浅谈根据实际对教材中的实验进行重新设计

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  实验是物理课的魅力所在,在物理教学中有着不可替代的重要地位。通过实验,不仅仅是提高了学生学习物理的兴趣,培养了他们的实践能力、分析能力,更重要的是可以形成他们严谨的、实事求是的世界观。
  一、物理实验教学的薄弱现状及其原因
  1.实验教学过程中 , 学生创造性意识的培养没有引起教师足够的重视 。
  2.实验现象和规律不能与日常的生产生活、科学技术的应用紧密联系。
  3.教材中提供的实验方法、装置等所导致的实验现象不明显,操作难度大,不易成功,误差大等因素。
  2010年1月笔者有幸参加了农村初中理化生教师实验技能集中培训项目。在培训中,吉林大学附属中学王显峰教师对于教材中的不易成功或误差很大的实验进行了总结:有音叉共振,用手感知冷热水,熔化规律,摩擦起电,分子引力,压缩引火仪等实验。北师大物理系的李春密教授也指出教材中研究阿基米德原理的实验中,按照课本进行演示实验,步骤较多,对于初中学生来说接受起来有一定的困难。而且实验不易成功。
  二、对课本中的教学实验可重新设
  教师在进行教学设计时,要根据实际情况对课本中的有些实验进行重新设计。对课本中的实验进行重新设计一般要注意以下几个方面的问题,以使重新设计后的实验在教学中产生更好的教学效果。
  1实验器材.装置简单,易于搭配。
  2实验现象清晰,效果明显,操作方便,安全可靠,重复性好。
  3学生容易接受,紧密结合课堂教学。
  三、改进实验教学的渠道
  根据在此次培训中所学到的和查阅相关资料,以及自己的教学经验,我认为可从以下几个方面加以改进:
  1 从实验方案上入手
  教材中的熔化实验用的晶体是海波,采用水浴法加热。实验时不但加热时间长,且不易正确展现出晶体熔化时的温度变化曲线。我曾尝试将海波用玻璃瓶碾成粉末来减少加热时间,改用焊锡丝做熔化实验,可是仍不成功。后来通过查阅资料,改进了实验方案,尝试把一定量的碎冰与食盐大约按3:1的比例放入一个保温瓶,贮冰保温瓶单层最好为“双层”,在夹层中装入-10℃的20%酒精,这样混合物的温度可达到零下20℃度左右,其低温环境可保持十几个小时。冰块颗粒太大,这样会造成加热时冰熔化吸收的热量小于烧杯吸收的热量,造成冰块熔化温度上升远超过0℃,所以实验中变碎冰为霜,使颗粒更细小,受热更均匀,甚至无需搅拌,也可取冰箱冷冻室内的冰霜,可直接使用;若用酒精灯直接加热,将使烧杯吸收热量大于冰熔化吸收的热量,这是使实验产生较大误差的一个主要原因,因此调整火焰大小,同时加热时要用石棉网,使烧杯受热均匀。可尝试用水浴法,烧杯中倒入一定量的水,将适量的碎冰放入试管中,然后将试管放入烧杯中。若室温较高,可用空气浴,通过冰从空气中吸热给冰“加热”,使冰得以缓慢吸热。实验中,经4~5 min后,冰温度达到了0℃,此后经历了“漫长”的15min的熔化时间,期间学生们会发现这些细冰熔化后形成的一个个气泡在冰水中缓慢上升这一以前未见过的过程,收获到了许多意外之喜。学生们充分理解了“盘中水冰,冰化水水温不升”这句话的含义。
  此实验有以下优点采取上述措施后,较好地保证了冰熔化前后过程的完整展现,特别是让学生从实验中看到了冰熔化时温度保持不变的特点,从而能够正确描绘出冰熔化曲线。
  2从可视效果入手
  在做功改变内能的实验中,大口玻璃瓶内有一些水,水的上方有水蒸气。给瓶内打气,当瓶塞跳击时,观察瓶内的变化。
  按课本实验设计,当瓶塞跳击时,瓶内应出现白雾。根据此现象可以说明:物体对外做功其内能会减少,温度会降低。然而实验现象并非如此,它的致命弱点是瓶塞跳起时,瓶内出现的白雾不明显,有时学生根本看不见。出现此种现象的原因是:瓶内水的蒸发量不够,瓶内空气中的水蒸气较少所致。
  针对实验弱点,改进的措施是:将瓶内少许的水换成少许的酒精或乙醚,由于酒精或乙醚容易蒸发,当用力打气使瓶塞跳击时,瓶中就会冒出浓浓的“白雾”,可视效果极佳,而且只要按正常程序操作,实验一定会成功。
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