物理是一门以实验为基础的自然科学,实验已成为物理教学中一种不可或缺的重要手段。它能够为学生提供直观的感性认识,还能够有效地激发学生学习兴趣,突破重难点,理解概念规律,养成良好的科学探究习惯。无疑以个实验为载体的探究教学具有很强的操作性,在八年级教科版的物理教材里,更加突显了实验的重要性,除了在课堂里的实验探究外,还提出课外建立家庭实验室,把平日里的饮料瓶、吸管、电线、缧丝钉、塑料袋等收集起来,利用这些废品来做实验。比如用塑料袋制作降落伞,用塑料杯绳子作土电话,用皮筋和纸盒做乐器等等。笔者就利用废品做实验这一新途径,具体介绍若干个利用废弃的饮料瓶所做的物理实验。
创新实验--以废弃的饮料瓶为例
很多学生喝完饮料就把瓶子扔进了垃圾箱,殊不知,这小小的饮料瓶,也可以成为我们实验中的一大“功臣”。下面就举出几个利用饮料瓶做的实验:
1.光学实验。在光学学习中,学到光的直线传播规律时,让学生用这一规律使用若干只相同的饮料瓶排成间距为15cm的一条直线。而在讲到光的折射时,利用塑料饮料瓶装些水制成一个水凸透镜,放在光源下观察火柴被点燃现象,得知凸透镜对光起会聚作用。
2.压强实验。建立压强概念的一课,探究压力作用的效果与什么因素有关时,海棉难于找到时,就可利用用塑料饮料瓶里面装沙后陷入沙中。让学生自行设计实验,控制变量观察压力作用的效果。学生在经历探究的过程后,有助于理解压强的物理概念,并有了一次较深刻的探究体验。
3.浮力实验。在讲到浮力产生原因时,把饮料瓶的底部剪掉,先拧开瓶盖,倒立拿着,把乒乓球放入里面,往其中灌水,球并不会浮起,当把瓶盖拧上后,球片刻就浮上来了。
4.大气压实验。在学习大气压时,对于大气的压强我们不易感受到。除了演示马德堡半球实验外,这里利用饮料瓶,更简单高效地从不同角度来演示大气压的存在,学生也能更好地感受到大气压的存在。
方法一:直接往饮料瓶中装满水,取下作业本的纸盖在瓶口上,倒置过来,水不会流出来,是大气压拖起了这瓶水。
方法二:拧开塑料饮料瓶的瓶盖后,往里面灌入温度较高(80 90℃)的热水,再很快倒出热水,随即旋紧瓶口,饮料瓶就发生明显的变形,同时有噼吧声音的出现,封口冷却后,
瓶内气压减小,外界大气压把瓶压变形了,松开瓶盖后,空气进入内外气压平衡,在弹力的作用下,瓶身恢复了原样。
方法三:将饮料瓶用手挤压使它发生形变,让瓶内的气体被排出一部分后,把瓶口与脸上相接触,松手后,饮料瓶就被“粘”在脸上,这是饮料瓶瓶身的向外弹力作用下体积增大,内部压强减小,瓶外的大气压使饮料瓶“压”在脸上。
方法四:取一个金属饮料瓶,用打火机点燃浸过酒精的棉花团,用镊子放入饮料瓶中,倒立在一个装有水(水恰好能淹盖整个盘面)的盘中,火熄灭片刻后,发现盘中的水会被吸入饮料瓶,这是棉花团在瓶内燃烧,消耗氧气,体积膨胀又溢出,瓶内气压减小,水在外界大气压的作用下压入盘里。
方法五:学习液体压强与深度的关系时,在饮料瓶的侧壁扎上不同高度的三个小洞,装满水,可观察到水射出的不同水平距离来说明越深的水的压强越大。这里再次用饮料瓶做个对比实验。饮料瓶中盛满水,拧紧瓶盖后,竖直地放在水平桌面上,用锥子在周围扎一些眼(直径只要小于5mm),水并不流出。这是瓶内水产生的压强小于外界大气压的缘故。当用手拧紧瓶盖时,瓶内的水与大气产生的压强之和大于瓶外的大气压。因此水就从所扎的小眼外射出来,形成美丽的水帘。
方法六:饮料瓶中盛满水,用带有较长1.5m的橡胶管的塞子塞紧瓶口,将饮料瓶倒立过来,瓶中的水从橡胶管中流出,随着水流出的增多,饮料瓶就发生形变,同时有声音的出现。这是由于瓶内水的流出使瓶内气压减小,外界大气压作用在瓶子上。
总结:以上利用饮料瓶所做的实验是笔者通过多年教学不断总结出来的。这些实验设计容易且操作简单,起到了加深学生对物理知识的理解和科学素养提高的双重教学效果。虽是再普通不过的瓶瓶缸缸,却能引发学生强烈的好奇和兴趣,激发他们的想象力和创造力,丰富课堂教学。
作为老师,我们将这种“变废为宝”的实验精神传授给学生,也使得他们能在生活中发现科学,在兴趣中学习知识,提高学习效率。而利用日常用品做实验,尤其是变废为宝,自制教具完成一些实验的探究,更是有效地开辟了物理实验教学的新途径,学生也不用受实验器材缺失或缺少的限制,能更广泛地更主动地参与到探究之中。
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