筆放周圍,磁針都不轉動。說明筆的周圍沒有這種物質。
(4)那說明這種物質只存在磁體周圍, 看不見,也摸不著,但真實存在。
磁場 :物理學中把磁體周圍分布的這種看不見、摸不著但真實存在的物質叫做磁場。
1、特殊的物質:我們以前認識的物質都是有分子,原子組成,而磁場不是,它是一種特殊的物質。
2、基本性質:對放入其中的磁體有力的作用。
磁場的研究:
類比:氣流雖然看不見,氣流對布條有力的作用,利用布條來研究氣流,磁場對磁針有力的 作用,利用磁針來研究磁場
實物展台:出示一條形磁鐵,在它周圍磁場內放入小磁針。
3、磁場方向:在磁場中,規定磁針靜止時N極指向為該點的磁場方向。
條形磁鐵上水平放置一玻璃板,將小瓶中鐵屑少量均勻灑在磁鐵周圍,並輕敲幾下桌面,觀察鐵屑分布情況,並將觀察結果在紙上用線條形象的表示出來。
學生分組實驗(一組做條形,一組做U型)
磁場看不見,摸不著,為了直觀形象的描述磁場,物理學中引入了這些帶箭頭的曲線來描述磁場的性質和特徵,叫做磁感應線,簡稱磁感線。
四、磁感線:
1、磁場真實存在,而磁感線是假想的曲線,實際並不存在。
雖然從圖片中看磁感線是平面圖,但磁場是在立體空間內存在的。
2、外部從N極出發,回到S極。
磁場方向:磁感線上某點的切線方向為該點的磁場方向。
圖片展示:條形磁鐵、馬蹄形磁鐵、兩同名磁極磁感線分布,兩異名磁極磁感線分布。
(四)、小結:
(五)、練習:
【板書設計】第一節 磁是什麼
一、磁的基本知識:
磁性、磁體、磁極、磁化
二、磁場
1、真實存在的特殊物質。
2、基本性質:對放入其中的磁體有力的作用。
3、磁場方向:在磁場中,規定磁針靜止時N極指向為該點的磁場方向。
三、磁感線
1、假象的曲線
2、外部:N出S入
3、磁感線某點的切線方向為該點的磁場方向。
4、磁感線的疏密程度表示磁場強弱。
③ 自製物理教具的意義和價值是什麼、有什麼經驗
物理是一門以抽象思維為主的學科,又是一門以實驗為基本方法的學科。新課程標準的實施,不僅要求老師教學時要做大量的演示實驗,還要求給學生創造條件進行課內和課外實驗探究。但大多數農村學校實驗器材和教具不能滿足教學需要,針對新課程改革的發展需要,教師應該在教育教學中大膽創新,方法之一,可以通過自製教具,引導學生製作學具,並應用於實踐,可以有效地促進了學生綜合能力的持續發展。本人就自製教具在農村物理教學中的意義談談自己的見解和做法。一、自製教具可以激發學生對物理的情感 好奇作為思維和興趣的先導,是中學生思維上的一個特點。興趣是最好的老師,好奇心是成功的起點。在教學中,利用自製教具適時適度地進行演示,有意識的創設好奇情景,激發學生的求知慾,導入新課。例如,在講述「物體的浮沉」 時,根據課程特點,我選擇了大型飲料瓶、氣球、金屬體和棉線等製作了一個沉浮子演示器。新課開始,出示自製教具(學生驚訝:老師要干什麼?)接著老師演示:一手托住瓶身並用力輕壓,氣球沉浮子下降,同時像玩魔術一樣,另一隻手加以指示,且口中念念有詞:「上……下……」把學生帶進一個神奇變幻的境界。頓時,學生的注意力都集中到了一起:老師真有這么大的本事?此時不失時機導入新課:「今天,我們一起來研究物體的沉浮……。這樣,利用自製教具創設好奇情景,因勢利導組織教學,對於激發學生求知慾,提高教學質量,將有極大的幫助。二、自製教具可以拉近科學與生活的距離 自製教具,讓物理走向生活,讓生活走向物理。自製教具讓物理實驗更貼近於生活,拉近了物理實驗和實際生活的距離。盡可能選用學生所熟悉的、簡單的、常見的材料做物理實驗,能使學生富有親切感、新奇感、熟知感,重視學生的小製作、小發明,贊揚他們的創造、創新的思路和方法,可以最大限度地激發他們的創新意識。楊振寧教授曾經說過:「成功的真正秘訣是興趣。」 初中年齡段的學生天生好奇、好動、好玩、有極強的創造力和求知慾,平時對他們的小製作、小發明多加以鼓勵和贊揚,是激發他們學習物理興趣和創新意識的一種好方式。