通过“大力士捍鸡蛋”的游戏来体会压强与受力面积的关系;硬币“跳高”比赛、机翼模型实验、软吸管竖起向上吹乒乓球、自制喷雾器等实验,体会流体的压强与流速的关系;堵住耳朵听课,体会空气是传播声音的介质;生熟鸡蛋的旋转、拍掉身上的灰尘、套紧钢笔帽、投递书本等可以认识理解惯性;让学生用两个弹簧秤互拉,来认识作用力与反作用力的关系,从而走出鸡蛋碰石头,石头对鸡蛋的力大于鸡蛋对石头的力的认识误区;让学生课后在空气中和水中分别托一下铁块,认识到在水中下沉的物体也会受到浮力;通过吊着的苹果能否打到鼻子的小实验,理解能量的恒定律;讲大气压时,用两个吸盘模拟“马德堡半球实验”,我又将吸盘吸在黑板上,让学生感受垂直向外拉(克服大气压力)和水平滑动(克服摩擦力)所用力的区别,从而认识到大气压强很大……
小实验和小制作不仅提高了学生的动手动脑能力,而且还可以有效地帮助学生巩固所学知识,突破学习中的难点,并消除学生对知识的模糊或错误认识,加深对物理规律的理解。
三、小实验可以提高学生的实验操作技能
小实验可以培养学生的实验习惯、科学态度和科学方法以及勇于探索的精神,从而提高学生的观察能力、实际动手能力,对实验操作技能的提高起到了重要作用。
观察能力是实验操作中最基本的能力。让学生观察指甲剪上有哪些杠杆?观察家里用具和交通工具在哪些地方应用了摩擦?分别用到了哪类简单机械?观察各种家用电器的铭牌来了解它们的额定功率;观察家庭电路和组成;观察灯丝粗细来比较它们电阻的大小等等。通过观察性的实验,不仅培养了学生的观察能力,同时也加强了课本知识与实际生活的联系,真正做到了物理与生活的很好结合。
一些测量类的小实验,比如测量自己的功率、测量自己站立时对地面的压强、测量大气压的大小、利用电能表测小灯泡的电功率(也可测实际电压)等小实验,既可以培养学生对实验原理和测量仪器以及操作过程的正确把握,同时培养了学生分析问题和解决问题的能力。有许多学生在测出大气压后还分析了产生误差的多个原因,测量电功率时还计算出了实际电压。
小实验“自己会平衡的木棒”和“巧找薄板的重心”不仅复习了重心和重力方向等概念,还使学生学会了用悬挂法和支撑法(其实都是利用二力平衡)求不规则物体的重心,搞清楚“顶碗”、“走钢丝”等杂技技巧的道理。通过这些小实验增强了学生知识的迁移能力与实际应用能力以及操作技能。
另外如探究保温瓶的保温性能、观察家用冰箱每天消耗的电功等实验需要进行持续的观察、对比。它对培养学生的观察力、注意力、耐心、毅力等优良品质是很有作用的。特别是“探究单摆周期与哪些因素有关”这个实验,不仅锻炼了学生的耐心和操作技能,而且让学生更进一步理解了科学方法(累积法、控制变量法)在探究活动中的运用。
四、小实验可以培养学生的科学创新能力
在课外实验中,没有现成的器材,这就需要学生在实验过程中寻求性能相似的替代品,促使学生动手、动脑,这必将激发学生潜在的创造能力,培养其创新精神,而且实验过程中出现的问题一般也只能自己单独解决,这必然会增强学生的自主探究学习能力。
比如学生们用老花眼镜、近视眼镜的镜片分别替代凸透镜(装水的圆形酒瓶亦可)和凹透镜;用外面标上刻度的玻璃罐头瓶或玻璃杯替代量筒;用自制小天平甚至是测体重的电子秤测质量;用自制橡皮筋测力计或拉力计测重力;用玩具小车替代牛顿第一定律的小车;用废旧的牙膏皮作浮沉实验;用眼药水瓶和橡皮管做浮沉子;用自制的水气压计测量大气压……通过学生动脑动手制作并做好一些小实验,培养学生的观察思考、动手创新的能力。
当知识积累到一定程度,可以让学生用不同的器材探究同一个物理问题或是用一个器材设计不同的探究实验。比如:探究力的作用效果与哪些因素有关,你会设计出几种实验方案?要测一个土豆的密度,你会想到哪些方法,在缺少天平或量筒的情况下,可以想出哪些替代的方法呢?学生除了设计出了“等质量替代法”“等体积替代法”之外,还想到了“等密度替代法”(即悬浮时ρ物=ρ液);密度计测量液体密度采用原理是ρ液=F浮/V排g=G/V排g=m/V排,其中控制m相等(让密度计或其它物体分别漂浮于水和液体中),根据V排的比例和ρ水得出ρ液,而学生在家测酱油密度时,由于用到的漂浮物是塑料瓶盖,V排的区别很小,测量误差太大,学生就采用了V排一定,而改变F浮(即m,在塑料瓶盖里添加米粒)的办法测出了酱油密度,方法简便易行,而且应用的原理不变,只是将控制的变量发生了变化,这实际上就是一种创新思维的体现。
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