物理現(xiàn)象和試驗

本文格式為Word版，下載可任意編輯——物理現(xiàn)象和試驗

2023年秋鹽都區(qū)物理學(xué)科基地活動講座材料

家中的物理現(xiàn)象

和試驗

鹽城市馬溝初級中學(xué)劉加和1

理論篇“樂〞于探究“玩〞中知理課堂教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力在時間和空間上都有很大的局限性，為了更有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力，盡可能增加學(xué)生自己摸索知識的活動量，指導(dǎo)學(xué)生利用家中的物品進(jìn)行探究活動中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力就顯得尤為重要。

一、指導(dǎo)學(xué)生利用家中的物品進(jìn)行探究活動的意義

1．激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。俗話說：“興趣是最好的老師〞。興趣分為直接興趣和間接興趣兩種。直接興趣（包括專業(yè)興趣和一般興趣）是無意注意的原因，它雖然沒有預(yù)定的目的，也不需要作意志的努力，但它卻能讓人主動轉(zhuǎn)移對刺激物的反應(yīng)，最終主動去摸索刺激物；間接興趣是有意注意形成的原因，它是一種主動地聽從于一定的活動的注意，它受人的意識的自覺調(diào)理和支配，它雖然有時需要個人的意志的努力才能實現(xiàn)，但它的注意對象卻是單一的，會培養(yǎng)人對某一事物的注意，從而在某一方面作出貢獻(xiàn)或成就。

2．提高學(xué)習(xí)和創(chuàng)造的能力。我們目前的教育，重知識輕能力，重結(jié)果輕過程，重間接經(jīng)驗傳授、輕親自體驗獲得，老師講課經(jīng)常是先把結(jié)論告訴學(xué)生，然后用試驗來驗證。利用家中的物品進(jìn)行探究活動給學(xué)生提供了動手、動腦的機(jī)遇，學(xué)生在試驗活動中觀測物理現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)、摸索物理規(guī)律；運用物理知識解釋生活、生產(chǎn)、社會、自然現(xiàn)象中與物理有關(guān)的問題。這對于提高動手與動腦相結(jié)合的能力大有好處，而將多信息作用于學(xué)生，能激發(fā)活躍學(xué)生的思維，使學(xué)生養(yǎng)成良好的科學(xué)態(tài)度，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力的目的。

3．營造良好的創(chuàng)造氣氛和環(huán)境。利用家中的物品進(jìn)行探究活動把學(xué)校教育與社會實踐結(jié)合起來，創(chuàng)造出較好的合力教育模式，家長等社會成員的參與，能夠增進(jìn)共識，營造了有益于培養(yǎng)中學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的社會環(huán)境。在一個相互探討，相互促進(jìn)的良好的環(huán)境氣氛中，學(xué)生的創(chuàng)造思維和摸索精神必定會得到健康的發(fā)展。學(xué)生在利用家中的物品進(jìn)行探究活動活動的過程中學(xué)會發(fā)現(xiàn)、學(xué)會提問、學(xué)會試驗、學(xué)會記錄、學(xué)會探討、學(xué)會表達(dá)。這不僅是一種學(xué)習(xí)的能力，更是一種生活的能力。

二、在教學(xué)中如何指導(dǎo)學(xué)生利用家中的物品進(jìn)行物理探究活動

1、在課堂演示試驗和學(xué)生試驗中應(yīng)用自制教具代替專用教具，會有意外的收獲。由于家中的物品具有一定的親和力，同學(xué)們往往對利用這些物品所做的試驗更有興趣，況且，大多數(shù)用來做試驗的器材多是家中的廢棄物品，同學(xué)們也不必?fù)?dān)憂由于弄壞東西造成的心理壓力影響其對試驗的探究，這樣會讓學(xué)生充分展開手腳去實踐，去探究。下面以摩擦為例，介紹如何利用家中普通的物品進(jìn)行課堂演示試驗和分組試驗的設(shè)計：

（1）用一只筷子、玻璃杯和米完成“筷子提米〞試驗：在杯中裝滿米，米中散入少量的水，用手指將米壓緊，從指縫中用力將筷子插入米中，提起筷子，可以發(fā)現(xiàn)可以將米和杯子提起來，這說明筷子與米、米粒之間、米粒和杯子之間都存在摩擦力。這個試驗會讓同學(xué)們有冒冷汗的感覺，加深其對摩擦力的認(rèn)識，同時激發(fā)他們探究摩擦力的興趣。

（2）利用毛巾、橡皮筋、飲料瓶、木板等物體探究影響滑動摩擦力大小的因素：

2

將飲料瓶中裝上適量的水，瓶口系上一根繩子，將其在毛巾和在木板上勻速拖動，用橡皮筋比較所用的力的大小即可探究接觸面的粗糙程度對摩擦力的影響；用調(diào)理瓶中水的多少來改變壓力，在木板上拖動，比較摩擦力的大?。粚⑵孔釉谕瑯拥哪景迳匣瑒雍蜐L動還可以比較滑動摩擦力和滾動摩擦力的大小。用飲料瓶代替長木板和小車，用橡皮筋代替測力計，這樣的試驗設(shè)計可以讓學(xué)生對試驗無陌生感，激發(fā)他們到家中繼續(xù)探究的興趣。