教師應結合教材內容,多引導和鼓勵學生自己或者和其他同學合作設計、動手做課外小實驗。課外小實驗自由度大,學生可以依照自己的意志改變條件,控制實驗的進程,深刻感知實驗現象。通過課外小實驗1還能養成學生觀察的習慣,培養良好的觀察品質,掌握觀察方法,提高觀察能力,激發他們的創新意識。三、自製教具可以促進教師和學生的個性發展 設計製作使用教具和利用生活中易得材料進行實驗的過程,也是教師的科研行為。在教學過程中,教師對教具的選擇和使用,對生活中易得材料的選擇和搭配,都要充分考慮學生的年齡特點和教材特點,對教具的設計和製作,不僅要考慮學生的年齡特點和教材特點,還要考慮教具的材料、製作程序、加工技術、製作技巧等多方面的因素,有時還要查閱其它學科資料、與同行探討,經歷多次嘗試,才能製作成功。教師製作教具能力就能得到提高,就有利於教師科研能力的提高。 基礎教育變應試教育為素質教育,很重要的一個方面就是要使學生在愉悅的精神狀態下學習和從事各項教育活動,要使學生的多項素質都得到培養,要使學生得到更全面的發展。而在學生中廣泛開展自製教具活動,不僅會使其獵奇、好動的自然屬性得以調動和引導,而且會大大激發學生的學習興趣,還會使枯燥的理論知識變得生動有趣,更會使學生在教具製作過程中經歷失敗的苦惱和通過不懈的努力獲得最終成功的喜悅。這對於促進學生非智力因素的發展和心理素質的增強,都起著十分重要的作用。四、自製教具可以有利於學生主動建構知識 物理教具是用來做物理實驗,幫助學生接受物理知識的輔助工具。因此,它的製作必須符合物理原理和科學理論,即教具必須既能反映出所要學習的物理現象,幫助學生理解所學的物理理論,而它的製作自身又必須遵循一定的科學理論,這就要求學生在自製教具的過程中把物理知識很好地應用於實踐,然後在總結經驗,檢驗、檢查自製教具的合理性、科學性及不足,通過來回、反復反饋,既應用理論解決了實際問題,又用實踐證明了理論的正確,從而培養了學生正確對待知識的科學態度。同時,教具製作中,還要引導學生注意如何變「廢」為「寶」,利用生活中一些廢棄物如小鐵絲、廢鐵片、木材下腳料、用完的一次性針管(注意消毒)等,製作出各種各樣的教具,既節約了資金,降低了教育成本,又可培養學生養成勤儉節約、勤勞儉朴的優良品質,間接地對學生進行了品德教育。 我們的實驗教學可以在課上,也可以在課下;可以使用實驗室所配備的器材,也可以自備自製教具,甚至可以使用我們日常生活中的現有物品,經常用學生身邊的物品做實驗,如用鉛筆和小刀做壓強實驗;用雪碧瓶做液體壓強與深度關系的實驗;用汽水瓶做大氣壓實驗;用眼葯瓶做物體的浮沉實驗;用水和玻璃做光的色散實驗等。這些器材學生更熟悉,更有利於使學生明白物理就在身邊,物理與生活聯系非常緊密。而且通過這些課本上沒有出現的器材啟發學生的創新能力:大家一起來想一想,還可以用什麼來說明我們要知道的內容。或者,這種類似的方法我們可以用來解決其他什麼問題,等等。調動學生剛剛起步的創新的意識和創新的精神。五、自製教具可以培養學生的創新精神 重視和加強對學生創造能力和創新精神的培養是新課程標准特別強調的重要目標,而自製教具活動對達成這一目標所獨有的教學功能,應該再度得以重視發揮。實際上,用生活中易得材料、物品或廢舊材料充當實驗器材或稍做簡單加工製成教具、儀器,並應用於教學之中,這本身就是潛在地對學生進行創造教育。由於學生熟悉教學所用的自製教具,其巧妙的設計、獨到的構思,還將給學生以創造性的啟發和激勵,而其不完善、不理想之處又可促使學生產生「如何才能做得更好」的創造動機。特別是自製教具中蘊含的豐富的創新思路,無不潛移默化的啟迪著學生。例如:用飲料瓶可以演示「大氣壓」、「液體壓強特點」、「力的作用效果」、「帕斯卡桶裂實驗裝置」等等。這類自製教具從整體上反映出廢物利用的創造思路,細微之處又各自不同地表現出「改變、更換、代替、放大」等創造思路。