浅谈“小实验”在压强教学中的作用

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  【摘要】压强这章的知识比较抽象,特别是液体压强和大气压强的知识需要较强的抽象思维能力,学生对这部分知识的感性经验较少,因此教学中除了演示实验以外,加入一些简单适用的“小实验”,联系生活中的有关现象,对全面提高物理教学质量,培养学生综合运用知识分析解决问题的能力有很重要的作用。
  【关键词】小实验 压强
  《物理课程标准》指出:物理学由实验和理论两部分组成。物理学实验是人类认识世界的一种重要活动,是进行科学研究的基础。而其中小实验能够使学生对物理事实获得最直接具体明确的认识,这种认识能让学生进一步理解物理概念和规律。
  压强这一章是力学的中心章,是力的作用效果的研究的进一步延伸,在中考中占有重要的地位。但是,压强对于学生又是一个陌生的概念。学生对这部分知识的感性经验较少,很多学生因为对概念理解不够透彻导致在运用的过程中出现不少的问题。因此我们在教学中除了演示实验,必须要借助一些有效的“小实验”使教学系统优化运行。我们使用身边随手可得的物品进行各种物理实验和探究活动,不仅可以拉近物理学与生活的距离,让学生深切地感受到科学的真实性,感受到科学和社会、科学和日常生活的关系,还可以激发学生兴趣。而由于这些物品本来的用途并不是进行物理实验,所以这种做法本身就是一种创新。
  一、利用小实验,帮助学生提高压强的感性认识
  1、“手指夹笔”小实验
  用食指和大拇指轻轻夹着卡通笔两端(笔盖是打开的)。结果两个手指的感受是不一样的。
  这个小实验可以运用在“压强”新课的导入当中,建立压力的作用效果不一样的概念。也可运用到实验探究“压力的作用效果与哪些因素有关”之后,加深受力面积会影响压力的作用效果。从而能在压强概念的建立上能有直接的感性认识。
  2、“橡皮泥和矿泉水瓶”小实验
  在课前准备装满水的的矿泉水瓶和足够的橡皮泥一份。在引入压强的概念和计算方法后可以作为学生实验,利用矿泉水瓶上下放置在橡皮泥上会有和接触面积一样的凹陷,可以用来计算压强。
  这个小实验可当做学生实验替代课本上用砖头和海绵做的演示实验,不仅可以得出压力的作用效果和哪些因素有关的实验的结论,还可以和数学方法相结合,计算出水瓶在不同时候对橡皮泥的压强。深化学生对压强的概念,让学生对压强不再陌生。
  二、借助小实验,了解增大,减小压强的方法
  1、“用较宽的塑料带和细棉线切断肥皂”小实验
  在桌上放一小块肥皂,一条较宽的塑料带和一条细棉线,请同学们想一想然后做一做,看怎么样才能较容易的把肥皂切断,并说出理由。
  这样做的目的,是让学生从被动接受转为主动思考问题。在教师的引导和启发下,学生能很容易得出压力不变的情况下,利用减小受力面积的办法,可以增大压强。
  三、利用小实验,感受液体压强的存在,并初步探究其特点
  1、“塑料瓶侧开口喷水”小实验
  准备一瓶装满水的矿泉水瓶,然后在侧面开一个小洞,在液体压强的作用下水会从小洞中流出。
  在这个过程中,老师可以启发并引导学生思考,由于受到地球重力的作用,加上液体具有流动性,液体内部就会产生压强。而液体压强向各个方向都有。
  2、“空盒侧面不同高度开孔漏水”小实验
  在一个空纸盒的侧面扎三个大小相同的孔(高度不同),用透明胶带把三个小孔封住,向盒中加满水,然后把胶带撕开,观察现象。
  学生会看到上面小孔的水喷射距离较近,下面孔的水喷射距离较远。这个实验能够表明,水的深度越深,压强越大。在激发学生对探究影响液体压强因素的兴趣的同时,也能让学生对液体压强的感受具体化。
  四、借用小实验,完整学生认识大气压强存在的过程
  1、“无法使用的吸管”小实验
  课前邀请某一个同学用“特制”的吸管喝水杯中的饮料。结果由于吸管事先被开了小孔,同学自然无法喝到饮料了。
  这个小实验可以用在新课的导入当中,激发学生学习兴趣,引起好奇心,培养他们的观察和分析能力。
  2、“听话的小孔”小实验
  事先在矿泉水上扎上几个小孔,由于液体压强的关系,会从小孔中喷出水来。但是当快速把瓶盖拧紧后,会发现水不再流出的现象。
  这个过程中,可以把大气压强比作一只无形的手,当瓶盖没有盖紧时,外部的大气进入瓶中,会把水从瓶中的小孔压出。而当瓶盖拧紧后,大气无法进入,水自然也无法流出了。这是让学生认识大气压强很重要的过程。
  3、“皮碗模拟马德保半球实验”
  用两个小皮碗对接,挤出皮碗内部的空气,然后让两名学生试着把它们拉开。结果发现要用不小的力气,才能把皮碗分开。这个实验不仅证实大气压强的存在,还能让学生对大气压强的大小产生好奇心,起到承上启下的重要作用。
  4、“用水柱测量大气压强”
  课本中在测量大气压强的过程中,使用的是水银来做托里拆利实验。而如果用水来做实验,虽然无法在室内完成,但如果作为学生课外活动,不仅能复习相关大气压强知识,还能增强学生对学习物理这门学科的自信和动力。在有条件的学校,这项活动的开展是有必要的。
  五、用小实验,探究流体压强和流速的关系
  1、“靠近的纸张”小实验
  手握两张纸,让纸自然下垂,在两张纸中间向下均匀持久的吹气。可以看见两张纸出乎意料的相互靠拢了。
  2、“靠近的小船”小实验
  将事先折好的两只小船,放在脸盆内,然后用矿泉水瓶当作水管向船中间的水域冲水,可以看见两船向中间靠拢。
  3、“漏斗吹乒乓球”小实验
  把乒乓球放置于漏斗中间,朝下,往漏斗里用力均匀持久的地吹气。可以发现乒乓球不会从漏斗中落下。
  在进行“流体压强和流速的关系”的教学过程中,可以通过让学生观察这一类的小实验,自主归纳总结实验现象,从中得出实验结论:气体或者液体(流体)在流速大的地方压强较小。再加上一些实际问题的分析和解释,就能帮助学生强化知识,攻克难点。
  对于压强这一章节,虽然存在这样或者那样的难点,但是如果能把小实验运用得当,它们就会像黑夜绽放的烟花一样,闪耀夜空,成为学习过程中的突破口。发挥好小实验的作用,是作为物理教师的教学技能,也是活跃教学氛围的方法。小实验让物理教学变化多样,内容丰富,使学生学习知识更加灵活,更体现了教师为主导,学生为主体的教学理念。
  参考文献
  [1]初中物理教科书
  [2]初中物理教学大纲
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