学生物理简易做功实验装置研究.doc

学生物理简易做功装置制作论文作者：徐永福工作单位：龙里县羊场镇初级中学校联系电话讯地址：贵州省龙里县羊场镇姚家街学生物理简易做功装置制作摘要：义务教育物理课程标准强调要学生体验科学的探究课程，而这离不开物理实验，尤其是离不开学生亲自参与操作的物理实验，因此，物理实验过程已经逐渐由教师演示实验转化为学生参与的实验。一些学校，特别是农村地区中学，由于经济、人员、管理等方面条件的制约，不能完全确保学生人手一份实验器材，制约了学生探究能力的发展。而动手自制的实验装置有效地突破了这一个难题，它成本低、易制作，能够有效的将教师的展示实验在班级中变成学生自主实验，从而提升了学生学习物理的兴趣，改善了课堂授课结构，提高了物理课堂教学的有效性。笔者的物理简易做功实验装置，不涉及实验仪器的保管、损毁、回收等问题，同时又能提升物理课堂教学的有效性，培养学生的探究能力。关键词：学生物理，做功，装置1.引言：1.1研究背景： 义务教育物理课程标准强调要学生体验科学的探究课程，而这离不开物理实验，尤其是离不开学生亲自参与操作的物理实验。而随着一些中学教育教学模式的成功和不断推广，人们也越来越重视学生科学探究精神的培养。物理实际教学中的实验大部分都是演示实验，学生的参与度很低，不能很好地激发学生的学习和探究热情，培养学生的探究精神；一些学校由于经济、人员、管理等方面条件的制约，不能做到规范化实验器材的全员化参与实验，这使得人人参与不能落到实处。因此，自制实验装置可以有效突破这个问题，但是自制的实验装置制作量如果过大，不但让学生疲于制作，也让教师难于准备材料，不利于教育教学有效性的开展。所以，本研究主要集中在对简易的自制教具的开发，做到既成本低廉，又能进行广谱性的应用。1.2农村教具制作的要求：1.2.1可靠性自制教具要具有坚固耐用、不易损坏、工作稳定、观察方便的特性。自制教具并不是为了解决一次实验就不能使用，也不是只要求偶尔一次成功1。只有这样的具有可靠、稳定的教具才具有推广性。1.2.2经济性自制教具的材料来源要易得并且价格便宜甚至是免费获得。原因如下：一方面可以帮助学生发掘日常生活废品的再利用；另一方面教育学生增强环保意识1。1.2.3启发性制作教具应该具有丰富的物理思想，有利于启迪学生的思维，有利于培养学生的创新能力。提倡制作的装置能够让学生看清所需要演示的物理现象，启发学生思考，并完成最终的知识构建1。2.学生物理简易做功装置制作的原理：2.1制作的背景：初中阶段物理中，做功是一个重要的研究课题，探究做功改变物体内能的实验，需要玻璃仪器，但是在使用过程中会出现很多问题：首先，玻璃仪器虽然便于观察，但易碎；其次，玻璃制品存在安全隐患，学生易受伤害；涉及到仪器的发放、损毁、回收问题，工作繁杂。以上原因造成很多演示实验都无法很好的进行全员参与。但是又由于学生不能参与到实验中，知识无法很好的理解，造成学习效果不佳。因此，笔者设计了一套简易的做功装置，既可以让学生参与到演示实验又免去了上述问题产生的困难。2.2仪器的组成：图1-1是学生物理简易做功装置制作器材：1根两头相通的竹子（长1015cm，直径约0.61cm）、1根中间带节的竹子（长约5cm）、1支筷子、打湿的小纸团。 图1-1仪器组成2.3仪器的制作方法：取1根两头相通的竹子（长1015cm，直径约0.61cm），将两头削平，再取1根中间带节的竹子（长约5cm），将两头削平，将筷子插入中间带节竹子的一头，并加固，用刀削至比两头相通的竹子短约1cm，取适量的软纸用水打湿捏成团。如图12与图13。图1-2图1-32.4实验时的操作：实验时，取一适量的小纸团，用筷子将纸团送至两头相通的竹子的另一端（以不漏气为宜）如图14；再取一适量的小纸团，并用筷子将纸团把竹筒中的空气密封，如图15。这样的实验装置可以有效的帮助学生全程亲自动手参与到教师的演示实验过程之中，避免了装置不易携带、组装耗时等问题的产生。图14图152.5实验的原理：如图16所示，当两个纸团把竹筒中的的空气密封好后，向左迅速推动右边一个纸团，压缩竹筒中的空气，对竹筒中的空气做功，空气内能增加（反复实验23次，手能感觉到竹筒壁温度的变化）。图16压缩气体做功，气体内能增加如图17所示，竹筒中空气鼓胀，对左边个纸团做功，纸团飞出，空气的内能转化为纸团的机械能。同时，空气内能减少，在左边竹筒口出现雾（水蒸气液化）。图17气体对外做功，气体内能减少由于实验装置是自制的，所以实验装置完全可以交给学生自己进行保留，让学生随时可以参加课堂的演示实验。2.6本装置的优点：该简易做功装置优点有：第一，本实验是以农村孩子小时候的游戏为背景，把学生又一次带入了童年时代。同时，让学生亲身感受生活中的物理现象，提高学生学习物理的兴趣。第二，原料极易获得，制作省时省力，原料为竹子、筷子、纸。第三，易制作。这样的实验装置学生可自己制作，而实验前教师只需要学生提前准备即可。并且可以反复使用，减轻教师工作量。第四，运用这个简易做功装置，能够很好地完成做功与内能关系的实验，具有较强的广谱实用性与适用性，同时也陪养了学生的动手动脑的能力。第五，由于能够在课堂上随时的进行物理实验的验证，学生的学习兴趣也有了较大的提高。诺贝尔物理学奖获得者杨振宁教授也曾说过：“自制的仪器永远比买来的好”3。自制教具不但需要有发现问题的能力，还要有解决问题的实力，依靠知识的积累和实践操作的能力。通过教具的制作，不会再让学生接受到的知识是虚无缥缈的，而是实实在在的内容。同时，在运用这样的简易装置时，也给学生提供了练习的机会，让学生面对正规实验仪器的操作过程中具有良好的实验素质。特别是让学生参与到自制教具的过程中，对日益严峻的控辍保学工作，制作教具也许能贡献出一部分