另外,利用生活中易得的材料或物品(如小皮球、乒乓球、橡皮筋、粉筆、紙張、文具等)做物理實驗,體現了「重組、借用」等創造思路。更有意義的是,實驗中借用的往往不是該種材料或物品的生活用途,而是某種物理屬性。例如,可以借用硬幣的形狀、小皮球的彈性、直尺的絕緣性、雞蛋的密度、泡沫的絕熱性等,來做相關的物理實驗。自製教具所體現的「一物多用、廢物利用、借物它用」等思想,正是啟迪智慧、開拓思路、調動學生創造性思維的鑰匙。初中學生年齡小,好觀察,愛動手,而自製教具所用材料大多來自學生的生活實際,容易尋找,因而老師演示使用後學生就會產生自己動手做一做的慾望,老師再予以適時激發引導,使學生產生「如何才能做得更好」的創造動機,激勵學生發明創新,想方設法使教具變得更加完美、適用,這對激發學生的創造性思維,引導學生用物理學的觀點重新認識自己周圍環境中的事物和現象等方面,都有重要的啟迪作用。例如在學習長度測量時組織學生製作了刻度尺,在初中物理總復習階段再組織學生進行創造性應用練習,讓學生根據所學物理知識設計多功能刻度尺,在老師啟發引導下,學生們設計出了裝有小燈泡照明可在黑暗環境使用的刻度尺、裝有凸透境既可測長度又有放大作用的刻度尺、在柔軟繩子上帶有刻度既能測直線距離又能測地圖圖上距離長度的刻度尺等多種方案,使學生開闊了思維;同時,學生們在製作過程中,不但要親自動手尋找合適的工具、材料,還要動腦考慮解決一些與之相關的問題:如何使裝置更恰當、合理,如何使產生的現象更清晰、明顯,培養了學生敏銳的觀察能力、積極的思維能力,及判斷、分析、處理問題的能力,這對學生創造能力的培養都是十分重要的。有的學生還能運用創新原理和方法進行改進或創新製作一些新教具,例如在研究《聲音的產生》一節中,把正在發生的音叉放入水槽中,後排的學生根本看不到被激起的水,有同學提出在音叉旁邊掛一小塑料泡沫,泡沫在發聲的音叉上蹦蹦跳跳,這樣不但增強了實驗現象的可信度和可見度,更激發了其他同學的創新興趣、創新意識和創新能六、自製教具可以培養學生的動手能力 不論老師還是學生自製的教具,一般製作都比較簡易,例如用身邊的物品製作的簡易測力計、杠桿、驗電器、電學實驗用開關和燈座等,通常都是就地取材,易制易修,且可達到人手一個,因而在教學中使用時就不怕弄壞,在課堂與課下都可放心讓學生去觀察、觸摸,甚至拆卸、重裝,這樣,可訓練出學生熟練的實驗技能,然後再用正規廠家生產的儀器進行實驗,學生們有了前期的操作訓練,實驗時就會少出錯,甚至不出錯,順利完成。這樣,既培養了學生的觀察、動手能力,又訓練了其實驗能力,教學效果自然不錯。 總之,在知識日益更新的今天,課程標准不斷地被充實和完善,所需的教學儀器和教具也將不斷地要補充與更新,上級教育部門不可能准備好全部儀器教具來等著課程改革,只有我們一線教師根據教學需要,通過利用生活中易得材料進行實驗和自製教具,不斷充實和完善實驗儀器和教具,並把優秀教具和實驗設計研究成果推廣,實現資源共享,我們的新課程教學才不會因教具和儀器缺少而滯後,發揮出她應有的教育效應,一定會迎來新課程教學的春天。
④ 求一個物理小發明(初高中階段),要求能解決生活中的小問題。
一、最簡單的抽水機
實驗素材無時不有,
無處不在,
只要我們處處留心、
善於發現,
日常生活中很多信手拈
來的物品,都可以成為我們開發實驗的好資源。
有一次我患重感冒,
躺在病床上,
當我看到護土拿著一支注射器和打吊針用的一次性塑
料軟管走過來時,
我突發其想:
要是能利用這些材料製作一件物理教具就好了,
我苦思冥想
了兩天,結果出院時誕生了一件獲得省二等獎的教具。
如圖
1
,
將打吊針用的一次性塑料軟管較粗的那兩段剪下來
(在圖中標注為
A
和
B
)
,
A
兩端各有一個口,上埠是出水口,下埠是進水口,
B
上端有現成的兩個口,下端有一個
口。
將
B
上端的一個口與
A
下端進水口連接,
另一個口與注射器相連接,
再將
B
下端進水口
放入水中,並事先分別在
A
.