2、指導(dǎo)學(xué)生利用身邊的器材進(jìn)行探究活動能在同學(xué)們的學(xué)習(xí)與生活之間架起了一座觀測、思考、想象、創(chuàng)造的“橋梁〞。它既培養(yǎng)了學(xué)生良好的自學(xué)習(xí)慣，實事求是的科學(xué)態(tài)度、堅韌不拔的科學(xué)品質(zhì)，也使學(xué)生在課堂上所學(xué)的物理知識得到復(fù)習(xí)、穩(wěn)定，動腦動手能力普遍加強(qiáng)。另外，利用身邊物體的探究活動能彌補(bǔ)課堂教學(xué)的不足，有效培養(yǎng)學(xué)生的摸索精神和創(chuàng)造能力。下面就以壓力和壓強(qiáng)為例，設(shè)計一些家庭中的物理試驗和探究的項目：

（1）探究瓶蓋打不開的原因和瓶裝食品上的真空安全鈕的作用機(jī)理：把熱的飲料倒入密封的瓶子里，蓋上蓋子，冷卻下來后瓶蓋很難開啟，是由于瓶子里的空氣遇冷收縮，瓶子里的壓強(qiáng)減小，外面的壓強(qiáng)不變，大氣壓將瓶蓋壓在瓶子上；假使用小起子在瓶蓋的邊緣輕輕撥一下，讓空氣進(jìn)去，內(nèi)外壓強(qiáng)差減小，則簡單將瓶蓋開啟。

超市所賣的瓶裝食品的瓶蓋上都有一個真空安全鈕，正常狀況下，由于內(nèi)部氣壓比較低，使真空安全鈕向下凹，用手壓不會有響聲，當(dāng)食品變質(zhì)后，在里面會產(chǎn)生一些氣體，瓶內(nèi)的壓強(qiáng)增大，安全鈕就會凸起來，按壓有響聲，說明食物已經(jīng)變質(zhì)。

（2）研究液體的壓強(qiáng)與深度的關(guān)系：在飲料瓶中灌滿水，在側(cè)壁上用釘子在一致和不同深度處開幾個小孔，比較水流的快慢可知越向下，水流越快，說明液體的壓強(qiáng)與深度有關(guān)。

3、在課外及家庭中，利用家中的物品簡單營造出好的探究性學(xué)習(xí)的氣氛。通過老師在課堂上的指導(dǎo)和同學(xué)們的課外探究，幫助他們建立探究性學(xué)習(xí)的氣氛；通過這種自己熟悉的環(huán)境，使同學(xué)們遠(yuǎn)離課堂的束縛，放手去探究，取得較好的效果。4、選擇合理的探究點，重視探究的過程，讓探究的過程變成開發(fā)學(xué)生智力和自主學(xué)習(xí)的過程。只有這樣，才能讓學(xué)生從主動的學(xué)習(xí)中去尋覓問題、設(shè)計問題的解決方案，從而從探究中學(xué)到知識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力和創(chuàng)新思維能力

下面就自行車和摩擦這個話題為例介紹如何指導(dǎo)同學(xué)們利用課外的小試驗和家庭的小試驗來自主探究性學(xué)習(xí)的氣氛：

（1）設(shè)計探究性題目：我們所用的自行車為了保證安全采取了哪些措施？（2）通過觀測、查閱資料、上網(wǎng)查找相關(guān)信息、走訪自行車的維修師傅、向父母請教、自己動手實踐、甚至調(diào)查一些交通事故等等去了解關(guān)于自行車安全方面的知識，并將收集到的知識進(jìn)行整理。

（3）交流所收集到的材料并相互補(bǔ)充，從中找出與摩擦有關(guān)的知識。（4）結(jié)合課本的內(nèi)容，思考它們是如何利用摩擦的知識的。

（5）對比調(diào)查，探討研究在不同條件下對摩擦的影響：如輪胎的新舊、剎車靈

3

敏度、路面的平整度、雨天和晴天、輪胎的生產(chǎn)廠家等，然后通過設(shè)計試驗來對這些因素進(jìn)行驗證（有些研究可以在教師的指導(dǎo)下在試驗室中進(jìn)行），并將調(diào)查的結(jié)論進(jìn)行總結(jié)和交流相互補(bǔ)充。

(6)與書本結(jié)合，為自己的研究的結(jié)論尋覓理論的支持，甚至發(fā)表自己獨特的見解，寫好總結(jié)報告。

(7)結(jié)合實際，為在自行車和摩擦方面提出自己的建議和想法。

三、利用小制作小發(fā)明，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力，這是培養(yǎng)創(chuàng)新精神的主要途徑

