《科学之旅》的教学探究

1 / 9 科学之旅的教学探究 m 一、制定教学目标 人教版新教参第九页写道： “ 这部分相当于全书的绪论，目的有两个，一是让学生认识到物理是有趣的、有用的，二是初步了解学好物理应该注意的事情 ” 。根据课程标准里规定的 “ 课程目标 ” ，我制定本节的教学要求还有： 让学生 “ 经历观察物理现象的过程 ” 。逐步教会学生“ 能简单描述所观察物理现象的主要特征 ” 。初步领悟 “ 直觉并不都是可靠的，只有进行科学研究，才能很好地认识自然规律 ” ，逐步培养学生 “ 实事求是、尊重自然规律的科学态度 ” 和 “ 树立正确科学观 ” 。 初步培养学生 “ 能在观察物理现象过程中发现一些问题 ” 和 “ 有将自己的见解公开并与他人交流的愿望 ” 。 初步培养学生 “ 对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理 ” 。 二、实验 - 为了实现本节教学目标，我注重学生参与、阐明学习方法，并体现身边物理。 1注重学生参与 “ 注重学生参与 ” ，就是让每位学生都能够 “ 经历观察物理现象的过程 ” 。比如： 2 / 9 （ 1） “ 低压沸腾 ” ： 教师在演示书中图 0 1 1 所示的实验前问学生： “ 停止 沸腾的热水，浇上冷水后会发生什么现象 ” ？演示完后再追问：你猜对了吗？ ” 、你还有别的办法，让停止沸腾的热水，不再给它加热也能沸腾起来吗？ ” 然后再指导每组学生都做 “ 使用一个大注射器，也能让小试管里的热水沸腾起来 ” 的 “ 低压沸腾 ” 实验。主要做法有： 用新购买的大注射器，到医院里去兑换使用中的大注射器，以推管用水湿润后靠其重力能自由下滑为宜。 用试管夹夹住小试管，向管里倒进装在保温瓶里的热开水，管内仅留 1-2ml 空间，堵紧用最小号打孔器打孔的胶塞。 将大注射器的推管用热水湿润后推进注射器前端，将注射器 前端的乳头直接插进胶塞孔里，然后用力向上拉推管，小试管内热水会立即 “ 沸腾 ” 起来，慢慢放松推管后再用力向上拉它，小试管内的热水会第二次 “ 沸腾 ” 起来，再重复上述动作，直到小试管内的热水不再沸腾时为止。如果此实验进行顺利，教学时间有余，还可以指导一名学生表演 “ 用冷水能使烧瓶中的热水沸腾 ” 一次，再向瓶内再加热水，使瓶颈内仅留有 2-3ml 空间，塞紧带孔的胶塞，使用 “ 两用气筒 ” 抽气，教学效果更好。 （ 2）利用市面上出售的手持简易放大镜（直径约 510cm、焦距约 110n，售价在 2 3 元 /个），安排学生做3 / 9 图 0 1 3 实验，效果比使用光具座上配套的放大镜好。教师要提示学生： “ 什么条件改变了，才造成透过放大镜所观察到的现象 (注：应为 “ 物像 ” ）发生了改变 ”? 总之，在学生做观察实验时，要逐步培养学生 “ 有初步的观察能力 ” ： “ 能有目的地观察现象，辨明观察对象的主要特征及发生的条件 ” ，使学生逐步 “ 养成爱问 为什么 的习惯，用疑问的眼光看待各种现象，探究我们不知道的自然规律 ” 。 2阐明学习方法 为了使学生能深刻地理解 “ 物理是一门以观察、实验为基础的科学，人们的许多物理知识是通过观察和实验，经 过认真地思索而总结出来的 ” ，更突出 “ 观察、实验和思索 ”是学好物理最基本的方法，我们设计了下列实验（以下各实验，均先让学生猜想可能会发生什么现象？然后再验证其猜想是否正确。