B
內放進一顆小鋼珠,這樣就做成了一隻最簡單的活塞式抽水
機。
反復抽動注射器的活塞,
水就會從
A
出水口中源源不斷地流出來。
因
A
.
B
都是透明的,
學生可以很清楚地看到抽水過程中軟管內小鋼珠的運動情況(即活塞閥門的開閉情況)。
由這件教具的製作材料,
筆者明白了一個道理:
我們身邊可以用來做實驗的物品比比皆
是,
可以利用的實驗資源十分豐富,
我們缺少的並不是資源,
而是發現資源的慧眼和設計實
驗的智慧。
盡管實驗資源開發的途徑、
開發的方法多種多樣,
但最具價值的還應該是有創新
的意識和思想。
二、十分神奇的光學儀器
身邊司空見慣的物品搖身一變,
可以演變出趣味無窮的科學實驗:
兩個紙筒魔術般地組
合,可以製成照相機、幻燈機、望遠鏡、顯微鏡等模型,並能生動地揭示這
4
種光學儀器的
原理。
1
.照相機。
如圖
2
,事先發給學生一隻凸透鏡(也可用放大鏡或遠視眼鏡片代替),
讓他們准備兩本
16
開的雜志,捲成兩個大小不同的空心圓筒,在較小圓筒的一個埠蒙上
一塊半透明的塑料薄膜,
在較大圓筒的一埠用膠紙固定上凸透鏡,
使小筒蒙有塑料薄膜的
一端的能自如地套進大筒里,這樣就製成了照相機。
上課時,
讓學生把上述裝置帶來,
用大筒上的凸透鏡對准教室里或窗外的明亮景物,
前
後移動小筒,
使像距發生改變,
這時,
學生就可以觀察遠近不同的景物,
並且可以在小筒塑
料薄膜上得到一幅清晰的彩色圖像。
此處,「要使圖像放大或縮小時,相機應靠近或遠離景物?」「暗箱應拉長或縮短?」
這些歷來教學中的難點,
可在學生親自動手操作、
觀察中被輕松突破,
親身感受所學得的物
理知識,比用任何語言描述都更生動可信和印象深刻。
2
.幻燈機。
上述裝置,還能被巧妙地改裝成幻燈機:只要將小筒上半透明的塑料薄膜
換成透明的塑料紙,
並在塑料紙上畫上景物
(或直接換成印有圖案的透明塑料包裝紙,
其實
這就是現成的幻燈片)
。
用手電筒去照小筒開口端,
則可在白牆上或在豎直放置書本的封底
中出現一幅放大的彩色的景物像。
同樣,
「要使像放大或縮小該怎麼辦?」「幻燈片為什麼應倒插」等問題,學生在觀
察中很容易掌握,學生在玩中學到了物理知識。
3
.望遠鏡。
在上述幻燈機裝置中,學生只要將小筒上的塑料紙換成焦距比大筒上凸透
鏡(物鏡)焦距短的凸透鏡(當目鏡用),便能改裝成望遠鏡,通過前後移動小筒在大筒里
的位置,可以看到遠處的物體明顯變近。
4
.顯微鏡。
將上述望遠鏡裝置中的目鏡與物鏡位置調換,即可當顯微鏡用。
多數初中校的實驗室中沒有「正規」的演示照相機、幻燈機、望遠鏡、顯微鏡原理的模
型,
也就談不上讓全班學生親自操作、
觀察和理解上述教學難點,
而利用兩個紙筒組合成的
模型卻能做到這一點。
利用上述日常用品做實驗,
還有以下優點:
首先能減輕教師的工作負擔,
因為即便是條
件較好的城市學校,
教師也不可能做到每一節課的課前都為學生准備人人動手的教具。
其次,
學生課外也可以利用自製的學具反復動手操作,
而不必擔心損壞儀器,
這樣他們能夠充分地
動手、動腦,觀察物理現象的發生、發展的全過程,反復品味其中的物理原理。
