一、問(wèn)題的提出
“從生活走向科學(xué),從科學(xué)走向社會(huì)”,是新課程的基本理念,“因地制宜,因陋就簡(jiǎn)”做實(shí)驗(yàn)是新課程的基本原則。用學(xué)生熟悉的生活化用品做實(shí)驗(yàn),可以拉近科學(xué)與生活的距離,讓學(xué)生深切地感受到科學(xué)的真實(shí)性,感受到科學(xué)和社會(huì)、科學(xué)和日常生活的關(guān)系。
在學(xué)生的生活中、在學(xué)生的身邊,可以用作實(shí)驗(yàn)的物品比比皆是,可以利用的資源十分豐富,比如家用食品、家用物品、學(xué)習(xí)用品、娛樂(lè)用品、廢舊瓶罐、廢舊紙品中存在著非常多而廣泛的實(shí)驗(yàn)用品。如用鉛筆和橡皮泥探究壓力的作用效果,用雪碧瓶探究液體壓強(qiáng)與深度關(guān)系,用乒乓球從地上彈起探究“能的轉(zhuǎn)化”。
由于生活性實(shí)驗(yàn)材料都來(lái)源于學(xué)生生活,且易取、易得,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象生動(dòng)、有趣,不僅可以使學(xué)生對(duì)科學(xué)現(xiàn)象獲得具體生動(dòng)的感性認(rèn)識(shí),加深對(duì)概念和規(guī)律的理解,而且還具有情感教育的重要價(jià)值,使學(xué)生深刻地感受到科學(xué)知識(shí)就存在于生活之中,它非常親切、有趣、有用,并使學(xué)生養(yǎng)成主動(dòng)利用身邊物品進(jìn)行科學(xué)探究的意識(shí)和習(xí)慣,培養(yǎng)學(xué)生樂(lè)于探究生活中的科學(xué)道理的愿望和態(tài)度。
二、開(kāi)發(fā)生活化實(shí)驗(yàn)器材
生活性實(shí)驗(yàn)器材的獲得主要根據(jù)生活用品來(lái)制作或收集加工。
(一)尋找代用品
初中科學(xué)所需要的一些簡(jiǎn)單儀器,大多可以找到代用品,師生可隨時(shí)注意收集各種材料,如廢棄的飲料瓶、空墨水瓶、白熾燈泡、鐵絲、導(dǎo)線、圓珠筆芯、泡沫塑料、塑料薄膜、小氣球、注射器、易拉罐等等。用它們做實(shí)驗(yàn)器材的代用品,不僅數(shù)量多,能保證一人一份,而且有的代用品性能還超過(guò)實(shí)驗(yàn)室的器材,比如用碳酸氣飲料瓶做貯氣瓶,能長(zhǎng)期保存某些氣體。
(二)自制儀器
比如為演示大氣壓的作用,可自制器材進(jìn)行:用一個(gè)潤(rùn)喉片塑料瓶和一個(gè)保濟(jì)丸塑料瓶(保濟(jì)丸小瓶剛好能插入稍大的潤(rùn)喉片瓶),將大瓶裝滿水后,再將小瓶口朝上,讓底部插入大瓶約十分之一。倒轉(zhuǎn)瓶,這時(shí)會(huì)看到這樣的現(xiàn)象:水順管壁向下流,小瓶不向下落,反而向上升。這個(gè)自制實(shí)驗(yàn)不僅有趣,而且有因可探,還可引出活塞式抽水機(jī)模型與大氣有關(guān)等實(shí)驗(yàn),可謂一舉多得。
(三)自制藥品
初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)所用的部分試劑,其純度要求不高,一般為三四級(jí)品,有時(shí)可以自己收集材料制取。例如:蒸餾水,可以用高壓鍋出氣口的水蒸氣液化而成;鋅片,可用廢干電池殼代替;鋁,可用香煙中的鋁箔、鋁制牙膏殼等代替;氯化鈉,只要用銅絲在火焰上燃燒即成;高錳酸鉀,可用醫(yī)院里的pp粉代替;等等。
