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【引用】初中物理教材中某些实验的设计与改进  

2011-12-11 18:50:41|  分类: 实验研究 |  标签: |举报 |字号 订阅

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初中物理教材中某些实验的设计与改进

 

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初中物理教材中某些实验的设计与改进


现行教材是一部紧贴学生生活,符合社会实际、尊重自然规律、摄取科技营养、注重人本思想、提倡自主创新的好教材。尤其是实验设计方面很有特色。但“一人难调众人味”,要想一部教材统领全国,满足所有人的要求,显然是不切实际的。因此,在实施新教材的实践中,我们根据教学环境、学生素质、实验设备、自然条件等因素,对新教材中的12个实验作了一些改进。
一、《探究液体的压强》一节中,学生通过探究实验得出结论:液体的压强只与液体的深度和液体的密度有关。而与容器的形状和液体的重力无关的结论教材中没有直观的实验,学生很难理解,应用时常常出错。我在实际教学中先用视频资料介绍历史上著名的帕斯卡实验,后用自制的简单器材模拟该实验过程,收到很好的效果。具体做法如下:
材料:塑料瓶一个、刀子一把、橡皮筋一根、漏斗一个、橡胶管(1米)、玻璃管、橡皮泥。
操作方法:
1、拿一塑料瓶,在其侧壁用刀子平行于侧壁划几条刀痕(要将侧壁划透)再用橡皮筋将这个塑料瓶在刀痕处拦腰箍紧.在塑料瓶盖上穿入一段玻璃管,用橡皮泥密封。
2、取一漏斗,用橡胶管把漏斗和玻璃管相接。
3、手持漏斗与瓶口相对齐,然后往漏斗内注水,使塑料瓶和漏斗装满水为止,此时塑料瓶的刀痕处不出水.将漏斗举高,就可见刀痕处有水流出来。     讨论分析:一个容器里的液体,对容器底部(或侧壁)产生的压强,可以远大与液体自身的重力。液体产生的压强只与液体的深度和密度有关,而与容器的形状和容器内的液体重力无关。
二、学习蒸发吸热时,为了加深学生的印象,我演示燃烧后的手绢为什么没被烧坏。
材料:手绢、玻璃杯、铁丝、酒精、火柴、水 
操作方法:
1、将两份酒精和一份水兑在一起,将手绢放到兑了水的酒精里浸湿。
2、将手绢从杯子里取出,稍微拧一下,然后将手绢挂在铁丝上。
3、用火柴将手绢点燃,燃烧后的手绢完好无损。
讨论分析:
1、玻璃杯里盛着两份酒精和一份水,酒精的燃点很低,手绢很快地燃烧了。
2、酒精很容易从手绢中挥发出来烧掉,一部分水仍然留在手绢上,保护着手绢。
3、在酒精燃烧的过程中,有一部分水吸热变成水蒸气挥发了,这些挥发的水蒸气带走了手绢上的一大部分热量,从而降低了手绢的温度,手绢达不到燃点不会被烧着。
通过该小实验的演示,引起学生的兴趣,加深对蒸发吸热的理解。 
三、九年级物理新教材(人教版)P129演示2:如图15.2-5乙,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,我们改进的措施是: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。
四、人教版九年级物理P21 演示1:在室温下,吹鼓两个气球,分别把它们放在冰箱的冷藏室和炉火附近,过一会儿,你会发现什么现象?
根据实验可以看见,气体受热体积膨胀,气体遇冷体积收缩,从而说明质量一定的物体密度与温度的一般关系。这个实验可视效果确保成功都没问题,问题是在课堂上操作不方便。试想把电冰箱、火炉搬到教室当堂给学生演示,谈何容易?
即使在课外也有它不切实际的地方,因为农村很多学生家里根本没有电冰箱。为了使实验能够在课堂上进行,我们设计的方案是:把一个气球套在空的矿泉水瓶的瓶口上。先把矿泉水瓶放在热水中,气球明显胀鼓起来,再放入冷水里,气球又明显瘪下去。本实验,教师可以在课堂上当堂演示,学生也可回家操作,效果好,具有可行性。
五、九年级物理(人教版)P21,设计了一个纸风车实验:按图11.5-1做一个纸风车。如果把风车放在点燃了的酒精灯附近,风车能转动起来。你知道是什么推动了风车吗?
本实验是想说明:空气因受热体积膨胀,密度变小而上升。热空气上升后,温度低了冷空气就从四面八方流过来,从而形成风。纸风车就是风把它推动而转动起来的。做这个实验时我们发现有三个不合理的地方:其一,纸风车有时被火烤焦而燃烧。其二,风车与轴之间太紧,纸张太厚风车转动不起来。其三,冷暖气流发生对流产生的风力不够,推动不了风车。针对方案不合理的地方我们作了如下的改进:一是把酒精灯换成家用煤油罩子灯或在酒精灯的上方放一灯罩可加大风力,位置适当可防纸风车烤燃;二是风车的轴用大头针代替,要求轴孔比大头针略粗一些,以减小摩擦使风车转动自如;三是用较薄较轻纸张(如薄材料纸)做风车。风车不宜过大,其规格可控制在8cm×8cm 左右。通过以上的改进,实验设计更趋完美,实验效果更能显示出来。
六、人教版九年级物理P76,探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验:照图14.1-3甲那样,把小桌腿朝下放在泡沫塑料上;再照图乙那样, 在桌面上放一个砝码;再把小桌翻过来。注意三次实验时泡沫塑料被压下的深浅,这里显示了压力作用的效果。
本实验所用的实验器材有:小桌、泡沫塑料、砝码。根据农村中学的实验现有条件,这些器材不完备,叫每个同学去做肯定有一定的问题。为了使每个同学都能亲身探究,我们因陋就简,利用身边的物品进行实验。先是用一支短铅笔或圆珠笔做实验,再是用矿泉水瓶、水、沙等做实验。后者的实验方法如下:(1)在矿泉水瓶中装半瓶水,盖上盖,先把底部朝下放在沙上,再把瓶倒转过来放在沙上,探讨“压力的作用效果跟受力面积的关系”。(2)在矿泉水瓶中装满水盖上盖正放或倒放在沙上,与前一次实验比较,探讨“压力的作用效果与力大小的关系”。我们就地取材进行实验,每个学生都能在课堂上或课外进行探讨物理规律了,这样大大地提高了学生的学习兴趣,有力地促进了物理教学。
七、演示短路:这个实验有一定危险性,教师一般有畏难情绪,或者干脆不做。
实验改进如下:用锡箔纸代替熔丝,将电源电压降为3V,短路时可看到锡箔纸燃烧,效果很好。锡箔纸在5mm左右,且注意与锷鱼夹与锡箔纸保持良好的电接触,使用交流3V能提供较大的电流。
八、在演示“带电体能吸引轻小物体”实验中,为了说明带电体有吸引轻小物体的性质,教材中是让带电的物体去靠近一堆纸屑,很多纸屑飞向带电体,又飞散开来,纸屑的飞散吸引了学生过多的注意力,对初次接触电学的学生,很难得出“带电体吸引轻小物体的性质”的结论。
改进的方法:取一面积为1cm2小纸片,在其中穿一孔并用细线悬挂在铁架台上,当带电体靠近纸屑时,可以看到细线弯曲,纸屑向带电体靠拢。这样既增强了演示效果,又使学生很容易得出结论。 

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