这样，不仅能突出 “ 观察、实验和思索 ” 是学好物理最基本的方法、有益于培养学生的观察能力和实验能力，而且还有利于适时地进行 “ 想象并不一定都符合事实 ”等思想教育）： （ 1）吹乒乓球： 把图 0 1-4 所示的 “ 吹乒乓球 ” 实验，变为学生实验的困难是：由于人的 “ 肺活量 ” 有限，常见的漏斗管径较粗，所以用力吹气时，乒乓球在漏斗里旋转而不下 落的时间较4 / 9 短。改进的办法有： 在直径约 3 2 4mm 脱掉药皮的电焊条芯上（或直径相应的十字花螺丝刀杆上），用厚纸卷几层长约 10cm 纸筒，然后塞进漏斗管内，露出管外部分纸筒，用透明胶带包扎好，确保不漏气。 用展平的铁筒饮料盒铁皮制作铁片漏斗：先剪出半径4 5cm 圆形，再剪掉约 1/4 圆面积后围成漏斗型，仿上所述卷成一根长约 8cm 铁皮管焊牢即可。铁管吹气一端套紧一段长约 3cm 软塑管，以防伤唇。 教师先演示：把乒乓球放在展平的掌心上，用漏斗口对着乒乓球水平吹气，球将很快滚动落地。再 把球装进口朝上的漏斗里后问学生：谁能用漏斗向上 “ 吹气把球吹起来 ?”( 一定要注意口腔卫生，下同）先让体质弱的女学生吹，再让 “ 不服气 ” 的体质壮的男学生吹，然后师生共同做实验，结果谁也不能把球吹起来。 教师再演示：让漏斗口朝下后把球放进漏斗里，一松手，在重力作用下球将下落。再问学生：如果把 “ 球装进口朝下的漏斗里先用手摁住，然后用力向下吹气后再松手，球将会怎么样 ” ？师生共同做实验，结果出乎学生的预料，停止吹气后球才下落，学生十分惊奇；接着把球放在桌面上问学生：“ 不准直接用手接触球，有什么办法能把球从桌面上 移到展平的掌心里 ” ？用漏斗罩住乒乓球后用力吹气，也能达到上5 / 9 述要求（注：若把球放在掌心上，将漏斗内壁离球约 1cm 间隙后用力吹气，结果会使球向上跳进漏斗里转动，也能引起学生惊喜）。 （ 2）吹铁架台： 将自行车内胎的气门芯拔掉，在气门嘴子上接一根长约50cm 乳胶管（管口另一端插进一段有倒角的短玻璃管，用以便于吹气，下同），保留气门嘴子，将内胎截取约 30cm 长、内胎两端胶死不漏气，用铁罐头盒皮在铁架台的铁杆上围一段长 8 10cm 铁管、焊缝，取下铁管，把它的一端砸扁成刀刃状。 实验时，先把内胎平放在讲桌上，把铁架台的底座压在内胎上问学生：谁上来用嘴从乳胶管端吹气， “ 把铁架台 吹 起来？ ” （注：由于受 “ 吹乒乓球 ” 的实验影响，学生心理状态不言而喻），先找一名体质弱的女学生上台表演，结果铁架台能跳离桌面（注：断续、快速吹气，铁架台将上下跳动、甚至倾倒）。再把铁架台倒置，铁杆端插进铁管里，只让砸扁的刃状管端压在内胎上（刀刃跟内胎垂直，能使吹气后的内胎不滚动），教师用一只手的虎口部位扶住铁架台的上部铁杆，以使铁架台不能倾倒，然后再问学生：现在谁能 “ 上来憋足一口气，也能把铁架台 吹 起来 ” ？ 结果，包括教师在内用力吹气，铁架台均为纹丝不动。 （ 3）一口气把人 “ 吹 ” 起来： 6 / 9 把手扶拖拉机尾轮用的内胎的气门芯拔掉（若选用胶制充气的游泳用的救生圈，由于容积太大，吹一口气时现象不明显；若使用 2 个胶制暖水袋、打孔的 8 号胶塞、短玻璃管、玻璃三通管和乳胶管，把它们 “ 并联 ” 起来做实验，效果亦好），气门嘴子上接通一根长约 1 5 米乳胶管，把内胎平放在前排实验桌上，上面盖严一块五合板等（板的适宜部位先钻孔，穿过乳胶管、露出气门嘴子）。 教师： “ 现在请一位同学上来蹲在五合板上，我憋足一口气就 能把他（她） 吹 起来，信吗 ” ？