小制作，大用途

孫德成 宋文蓉

(1. 山東省威海市文登區(qū)教育教學(xué)研究培訓(xùn)中心高中教研室,山東 威海 264400;2. 山東省文登新一中, 山東 威海 264400)

在物理教學(xué)過程中,經(jīng)常會聽到教師們說自己很想在課堂上多做物理實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生建立概念、理解定理和定律,只是“巧婦難為無米之炊”,因?yàn)閷W(xué)校條件有限,找不到需要的實(shí)驗(yàn)器材．確實(shí),受辦學(xué)條件的限制,課本上很多實(shí)驗(yàn)器材在實(shí)驗(yàn)室里找不到．難道真的是“巧婦難為無米之炊”嗎?筆者認(rèn)為不是的,“巧婦也能巧為無米之炊”,即使實(shí)驗(yàn)室找不到自己需要的實(shí)驗(yàn)器材,只要肯動腦筋,巧妙設(shè)計(jì),課堂照樣可以引人入勝,取得好的效果．下面是筆者自制的一些小實(shí)驗(yàn)，價(jià)格低廉,在物理課堂上熠熠生輝,獲得學(xué)生一致好評,效果極佳.

案例1.在講必修2第5章第7節(jié)“生活中的圓周運(yùn)動”一節(jié)中的“鐵路的彎道”問題時(shí),學(xué)生對火車的車輪構(gòu)造很陌生．很多學(xué)生雖然坐過火車,卻沒有觀察過火車的車輪上有突出的輪緣,對火車轉(zhuǎn)彎問題理解起來比較困難．筆者就利用蘿卜和筷子自制火車車輪模型(圖1),在課堂上模擬火車轉(zhuǎn)彎,分析轉(zhuǎn)彎時(shí)車輪與鐵軌之間的相互作用力,效果非常好．

圖1

案例2.在講選修3-3第9章《固體、液體和物態(tài)變化》中的第2節(jié)“液體”的第二模塊“液體的表面張力”時(shí),筆者曾在課堂上遇到3個非常棘手的問題: ① 課本上的肥皂膜實(shí)驗(yàn)演示時(shí)看不清楚,實(shí)驗(yàn)效果差; ② 學(xué)生疑惑:不同液體的表面張力相同嗎? ③ 學(xué)生不明白:表面張力的方向到底是怎樣的?第一個問題需要改進(jìn)課本上的實(shí)驗(yàn);第二個問題課本根本沒有提到;第三個問題課本涉及很少．筆者著實(shí)花費(fèi)了一番功夫,多次嘗試,最終利用身邊的素材設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn),才使3個問題迎刃而解,并且收到了非常好的效果．

(1) 對教材肥皂膜實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)．教材第38頁中的兩組肥皂膜實(shí)驗(yàn)[圖2(a)],實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象變化快速,可觀察性小,學(xué)生的感知程度較弱.為了增加可見度,便于感知,筆者將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成如下兩種形式(圖2)演示,這兩種形式實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯,容易感知表面張力的方向及作用效果．改進(jìn)實(shí)驗(yàn)用的實(shí)驗(yàn)器材是銅絲、吸管和肥皂液．

(a)

(b)

圖2

(2) 利用自制演示實(shí)驗(yàn):帆船運(yùn)動(圖3),說明不同液體表面張力不同的問題,既解答了學(xué)生的疑惑,又將所學(xué)知識進(jìn)行了延伸與拔高．

圖3

該實(shí)驗(yàn)的器材有盛有水的淺盤、塑料泡沫1塊(充當(dāng)小船),1塊肥皂,1根牙簽,1個用白紙剪的小三角形．把肥皂用穿有小三角形的牙簽固定在塑料泡沫下表面,輕輕放入淺盤的水中,有一部分肥皂會溶在水中,形成肥皂水．由于肥皂水與水的表面張力大小不同,小船在水平方向受力不平衡而運(yùn)動起來,從而證明不同液體的表面張力大小不同．

(3) 為了讓學(xué)生理解表面張力的方向如何確定,筆者利用自制演示實(shí)驗(yàn):篩網(wǎng)盛水,再借助簡圖模擬篩網(wǎng)形狀,引導(dǎo)學(xué)生畫出篩網(wǎng)處水的受力分析圖,從而確定出表面張力的方向,使本來抽象的問題具體化(圖4)．該裝置設(shè)計(jì)時(shí)要注意:篩網(wǎng)的孔要小一些,瓶內(nèi)的水不易太多．

圖4

案例3.為了讓學(xué)生更好地理解“帶電小球能否在磁單極子形成的輻向磁場中做水平面的勻速圓周運(yùn)動”(磁單極子模型抽象,平面圖形很難描述),筆者就在課前準(zhǔn)備了一個蘋果,上面插了一圈廢舊筆芯,用來模擬磁單極子的磁感線(圖5)．拿著插滿筆芯的蘋果走進(jìn)教室,學(xué)生們立刻對本節(jié)課產(chǎn)生了極大的興趣．在用小制作講解完題目之后,學(xué)生們不僅對上面的問題瞬間豁然開朗,并且由此受到啟發(fā).在后來的做題過程中,學(xué)會了借助身邊的素材解決物理問題．例如,用硬幣畫圓,用廢舊筆芯制作三維空間坐標(biāo)系等．教師的善于動腦激起了學(xué)生的共鳴．再例如,有些學(xué)生由于空間感較差,總也搞不懂磁感線在地球內(nèi)部和地球外部的方向,筆者就讓學(xué)生們將教室看作地球,把自己視為地球內(nèi)部或外部的一個點(diǎn),有了實(shí)際的感知,學(xué)生們在以后的判斷中就思路清晰了．善于利用身邊的小素材、小物件,設(shè)計(jì)低成本的小實(shí)驗(yàn),能很好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的物理核心素養(yǎng)．

圖5

案例4.在講選修3-1第1章《靜電場》第7節(jié)“電容器和電容”時(shí),為了讓學(xué)生對電容器有一個更直觀的認(rèn)識,除了使用學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的電容器演示儀外,筆者又利用廚房里的餐具:2個鐵盤、2個瓷盤,外加2張塑料紙,制作了一個最簡單的電容器(圖6),一個非電容器(圖7),幫助學(xué)生建立電容器的概念．看到幾個盤子出現(xiàn)在課堂上,學(xué)生們的眼睛立刻亮了,滿滿的好奇心和求知欲使得課堂氣氛立刻高漲．利用兩個鐵盤中間夾上塑料紙(電容器),再利用兩個瓷盤中間也夾上塑料紙(非電容器)進(jìn)行演示與比較,學(xué)生很快既了解了電容器的構(gòu)造,又理解了電容器的概念,效果極好．

圖6

圖7

以上是兩位筆者平日教學(xué)里的一些小制作,雖拙劣,但價(jià)值高,期待能起到拋磚引玉的效果．物理中處處有生活,生活中處處有物理,做教學(xué)中的有心人,善于發(fā)掘身邊的小素材,并使其服務(wù)于物理,全力打造高效課堂是兩位筆者一直追求的目標(biāo)．