趣味小实验与高中物理热学的整合

中学教学参考
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中学教学参考(中旬)2009.6总第17期
趣味小实验与高中物理热学的整合
广东惠州市仲恺中学(516229)　骆淑超
摘　要:物理是以实验为基础的学科,教学中安排一些趣味小实验能使教学更加生动、具体,使物理教学变化多样,内容丰富充实,使学生把知识学得更灵活主动,学习更有热情.
关键词:趣味　小实验　热学　学习热情
高中物理热学部分的内容安排在选修3-3,包括分子动理论,固体、液体和气体,热力学定律与能量守恒,能源与可持续发展等四个课题.而该模块在高考中与选修3-4列为二选一的选考内容,2007年广东高考是以选择题出现,分值是8分;2008年广东高考是以填空题出现,分值是10分.根据高考题出现的题型和分值以及这两年的具体题目难度来看,该模块在能力要求上较低,只要学生掌握了这一模块的基本内容,对这部分的题目是轻而易举的.而在高三阶段不可能花很多时间去复习这一模块每一个内容,所以在新课学习时如果能给学生留下深刻的印象将起很大作用.
物理是一门以实验为基础的学科,在教材中有演示实验,学生分组实验,还有实践与拓展中的小实验.通过这些小实验,可以开发学生智力,激发学生的学习兴趣,培养学生的观察能力和实际动手操作的能力;调节教学以和谐教育思想为指导,渗透愉快教育、成功教育和创造教育,以系统论、信息论和控制论为科学依据,使教学系统优化运行、教学过程优化控制,能有效地提高物理教学质量.
研究热现象有两种不同的方法.一种是根据观察和实验,从宏观上总结热现象的规律;另一种从物质的微观结构出发,建立分子的动理论,用统计的方法说明宏观物体的热现象.要使学生对所学的知识充满强烈的好奇心和旺盛的求知欲,重要的一条是做好小实验,增强实验的趣味性和直观性,使课堂气氛“热”起来,使学生的学习热情热起来.本文仅从几个趣味小实验的角度对热学内容的辅助教学谈谈笔者的看法.
一、分子引力
分子动理论中,分子间的相互作用力是一难点.广东版教材安排的演示实验是:把两根断面切平磨光的铅
性和突破性入手,使学生具备改变、重组、转让信息的能力,要能适应条件的变化,突破定势思维,自发地改变心理定势,能实事求是地对待收集到的数据,并能从中找出关联.
五、分析论证,得到结论,激励学生善于思维学生通过实验和感性认识获取了一系列现象和数据,针对这些认识进行抽象概括和归纳、总结是探究能力的重要表现.如果能善于分析,巧妙地运用一些思维方法和数据处理方法,很容易收到良好的效果.分析物理规律,一般采用控制变量法,控制一些暂时不作研究的物理量,改变一种情景或状态,观察并分析它对所研究的物理量的影响,可以发现其中的内在联系.物理学中的数量关系主要有正比、反比、平方比、等差和等比.把所获得的数据列出表格或在坐标图上表示出来,很容易找出它们的规律.学生掌握了一些基本数据处理方法并能把一个物理量置于多种变化的情景中分析,就是善于思维了.
六、评估与交流,培养学生发散思维
发散思维是指对同一对象材料,从不同角度,不同结构形式,不同耦联关系去探索结论的思维方法.发散思维孕育着创造性思维的萌芽.学生在评估与交流中互相提供一些具有个性的思维方法,找出差异,取长补短,引鉴对方的思维方法,更有利于开阔思维.在探究过程的七个要素中,每个要素都可以在内容和形式上多样化,每个人在探究时可能提出不同问题、作出不同猜想、得到不同结论.互相交流或许能找出一条崭新的思路,能开阔视野,增长见识,培养发散思维能力.
总之,科学探究与发展思维是相互依存的.从某个角度而言,教师应该把培养、训练学生的思维能力作为教学的着眼点,从发展学生思维出发,安排教学过程,变被动接受为主动思维;变紧张听写为轻松参与,使学生在不知不觉中进入“角色”,在知识的海洋中主动搏击,破浪前进.
(责任编辑:黄春香)
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柱用力压紧后不分开,这实验器材难找.如采用实践与拓展中的小实验:把一块洗干净的玻璃板吊在弹簧秤的下端,读出其读数,然后使玻璃板水平接触水面,再向上提起,会发现玻璃板脱离水面的瞬间,弹簧秤的读数明显增大.这是因为水分子跟玻璃分子之间的引力作用使得弹簧秤的读数增大了,而且这个实验取材容易,学生课后也可以自己找器材做.