实测表明，体质好的男老师深吸一口气，能把 80 千克的自己吹离桌面 4cm以上，体质一般的女教师憋足一口气，也能把 40 千克的学生吹离桌面 4cm 以上。以上两个实验，我们过去是为帕斯卡定律和液压机两节教学内容设计的。帕斯卡定律的实质，是大小不变地传递压强、而不是压力！在本节课内演示，不仅能激发学生兴趣、有力地证明 “ 观察和实验 ” 的重要性，而且还能渗透 “ 实践是检验真理唯一标准 ” 等思想教育，学生反映甚好。 3体现身边物理 教学中我特别注意到，多数学生是带着 “ 物理 难学 ” 等思想包袱，坐在物理课堂里的。本节教学，要把学生的 “ 沉重负担 ” ，转变为 “ 愉快享受 ” ，充分体现物理就在身边 ” 。为此，我安排了下列 “ 用嘴做的学生实验 ” ： 7 / 9 （ 1）力学 做模拟马德堡半球实验： 将直径约为 5cm 的铁制废香脂盒（盒盖越紧越好，除“ 万紫千红 ” 牌香脂盒外，其余铁盒一般均可选用，加盖印章使用的印油铁盒和装擦鞋油铁盒效果最好），在盒底和盒盖的中心部位，用锥子各扎两个间距约 1 5cm 孔，分别插进一个用粗铜丝围成的 “U” 状把手，盒内铜丝两端向两侧弯成 90 ，在盒内焊牢不漏气。在盒底边缘 用锥子扎孔，在盒外焊牢一个自行车废辐条帽，连接一根长约 30cm、经过严格消毒的输液用的塑料管，管端插进一段废油笔芯塑料管（这样便于吸气）。实验前，在盒盖内侧四周涂满擦手油或凡士林等起密封作用，盖紧盒盖，一位学生用嘴从吸气管端吸出盒内部分空气，另一位学生手持两个铜丝半环拉手，通常用力也不能把盒体拉开（每次实验前，均要重新涂抹一下密封油，否则容易漏气。如果气温较高，要把盒盖浸泡在凉水中，使密封油变稠）。 （ 2）热学 做蒸发吸热实验： 温度计和蒸发等热学知识，学生在小学自然课里已经学过。首先 让学生记住温度计在室温空气里的示数，然后再让学生观察在下列情况下，温度计的示数是怎样变化的： 用嘴对着温度计的玻璃泡轻轻哈气时； 把玻璃泡置于室温下的酒精（灯）里时； 取出玻璃泡后立即对它轻轻哈气时； 8 / 9 持续哈气到酒精蒸发完之后 1 2 分钟时（敬请注意：“ 玻璃泡沾满酒精后的温度计置于空气里，它的示数变化 ”的常见参考答案均跟实验事实不符！只要大家亲自动手做实验，就会得到正确答案）。 （ 3）声学 做声音的发生实验 （ 4）光学 观察光的反射实验 课前在窗台上放一满碗水，使平静的水面能把阳光（或单束激光）反射到室内墙壁或天棚上。实验时，教师先用手指弹动一下碗边，让学生观察被水面反射的阳光有何变化。待水面平静后，请一名学生用嘴对着水面大声说一句话（注意此时头部不能遮挡阳光），再让学生观察被水面反射的阳光。 （ 5）电学 做人体电池实验： 把用砂布磨光的直径约为 3mm 粗的铜、铝丝各一根，平行地穿过厚塑料泡沫（起定位作用）。我们是把它们分别接在固定在一块小方木上的接线柱上，做成长期使用的教具，使其间距约为 2cm，一端露出约 4cm 长，另一端用导线分别接在灵敏电流计的两个接线柱上，此时表针不动。教师先演示：连接一个简单的电路，闭合开关以后，小灯发光、电流表和电压表的指针均偏转后再指出：电流看不见、摸不到，但是我们可以通过小灯泡的发光和电表指针的偏转等，能够判断出它的客观存在。然后再让学生把铜、铝丝同时含在嘴9 / 9 里，并让它们跟唇、舌和口腔的内表面充分接触，表针也能立即偏转。若任意调换一根导线的任意端接点，则表针反偏（注：此实验可为 ” 电流方向 ” 和 “ 直流电表的接线规则 ”等教学打下伏笔）。 俗话说：良好的