小制作小發(fā)明在物理上的重要應(yīng)用表達(dá)在自制教具的創(chuàng)造和應(yīng)用上，教具是教育教學(xué)中不可缺少的物質(zhì)手段。教具可以豐富試驗內(nèi)容，拓展多科試驗方法，有利于激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知興趣和對自然界的好奇心及豐富想像力，提高觀測，試驗，操作等實踐能力。開展師生共同參與的自制教具活動，不僅有利于學(xué)生對知識的理解和能力的訓(xùn)練，而且是推動基礎(chǔ)教育改革的一項重要內(nèi)容，可以發(fā)揮十分重要的作用。同時，對于提高教學(xué)質(zhì)量也發(fā)揮著不可忽視的作用。

錢臨照教授也曾說過：“在物理試驗中，假使學(xué)生能自已設(shè)計一個新方法來說明這個試驗的物理概念，這個新設(shè)計的試驗，不管如何粗糙，亦應(yīng)當(dāng)受到勉勵，由于其中有新思想在里面，表現(xiàn)了學(xué)生創(chuàng)新的積極性〞。自制教具學(xué)具作品的完成，要經(jīng)過構(gòu)思、設(shè)計、選材、加工和調(diào)試等多個環(huán)節(jié)，并需要反復(fù)修改和試用，這是學(xué)生實踐能力難得的鍛煉機(jī)遇；自制教具學(xué)具一般不是簡單的儀器仿制，從立意、構(gòu)思、設(shè)計到修改試用，在發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的過程中，就包含有創(chuàng)造性勞動，需要創(chuàng)造精神，這對學(xué)生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)無疑是極為有利的?？梢哉f自制教具學(xué)具更是培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力的一個重要載體。

在制作過程中，學(xué)生就會遇到大量書本中所沒有的問題，他們就會想盡方法，來解決這些問題，從而可以拓寬學(xué)生的思維,加強(qiáng)學(xué)生的試驗設(shè)計能力，培養(yǎng)創(chuàng)新性思維，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的有效途徑。自制教具還可以使學(xué)生擁有豐富的想象力。自制教具是一種科學(xué)研究自制教具的過程，是一個創(chuàng)新的過程和發(fā)明的過程。發(fā)揮自制教具在物理教學(xué)中的作用尤為重要：

1、在中學(xué)物理課堂的課堂教學(xué)中增加自制教具的發(fā)展空間。

要領(lǐng)會自制教具學(xué)具基本要求，如:科學(xué)性、教育性、安全性、創(chuàng)造性、經(jīng)濟(jì)性等；把握自制教具學(xué)具的主要方法，以課外作業(yè)形式要求學(xué)生就某一試驗課題寫出自制教具學(xué)具的立項報告并課堂上進(jìn)行講評、探討。

2、開放中學(xué)物理教學(xué)法試驗室，提供自制教具學(xué)具的條件，通過親自制作的教具，提升教學(xué)質(zhì)量。

在中學(xué)物理教學(xué)法試驗室中配置電工、鉗工、焊接及玻璃加工等方面的工具設(shè)備，供自制教具使用。利用身邊物品特別是廢棄的物品如：可樂瓶、易拉罐、泡沫塑料、乒乓球、氣球、電子表、氣體打火機(jī)、電燈泡、注射器等，自制教具，這樣的物品具有親切感，同時不必?fù)?dān)憂會由于損壞賠償使自己的探究有心理壓力，能提高了物理教學(xué)質(zhì)量。

3、自制教具學(xué)具能培養(yǎng)學(xué)生動腦思考，動手制作能力，這種能力往往會成為小發(fā)明小創(chuàng)造的源泉、某項科技成果的火花，提高學(xué)生利用物理知識解決實際問題的能力。

四、指導(dǎo)學(xué)生利用家中的物品進(jìn)行物理探究活動的過程中，必需注意以下幾點：

4

1、物理探究活動不能忽略物理理論的教學(xué)，忽視專門儀器的試驗探究過程。家庭的條件是探究活動的一種形式，是專門試驗活動的補(bǔ)充，只能進(jìn)行一些定性的探究，有些定量的探究還必需借助于專門的試驗儀器，系統(tǒng)地學(xué)習(xí)理論和專門儀器的試驗探究往往能為我們的實踐提供保證。

2、物理探究活動培養(yǎng)過程，在注意發(fā)散性思維培養(yǎng)的同時要注意在某一項的探究中的專一性，如在自行車的探究中，有些同學(xué)會考慮到制造自行車的車架的材料對安全的影響，甚至考慮到車座下的彈簧對安全的影響，這些想法是對的，而且很好，但我們目前考慮的是自行車與摩擦的話題，教師應(yīng)適時地指導(dǎo)學(xué)生，在一定的范圍內(nèi)去研究，這樣會使學(xué)生在研究某一個課