二、分子间有间隔
取一根玻璃管,注入半管用红墨水染红的水,再注满酒精,塞上胶塞,上下颠倒几次,混合均匀后,发现液面明显下降,正可谓“1+1<2”,由此很好地说明了分子间是有间隙的.
三、液体的表面张力
教材安排了一个用热针刺环上肥皂水的薄膜的实验探究来了解液体的表面现象.除了这实验之外,如果再适当地增加一两个小实验,或课后让学生自己动手多做几个小实验,不仅可以提高学生的学习热情,激发学生的学习兴趣,更有助于学生理解该知识点的内容.
1.多孔纸片托水
平常说“竹篮打水一场空”.那是因为竹篮有孔.现在在一个空玻璃瓶里装满有色水,用一块被大头针穿了很多小孔的纸片盖住瓶口,将瓶倒转,使瓶口朝下,发现水并不会从小孔流出.这跟雨伞的原理一样.
2.不受控制的泡沫
在硬泡沫上削下一小块像一元硬币大小的薄片,放在装有半瓶水的小瓶子里.会看到薄片先从中间往瓶子边缘移动,快要到瓶子边缘时,薄片加速运动,并尽力往瓶壁上爬,最后薄片一部分在水里,一部分在水和瓶壁的交界处(露出水面).如果用牙签轻轻把薄片推到瓶中间的水面,它仍然要往瓶壁处运动,且尽力往上爬,不管你怎样推,结果都一样.
往瓶子继续加水,直到加满后水面成凸面,这时薄片移动到水面的中心凸面处不动.如果你用牙签把它往瓶子边缘方向推将非常困难,推到边缘时,只要你放开牙签,它立刻回到中心水面停着不动.
3.“贪婪”的水杯
把一只水杯装满水,一直加到杯子边上.按说应该是满了,不能再盛其他东西了.但是如果你把大头针小心谨慎地放进杯子里(一定要小心,不能让水有一点震动以免溢出,可先把针尖放进水里,然后慢慢放手),你会发现盛满水的水杯还能容纳几十枚,甚至几百枚大头
针,而杯子里的水并没有溢出,只是看到水面比杯口略高出一点来.这看起来好像那些大头针失去体积似的,不占据杯子的空间,杯子也好像变大了似的,即使盛满了水还能“吞”下那么多的大头针.
四、气体实验定律
气体实验定律这一内容课标要求是:理解实验定律的内容,掌握定律的简单应用.再结合高考的考纲,这一内容不会再以复杂的计算题出现,所以定性研究显得比定量研究更重要.现在的广东版教材是采用先进的数字化信息系统研究,这样的实验设备没几个学校具备的.看看下面简单易行的小实验.
在一个窄口玻璃瓶(或透明的硬塑料瓶)的下端侧壁开一小孔,将一带滚轮开关的一段输液管插入小孔,并密封好孔口,然后将一个大号有色气球装入瓶内,气球口径反套在瓶口.
1.先将开关关上,让学生吹气球,尽管学生用了很
大力气,但是气球不过大了一点,表明一定质量的封闭气体,在等温过程中,体积变小时,压强增大(玻意耳定律).对比实验:打开开关,再让学生吹,气球很容易就胀大了.
2.打开开关,用嘴在输液管处吸气,发现:虽然没有
吹气球,但气球自动胀大了,表明大气压的存在和作用.
3.打开开关,将瓶浸入热水加热(管口露出水面
外),然后关闭开关,再放入冷水降温.发现气球稍微胀鼓起来.表明一定质量的封闭气体,在压强不变时,温度降低,体积要缩小(盖・吕萨克定律).
在我们的生活中会遇到许多有趣、奇妙的自然现象,我们可以从中汲取灵感,设计新颖巧妙的实验器材,给学生做一些简单易行的趣味小实验,为他们创设赏心悦目、富有情趣的意境,并启发他们积极思考,作出合理的科学解释,这种集趣味性,知识性为一体的实验深受学生们喜爱,而且能促进学生对知识的理解,培养学生持久的学习兴趣和创新思维能力,形成勤于思考,勤于动手的能力和习惯.让学生从意识上认识到,物理实验不仅能在课堂上演示和实验室完成,课后也能够利用身边的简单材料自己动手做,并且还能从中发现问题,进一步调动学生的积极性,并把这种兴趣和习惯贯穿于学习过程的始终乃至终身,起到课堂教学中不可替代的重要辅助作用.
(责任编辑:黄春香)。