中小學(xué)物理科技教育活動(dòng)案例設(shè)計(jì)

俞佳琦

(江蘇省昆山市第一中學(xué) 215300)

一、研究目的和意義

物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，本論文以常見的、低成本的生活用品為教具設(shè)計(jì)或改進(jìn)部分物理實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生認(rèn)識物理規(guī)律、使學(xué)生通過親身參與動(dòng)手實(shí)踐，提高自身的動(dòng)手能力和小組合作能力.最終設(shè)計(jì)成物理科技活動(dòng)案例，進(jìn)而應(yīng)用到中小學(xué)物理教育中去，彌補(bǔ)傳統(tǒng)課堂中疏漏的知識點(diǎn)，并在多樣化的實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的求異思維與創(chuàng)造性，最終提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).

二、表面張力活動(dòng)案例

1.教學(xué)目標(biāo)

(1)對由于液體表面張力產(chǎn)生不同的現(xiàn)象有感性的認(rèn)識.

(2)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和合作能力.

(3)培養(yǎng)學(xué)生對生活中物理的興趣與科學(xué)精神.

2.教學(xué)準(zhǔn)備

(1)課前對所要展示的實(shí)驗(yàn)做多次練習(xí)，確保有明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、減少實(shí)驗(yàn)失誤.

(2)準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)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(gè)中間有一條線、一個(gè)中間有圓形線)、塑料瓶(底端戳有四個(gè)小洞)、杯子、網(wǎng)紗、牙簽、橡皮筋.

(3)找好相關(guān)資料，制作好課件.

3.教學(xué)過程

【導(dǎo)入實(shí)驗(yàn)：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(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，老師這里準(zhǔn)備了牛奶和色素，滴幾滴色素到牛奶里，再用棉棒沾一點(diǎn)洗潔精，放到剛剛滴色素的地方，大家看一下產(chǎn)生了什么現(xiàn)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(gè)神奇的現(xiàn)象.

【演示+學(xué)生實(shí)驗(yàn)1：當(dāng)鉛筆屑遇到洗潔精(圖3-4)】

大家面前都有一點(diǎn)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(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？

生：鉛筆屑均勻?yàn)⒃谒嫔希谜戳讼礉嵕拿薨糌Q直插入水面，鉛筆屑會(huì)散開(圖4).

師：從上面兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中我們發(fā)現(xiàn)，在一系列處理之后，水面上的物質(zhì)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(jìn)？ (圖5)

生：猜想用洗潔精能夠使紙船前進(jìn).

【演示+競賽實(shí)驗(yàn)：覆杯實(shí)驗(yàn)升級版(圖6-7)】

師：最后老師來展示一下升級版的覆杯實(shí)驗(yàn).大家聽說過這個(gè)實(shí)驗(yàn)嗎？

生：上臺(tái)演示簡單的覆杯實(shí)驗(yàn).把紙按在裝有水的杯子的杯口，然后倒扣，撤走紙時(shí)觀察現(xiàn)象.

師：看來同學(xué)們平時(shí)還是挺會(huì)動(dòng)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(zhǔn)備了網(wǎng)紗，將網(wǎng)紗裝在杯口，再重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn).大家動(dòng)手試試.

師：最后一步，請同學(xué)們嘗試，如果將牙簽順著網(wǎng)紗的孔插入水中，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？現(xiàn)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(dòng)手體會(huì)：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(shí)驗(yàn)我們已經(jīng)做過很多次了，今天我們來做點(diǎn)好玩的.這里有兩個(gè)圓環(huán)，一個(gè)中間有用線圍成的圈，一個(gè)被一根線分成兩部分(圖8-9)，大家猜想，如果將這兩個(gè)圓環(huán)放在肥皂水中，會(huì)形成什么形狀的膜？若此時(shí)用針刺破某一半的膜和刺破線圍成的膜，又會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象呢？我們接下來就來看一下.

生：猜想會(huì)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(gè)用棉棒的棍子做成的立方體(圖10)，請同學(xué)們猜想肥皂膜在這個(gè)立方體上會(huì)是什么形狀？老師先來展示一下，然后大家再自己動(dòng)手做一做，有興趣的同學(xué)可以帶回家再動(dòng)手做做.

三、關(guān)于本課題的反思

本文中以隨手可得的器材設(shè)計(jì)出一些現(xiàn)象明顯又具有趣味性的實(shí)驗(yàn)，吸引學(xué)生的興趣，希望學(xué)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(shí)驗(yàn)更好的實(shí)現(xiàn)對學(xué)生實(shí)現(xiàn)物理教育.

在進(jìn)行案例設(shè)計(jì)時(shí)對此次的中小學(xué)物理科技活動(dòng)案例設(shè)計(jì)有了更多的反思.

一個(gè)是在實(shí)驗(yàn)類型的選擇上.用作物理科技活動(dòng)教學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)，進(jìn)入課堂時(shí)必須能夠吸引學(xué)生的興趣，能夠使學(xué)生在科技活動(dòng)中找到生活中的共鳴.所以在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)類型的選擇時(shí)就不適合選擇需要使用較復(fù)雜實(shí)驗(yàn)儀器的實(shí)驗(yàn).

另一個(gè)是實(shí)驗(yàn)的新穎程度.在信息大爆炸的今天，中小學(xué)學(xué)生已經(jīng)有很多機(jī)會(huì)接觸到互聯(lián)網(wǎng)，通過互聯(lián)網(wǎng)了解到許多新奇的事物，若用比較常見的實(shí)驗(yàn)可能無法一下子使學(xué)生集中在課堂，例如簡單的覆杯實(shí)驗(yàn)，但是只要在這些實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)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(shí)驗(yàn)與水的表面張力結(jié)合.

最后是案例的設(shè)計(jì).在準(zhǔn)備了足夠數(shù)量的實(shí)驗(yàn)之后，不是一味的開始實(shí)驗(yàn)，而是要將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行排序、分層次，例如有些實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)效果很明顯，可以設(shè)計(jì)成導(dǎo)入實(shí)驗(yàn)，有些實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生參與一起完成來更好的幫助學(xué)生理解這一主題，還有的實(shí)驗(yàn)可以設(shè)計(jì)成學(xué)生競賽實(shí)驗(yàn)，使課堂更具有活力.這樣一來，才能構(gòu)成一節(jié)案例豐富、充滿趣味的中小學(xué)物理科技教育活動(dòng)課程.