物理是一门以实验为基础的科学,实验教学尤为重要,实验操作的科学性和现象形成的自然性很重要,在没有专用实验仪器或传统的方法需要改进时,作为一名物理教师,有责任创新和改进传统实验,用更合理、更科学的实验装置及方法,服务物理教学。
北师大版八年级物理第八章第一节《压强》,针对探究压力的作用效果与哪些因素有关的实验,教材提出用4腿小桌和泡沫塑料进行。当桌腿作用在泡沫塑料上时,泡沫塑料形变量太小;当桌面作用在泡沫塑料表面上时,泡沫塑料几乎看不出形变量,因此学生不易观察到形变量的区别。传统实验用小板凳和沙子进行实验。当板凳腿作用在沙子表面离开后,作用痕迹会因为沙子的滑落而被掩埋,不易观察;当板凳面作用在沙子表面时,沙子表面的形变量很不明显,不易对比得出结论。用砖块和海绵进行实验时,当砖块离开海绵后,海绵由于发生弹性形变会恢复原状,不能留下痕迹提供对比观察,很不方便。用槽码和橡皮泥、面团或水晶泥进行实验时,橡皮泥和面团的软硬程度不稳定,用橡皮泥实验现象不明显;用面团反复实验现象不一致,学生很难信服;水晶彩泥实验时,压力大的物体和压力小的物体都会在水晶彩泥中缓慢下沉到容器底部,得不出结论。此外,传统实验都是用手将施压物体放在受压物体表面,难以避免放取时手对物体的按压,让学生对结果产生怀疑。为此,通过多次尝试、寻找和设计,自制了这个实验装置。
本装置在面粉槽两侧安装了支架,支架上安装了横杆,应用轮轴原理,用细线将3个物体竖直吊起,转动把手使物体缓慢下降,当细线松弛后,反方向转动把手将物体升起,避免了用手放取物体时手对物体的按压,物体的放置更科学。面粉水平面留下的作用痕迹清晰,形变量明显,不但克服了传统实验的缺陷,而且3次实验一次性完成,痕迹能够同时展示在一起,便于观察和比较。重复实验时,将面粉倒出并重新装入面粉槽,用直尺紧靠面粉槽上沿将面粉表面刮平,面粉质量不变,体积不变故而密度不变,使得多次实验现象一致。本装置操作简单,现象明显,大大缩短了实验时间,提高了学习的效率。
一、实验装置自制方法介绍
二、装置使用方法介绍
三、实验原理分析
四、实验装置创新点
五、实验装置的反思与设想
第一,学生在转动把手时需要同伴辅助扶稳设备,如条件允许可以将物体的升降装置改为电动,避免物体升降摇摆不稳。
第二,将面粉倒出并重新装入面粉槽时容易弄脏桌面和地板,如条件允许可以将本装置改装为透明盒子,防止面粉外泄,反复实验时可以通过其他方式使面粉表面恢复水平。
邢文海 甘肃省高台县第二中学 |