新奇有趣的家庭小实验的开发途径的研究||实验研究
新奇有趣的家庭小实验的开发途径的研究
柯桥区兰亭镇中学
柯桥区齐贤镇中学
摘 要： 家庭小实验作为课堂实验的延伸,它不仅是课堂知识的重现和利用,更是知识和能力的进一步重组、提升和拓展。本文通过利用废弃物品、生活用品、实验器材、科教玩具、数码科技等五种途径进行开发研究。
关键词： 家庭小实验; 开发; 途径;
1 开发途径
1.1 利用废弃物品开发实验
我们可以利用生活中的许多废弃物品进行实验探究,既可以化废为宝,又能体现环保,更可以拉近科学与生活的距离,同时在锻炼学生动手能力的基础上培养学生的实验技能及创新能力。
具体小实验案例:
1.“探究压强大小与深度的关系”(小实验1)
找一个矿泉水瓶,在瓶壁上划几刀,然后用橡皮筋绑紧,在上面装上橡皮塞和橡皮管,如图1所示,在橡皮管的另一端也装橡皮塞和半个去了底的矿泉水瓶,这样可以把水倒入矿泉水瓶中,倒入水后,随着上面的半个矿泉水瓶的提高,下面的矿泉水瓶会出现水浇出来的现象,而且上面升得越高,下面水浇得更远、更多。
图1 小实验1示意图
2.“探究升华和凝华实验”(小实验2)
家里找一个中号的棕色瓶,再找一个小气球,还有能发绿光或红光的手电筒一个,按图2所示进行组装。需要注意的是,手电筒是装在瓶子的下面。在瓶里放一些干冰,然后把气球套在瓶口,把手电筒打亮,让它照着瓶底,这时可以看到气球逐渐变大,瓶里的干冰直接从固态变成气态。同时,在手电筒和瓶子底部之间的光中,可以看到有好多雪花在飞,这主要是因为空气中的水蒸气遇冷,直接由气态变成固态。
图2 小实验2示意图
1.2 利用生活用品开发实验
学生日常生活中有许多常用物品,如果利用生活用品来开发实验,会使学生更愿意亲近它,更愿意尝试它,更愿意思考它。生活用品具有独特的亲和力,会促进学生热爱科学,更好地培养学生的兴趣。
具体小实验案例:
1.探究浮力大小的影响因素
用一根竹棒、一根线、一个钩码、两杯水和捏成球形的橡皮泥,然后同时把橡皮泥和钩码浸没水中,可以看到钩码这边下沉,这说明浮力大小跟排开水的体积有关;如果把右边的钩码换成是同样体积但形状不同的橡皮泥可以研究浮力大小跟形状无关,当然还可以把下面的其中一杯水换成盐水,可以进一步探究浮力大小跟液体密度的关系。
2.探究流速与气压的关系
把气球贴在光盘的中间圆孔上,然后把气球充满气,放在一块玻璃板下面,这时我们认为是会掉下来的,结果不会,为什么呢?可以让我们探究,分析原因是因为流速大,压强小,下面的大气压把光盘往上压,所以不会掉下来。
1.3 利用实验器材组合实验
家庭小实验的开发也可以用一些实验室中的实验器材进行开发,如像一些废旧的实验器材,有的我们也可以把它变废为宝,把一些实验器材进行简单的组合,自制一些小实验,来满足我们的教学所需,从而弥补教材的空缺。
具体小实验案例:
1.短路的危害演示实验(小实验3)
用220 V的交流电源给12 V的蓄电池充满电。接好如图3所示的电路,用蓄电池作电源,用摩托车灯泡发光。在电路中装一个交流电流表,先把三根细铜丝拧成一股,长度定为16 cm作为负载并与灯泡并联。在铜丝上涂上松香和红磷,这样这个短路丝就制作完成了。闭合开关,先看到电流表满偏和灯熄灭,接着看到铜线着火并熔断,熔断后灯又亮了,现象非常震撼。(本实验需要教师充分准备并切实注意安全)
图3 小实验3示意图
2.探究串并联灯泡的亮暗(小实验4)
找来两个灯泡,一个100 W,一个40 W。先用导线串联好,让学生猜哪个亮,学生根据初二的知识,肯定会说是一样亮,教师这时闭合开关,学生奇怪了,怎么是40 W的灯泡亮?再问如果把100 W的灯泡改成是200 W的灯泡后,会怎么样?然后,再并联让他们猜哪个更亮,从而引发学生的认知冲突,最终得出亮暗不是由电流决定的,而是由电功率决定的。
1.4 利用科教玩具开发实验
很多科教玩具都是利用科学原理设计制作的,所以玩具也是一种难得的课程资源,我们可以把这些科教玩具应用于教学,利用科教玩具开发家庭小实验,这样可以更好地贴近我们的生活,而且可以让我们在玩中学,在学中思,在思中创,在创中固(巩固复习旧知识)。
具体小实验案例可以用浮沉子和饮水鸟永动机等。
1.5 利用数码科技开发实验
随着信息技术的发展,数码产品+教育也日益凸显出其优势,如我们可以用传感器来设计和开发实验(像气体对外做功和外界对气体做功、晶体的熔化等),借助数码科技产品和传感器,可以使实验现象更明显,效果更好,从而可以提高课堂效率。
具体小实验案例:
1.探究气体对外做功和外界对气体做功(小实验5)
如图4所示,大号针筒装有传感器,当手把针筒口堵住并用力推针筒活塞时,可以看到传感器主机上温度示数大幅度上升,相当于外界对气体做功,内能增加。当针筒活塞向外拉时又看到传感器示数下降,此时相当于气体对外做功。
图4 小实验5示意图
2. 月相演示仪(小实验6)
如图5所示,此装置由三部分组成,一个一半白一半涂黑的乒乓球,一个摄像头及一个会转的底座。使用时,把摄像头插在电脑上,就可以动态演示月相的整个变化过程以及光的直线传播等。
图5 小实验6示意图
2 开发反思
家庭小实验开发的方向主要向着“三高一低”看齐,所谓的三高即:高见度(实验现象要明显,效果要好)、高成功率(设计和开发实验时要多考虑实验的成功率)、高透明度(最好都是透明的,像塑料瓶之类的);一低为“低成本”(价格低廉且易得),当然在以后的开发中,我们把以验证性实验为主改成是探究性实验为主,要充分发挥学生的主观能动性,多让学生参与其中,使他们充分体验科学的乐趣的同时努力培养自己的实验技能和动手能力。同时,利用发达的互联网建立相应的平台,供广大爱好者一起交流、讨论。
作者简介：黄建林(1978-),男,中学高级教师,主要从事中学物理教学工作,曾获浙江省初中科学教师实验技能大赛个人决赛一等奖(省第一名)。
基金：浙江省教研室基金“'高见度’微创实验的开发和教学研究”(06329)的研究成果
文章来源于《物理教学探讨》2017,01(35),58-59+61