又如,
在引导学生探究惯性知识时,可采用“巧辨熟蛋和生蛋”实验,旋转一下鸡蛋,根据它的转速,可以判断它是生蛋还是熟蛋。怎么让鸡蛋转起来呢?为了防止鸡蛋在桌上乱转乱滚,要找一只平底的大浅瓷盘。先把鸡蛋放在瓷盘里,用双手的拇指、食指卡住,猛然旋转,蛋就在盘里溜溜地转动,转速高的时候,它就会转的竖立起来。(如图2.1.4)现在再以同样的手法旋转生鸡蛋,可就难对付的多了,转速不快,更不会转得立起来(如图2.1.5)。或者把熟鸡蛋放在浅瓷盘里,先让它快速旋转,然后用手指轻轻碰一下它,它很快就停下不转了。现在再把生鸡蛋旋转起来,也用手指轻碰一下,只见它虽然转的不快,可是却不那么容易停下来,离开手指后仍继续转动,与熟鸡蛋明显不同。
原来生鸡蛋里的蛋白和蛋黄是一种粘稠的流体,它使鸡蛋在转动中不能成为步调一致的整体,里面的流体和外面的蛋壳会互相妨碍,所以转不快。可是手指碰到蛋壳时,蛋壳受阻要停下来,里面的流体物质却没有受到很大的阻力,由于惯性,即使稍作停顿,还会继续转动。再看熟鸡蛋,它的蛋黄、蛋白和蛋壳已经凝固为一体,要转一起转,要停一起停,所以转速快,受阻后停止得也快。
将学生天天的早餐(鸡蛋)带进教室,不仅创设了良好的情境,学生会感觉眼前一亮,新奇感油然而生,鸡蛋能干什么呢,更重要的是学生探究到惯性知识。让学生亲自动手实验和观察,达到知识学习和技能训练基本目标,经过学习和探究,达到了科学性和思想性的统一。
2.2物理“土”实验能培养学生研究物理问题的方法
物理“土”实验能够让学生亲手经历科学探究过程,认识科学探究的意义。通过对物理概念和规律的学习过程,了解物理学的研究方法。
如,在探究凸透镜成像的过程中,寻找生活中的透镜(如图2.2.1),仪器就在我们身边,仪器的选择也属于探究过程的一部分,展开对其成像规律的探究。
将球形玻璃瓶(烧瓶)装满水,把它倒插在一个大口径空瓶(作为底座)上,就做成了一个完好的凸透镜,按着白屏、“透镜”、蜡烛的顺序排成一列,移动蜡烛和白屏,找到等大的实像,即可确定此透镜的焦距,引导学生采用控制变量法探究凸透镜的成像规律,观察物距、像距和像所呈现出的规律。
本实验用球形玻璃瓶取代了正规仪器,让学生可以放手探究,而且球形玻璃瓶做成凸透镜,其曲率比较大,故焦距很小,便于课堂探究实验,体现物理“土”实验的自创性、物理原型化和生活化;学生的学习理论联系实际,体验了科学探究的过程,尝试了科学探究的方法,养成实事求是的价值观。
又如,在引导学生对水的比热容进行探究时,可进行“烧不破气球”的实验。(如图2.2.2)将两个气球吹成一样大小,左边的气球中用注射器灌入少量水,右边的气球中充入空气。取一支起的横杆,用细绳把他们挂起来。
点燃蜡烛,放到气球的底部。会惊奇的现象出现:右边的气球“啪”的一声立即爆破,而左边的气球即使加热很长时间,也会安然无恙。事实是这样的,当蜡烛对左边的气球加热时,火焰通过加热点附近的气球皮把热量传递给其中的水,由于水的比热容较大,吸收一定的热量时,温度的升高较小,因此气球胶皮不易达到溶化破裂的程度。而右边的气球内空气的质量比较小,依靠对流从加热点附近带走的热量较小,加热点附近的气球胶皮受火焰直接加热,温度上升很快,因此在气球内气体压强作用下,很快达到气球破
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