因此筆者認為,
因陋就簡做實驗是利用
「正規」
儀器做實驗的補充和延伸,
對條件較好
的學校也同樣適宜,具有很強的生命力。
三、趣味橫生的靜電實驗
靜電實驗歷來很難做成功,
如何巧妙設計實驗、
尋找容易帶電材料,
是實驗成功的關鍵。
1
.靜電感應實驗。
如圖
3
,取一根用過的圓珠筆芯,取下銅筆頭,將殘留的筆油洗凈,
用鉗子把筆芯的正中央部分夾扁,在夾扁的部位扎個小孔,讓銅筆頭尖端恰好能插緊小孔,
另取一根縫衣針,將有針眼一端固定在軟木塞上(熱水瓶塞),針尖朝上,將固定在圓珠筆
芯上的銅筆頭套針尖上,使它能在針尖上靈活轉動。
由於上述裝置中針尖恰好頂在銅筆頭的小圓珠上,
所以轉動十分靈活。
讓學生用普通紙
去摩擦支架上圓珠筆芯的一端使之帶電,
另取一根不帶電的圓珠筆芯
(或其他不帶電的物體)
去靠近支架上筆芯的帶電端,
會看到它們將立即吸住,
這就是奇妙的靜電感應現象,
十分有
趣。
2
.電荷相互作用實驗。
將兩根筆芯用紙摩擦,一根筆芯架在上述針尖上的銅筆頭中,
另一根拿在手上,
讓它們帶電端相互靠近,
這時針尖上的筆芯就會被手中的筆芯推開,
調換
兩根筆芯的位置,可以得到同樣的結果,說明它們之間的作用是相互的。
3
.
同種電荷相互排斥實驗。
讓學生取一段長
20
厘米的普通塑料包紮繩
(包紮教材用的)
,
在一端打個結,
從另一端往打結端方向用手反復撕成許多條細塑料絲,
然後將這束塑料絲平
鋪在桌面上,用手指使勁摩擦塑料絲(這是迅速帶電的摩擦竅門),待手指發熱時,提起塑
料絲的打結端,
這時可以驚奇地看到塑料絲像
「著魔」
似地自動散開,
這個實驗生動地說明
了「同種電荷相互排斥」。
4
.不同物體摩擦後帶異種電荷實驗。
就利用上述這么一條隨手可得的塑料包紮繩,還
可以生動地說明兩個不同物體摩擦後帶的是異種電荷,
而這一點是實驗室的儀器沒辦法做到
的:
用學生有機塑料尺或三角板去跟裝食品用的普通薄塑料袋摩擦,
讓帶電塑料尺靠近上述
帶電塑料絲,
會看到散開的塑料絲立刻緊抱塑料尺,
而用上述帶電薄塑料袋去靠近上述塑料
絲,卻會看到帶電散開的塑料絲散得更開,不肯與塑料袋接觸,這個實驗可以形象地說明:
有機塑料尺與塑料袋這兩個不同物體摩擦後,帶的是異種電荷。
若用實驗室的綢子與玻璃棒摩擦後,
綢子上的電荷將馬上消失,
而這里用塑料袋代替綢
子,用有機塑料尺代替玻璃棒,電荷都可以長時間保留,實驗現象十分明顯。可見,一條普
普通通的包紮繩,有了一個小小的創意,就能輕而易舉地解決教學中的一個大難題。
這種利用隨手可得的廢棄學慣用品、
身邊之物,
精心設計的具有趣味性的實驗極具創意:
第一,
利用一個並不起眼的小小銅筆頭巧妙設計的靈敏支架裝置和精心選擇的極易帶電的實
驗材料,使得本來較難的實驗能輕易地做成;第二,類似簡單、方便、切實可行的實驗,為
學生提供了更多的動手機會,
使得人人動手做隨堂實驗成為了可能,
為激發學生學習物理的
濃厚興趣、培養學生的創造思維能力創造了有利的條件。
四、靈敏多用的小磁針
在日常生活中,
我們身邊可以用來做實驗的物品比比皆是,
大到電冰箱、
小到圓珠筆芯、
縫衣針,
