簡易實驗應用于邊疆貧困地區中學物理教學探討①

李艷茹 張皓晶 胡 蓉 林 靈 張 雄

(云南師范大學物理與電子信息學院,云南 昆明 650500)

簡易實驗應用于邊疆貧困地區中學物理教學探討①

李艷茹 張皓晶 胡 蓉 林 靈 張 雄

(云南師范大學物理與電子信息學院,云南 昆明 650500)

物理學是以實驗為基礎的學科,邊疆貧困地區中學物理實驗器材嚴重不足,不能滿足教學需求,導致教師的“教”和學生的“學”都出現了較大的困難,因此作為邊疆貧困地區的中學物理教師,利用簡易實驗器材清晰地演示所教內容顯得尤為重要.

物理教學；簡易實驗;邊疆貧困地區中學

1 簡易實驗的重要性

物理是一門綜合性很強的實驗學科,實驗是物理教學的重要內容.教師如何選擇和做好演示實驗，對教學質量影響較大.然而,對于邊疆貧困地區的教師和學生來說，實驗器材的短缺阻礙了物理教學的有效進行，教師應該學會用生活中常見的材料，設計出現象較為明顯、直觀的演示實驗,這樣既可以拉近物理與學生生活的距離,也讓學生深切地感受到科學的魅力,補充了物理課程實驗資源.

2 簡易實驗的運用案例

2.1 液體壓強演示實驗

實驗材料:兩個完全相同的帶蓋飲料瓶、一顆釘子、長5cm和30cm的管子各一根、橡皮泥、石塊.

實驗過程:(1) 用石塊和釘子分別在兩個瓶子的蓋子上打兩個孔;

(2) 分別把長、短管子插入兩個小孔,并用膠水固定,保證不漏水;

(3) 擰開瓶蓋,在兩個瓶子中都裝滿水;

(4) 擰緊兩個瓶蓋,且用兩個手指分別壓住兩個小孔;

(5) 把兩個瓶子同時倒置過來,接下來同時放開手指.

實驗現象:兩個瓶子中的水分別通過長管和短管流了出來,且插有長管的瓶子中的水先流空.

2.2 影響壓強大小因素演示實驗

實驗材料:礦泉水瓶、水、臉盆、沙子.

實驗過程:(1) 把一個裝滿水的礦泉水瓶和一個只裝有小半瓶水的礦泉水瓶同時放在一盆沙子里,裝滿水的礦泉水瓶陷得較深;

(2) 兩個礦泉水瓶都裝滿水,蓋上瓶蓋,其中一瓶倒置放在裝有沙子的盆里,另一瓶正立在盆里.倒置的瓶子陷得更深.

實驗原理:當受力面積一定時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯；以及當壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯.

2.3 旋轉的葡萄

實驗材料:新鮮的葡萄、吸管、大頭針、橡皮泥、磁鐵.

實驗過程:(1) 把兩顆新鮮的葡萄去皮,并用吸管把它們連接起來;

(2) 用大頭針在吸管的中部鉆一個孔,并固定大頭針;

(3) 通過調整兩顆葡萄的位置,使裝置在水平方向上平衡;

(4) 用磁鐵去靠近一顆葡萄.

實驗現象:讓磁鐵靠近一顆葡萄,它就會帶動吸管和另一顆葡萄旋轉起來.

實驗原理:葡萄的水分含量極高,且水屬于抗磁性物質,當磁鐵靠近一只葡萄時,它受到磁鐵斥力作用，帶動整個裝置旋轉起來.

2.4 摩擦力產生條件演示實驗

實驗材料：無底塑料桶、水、食用油、塑料袋等.

實驗過程:(1) 首先把空塑料袋放入無底塑料桶中,用手拉塑料袋,現象是塑料袋被拉起,但無底塑料桶沒有被拉起；

(2) 接著把塑料袋裝滿水,再次放入無底塑料桶中,用手拉裝滿水的塑料袋,現象是無底塑料桶隨裝滿水的塑料袋一起被提起.由此可證明摩擦力的產生條件之一是兩物體之間接觸、且有擠壓.

(3) 在被提起的裝滿水的塑料袋表面涂上適量食用油,再次用手提塑料袋.現象是無底塑料桶沒有被提起.可證明摩擦力產生的條件之一是接觸面粗糙.

3 簡易實驗運用于中學物理教學的探討

由于簡易實驗所需器材隨手可得,實驗操作也相對簡單,在一定程度上克服了邊疆貧困地區實驗器材不足的問題,對邊疆貧困地區的物理教學具有示范作用.

簡易實驗運用于中學物理教學需要重點解決以下問題:

(1) 使用簡易實驗進行教學，教學反饋形式簡單,通過現場提問可獲得信息.根據學生回答問題的正確率來估計學生對教學內容的掌握程度,從而來判斷簡易實驗的教學效果.

(2) 教師提問內容緊扣簡易實驗內容,包括實驗器材、步驟、原理等.通過提問及時掌握學生的學習情況,通過課堂反饋能夠讓教師及時了解學生的問題所在,從而有效地幫助學生解決問題,達到事半功倍的效果.

基于各學校所擁有的教育資源差距較大,如何把簡易實驗較好地運用于物理教學，還需要根據學校、學生的實際,需要教師在教學實踐中探究和總結.

[1] David Featonby. Water flow in emptying bottles[J]. Physics Education, 2013，48(6).

[2] 李榮妹,程敏熙,王經淘,賈昱.一瓶水在中學物理實驗中的應用[J].中學物理(初中版),2013,(1).

[3] 莊運武.論開發低成本物理小實驗的原則[J].物理教學探討,2014,(6).

國家教育部高等學校“物理學專業綜合改革試點”項目“物理學專業”資助.

張皓晶,男,云南師范大學物理與電子信息學院副教授、碩士生導師,主要研究天體物理和物理課程與教學論.