都是可以利用的實驗資源,
這些物品通過巧妙的設計,
就能發揮生活用品的實驗功
能,啟發學生思維,激發學生的學習主動性和積極性。
如圖
4
,受到上述靈敏支架裝置的啟發,還是利用上述小小的銅筆頭和圓珠筆芯,我與
學生一起發明了一根靈敏多用的小磁針:
將圓珠筆芯銅筆頭的筆油洗凈,
剪取一段
1
厘米長
的圓珠筆芯套在筆頭尖上,將一支磁化的縫衣針用火烤熱後,橫穿過上述圓珠筆芯的頂部,
另取一根縫衣針,
把有針眼的一端固定在軟木塞
(或泡沫塑料)
上
,
將銅筆頭套在針尖上,
這就製成了一根極其靈敏的小磁針。
有了它,學生就可以動手做以下一系列實驗:
1
.指南針。
在教科書、
參考書上介紹的指南針製作方法很多,
但我覺得利用這種方法製作的指南針
最簡單、最靈敏,用手撥動小磁針,靜止後,一端立即指向南,另一端立即指向北。
2
.磁極間相互作用實驗。
取一根磁化的縫衣針,將其兩端分別與上述小磁針的一端靠
近,可以看到相互吸引或排斥的現象。
3
.奧斯特實驗。
由於上述小磁針轉動十分靈敏,學生用一段舊干電池就可以做奧斯特
實驗。
4
.判斷螺線管的極性實驗。
如圖
5
所示的螺線管,是用學生作業本捲成圓筒在其上面
環繞導線製成,
讓自製的通電螺線管兩端分別與上述小磁針靠近,
學生根據相吸或相斥,
就
可以判斷螺線管的兩個磁極的極性,從而在操作中熟練地掌握右手定則。
5
.判斷螺線管的磁性強弱實驗。
讓學生分別用不同匝數及在管中間插入鐵釘的上述通
電螺線管,
與上述小磁針靠近,
根椐相互作用力的大小,
可以探究螺線管的磁性強弱跟哪些
因素有關。
這是一個頗具創新性的實驗設計,
其突出的特點在於利用身邊的物品縫衣針、
圓珠筆芯
和導線,
製作了這根十分靈敏的簡易小磁針和螺線管。
製作方法極其簡單,
每一位學生都可
以自製,
而且一物多用,
一套裝置組合起來,
可以解決磁現象和電流磁場中這部分教學內容
中的一系列問題,很多節課學生上課時都可以帶來親自動手做隨堂實驗。
所以,
並不是所有的物理實驗都需要專門的實驗儀器來完成,
我們身邊的許多日常生活
用品也能很好完成隨堂實驗,而且也能達到十分滿意的效果。
五、精彩絕倫的光學實驗
一個巧妙的實驗設計除了器材上的合理應用以外,
還應該包含精彩的實驗方法,
不僅要
能夠釋疑解難,
而且要能夠透過具體的實驗給人以解決其他問題所需的智慧方法的啟迪,
下
面這個裝置就是一個很好的例證,
利用它可以成功地解決長期以來光學實驗難做的困惑,
巧
妙地完成以下系列實驗。
如圖
6
,取一隻圓柱形的平底透明塑料盒,將其密封,在側面打個圓孔,把盒子側放在
支架上
(即讓外底面面向讀者)
,
往盒子上側面的圓孔中注入半盒水至水平直徑處,
如圖
7
。
再往水中滴入兩滴牛奶,
並向圓孔中注入適量的淡煙霧,
使煙霧充滿水面上方空間
(可用廢
報紙捲成細空心紙筒,
點燃紙筒一端,
將另一端冒出的煙霧用注射器將煙吸入針筒里,
然後
往盒子上的圓孔中注入即可)
,
用橡皮塞堵緊圓孔,
在盒子外底面畫出水面和法線,
並在盒
子外底邊沿處標上角度,
用玩具激光筆從透明盒子外往盒內照射,
可以看到清晰明亮的紅色
光線。