(四)隨手實(shí)驗(yàn)
教室是個(gè)大實(shí)驗(yàn)室,里面的物品都可做實(shí)驗(yàn)器材:鉛筆繞導(dǎo)線可用于滑動(dòng)變阻器、螺線管的制作;鉛筆芯里含有石墨,可體驗(yàn)石墨的滑膩感;一頭削尖的鉛筆還可體驗(yàn)影響壓強(qiáng)的因素;等等。有時(shí)人體也是一大實(shí)驗(yàn)器材:人體的骨骼就是一個(gè)杠桿;關(guān)節(jié)面十分光滑,關(guān)節(jié)面表面覆蓋著透明軟骨構(gòu)成的關(guān)節(jié)軟骨,這是為了增強(qiáng)光潔度,減少摩擦;人體的眼睛系統(tǒng)相當(dāng)于凸透鏡,近視、遠(yuǎn)視者戴近視眼鏡或遠(yuǎn)視眼鏡可說(shuō)明凸透鏡、凹透鏡的作用;等等。
三、生活化實(shí)驗(yàn)器材的應(yīng)用
教學(xué)中,教師經(jīng)常會(huì)遇到實(shí)驗(yàn)器材不足的難題。有的教師干脆在黑板上講實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在下面聽(tīng)實(shí)驗(yàn),這種做法與新課程的要求相去甚遠(yuǎn)。要解決這一問(wèn)題,可發(fā)揚(yáng)我國(guó)物理教學(xué)“盆盆罐罐當(dāng)儀器,拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”的傳統(tǒng),從生活用品中尋找實(shí)驗(yàn)器材。
【案例一】雞蛋的妙用
實(shí)驗(yàn)1做大氣壓試驗(yàn)
將浸濕酒精的棉花,放在廣口玻璃瓶?jī)?nèi),點(diǎn)燃棉花,并讓它燃燒一會(huì)兒,然后將一只剝殼熟雞蛋(稍大于瓶口)置于瓶口上,熟雞蛋在瓶?jī)?nèi)、外壓強(qiáng)差作用下,被壓入了瓶里。
實(shí)驗(yàn)2做物體的浮沉實(shí)驗(yàn)
把一個(gè)雞蛋放入濃鹽水中,然后緩緩倒入清水稀釋、攪拌,隨著鹽水的不斷稀釋,雞蛋排開(kāi)液體的體積隨著增大,由漂浮狀態(tài)慢慢變到懸浮狀態(tài),最終沉入杯底。這說(shuō)明:浸在液體中物體的上浮和下沉,決定于它所受的浮力和重力。
或者將雞蛋放入盛有食醋的燒杯中,會(huì)發(fā)現(xiàn)雞蛋先沉入溶液中,慢慢產(chǎn)生氣泡,隨著氣泡的增多,雞蛋上升,過(guò)一會(huì)氣泡減少,雞蛋又下沉,氣泡增多,又上升……如此反復(fù)。這說(shuō)明:氣泡能增大排開(kāi)液體的體積。
實(shí)驗(yàn)3判斷雞蛋的生熟
有兩個(gè)外形幾乎差不多的雞蛋,一只是生的,另一只是熟的,如何判斷呢?可以把兩個(gè)雞蛋分別放在桌面上,用同樣大的力使之同時(shí)旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)的是熟雞蛋。因?yàn)樯u蛋旋轉(zhuǎn)時(shí),蛋殼內(nèi)的蛋白與蛋黃不能作為一個(gè)整體,內(nèi)部因發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生摩擦要消耗能量。
實(shí)驗(yàn)4做碳酸鈣與酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)
取清潔的雞蛋1個(gè),放入盛有食醋的燒杯中,慢慢地會(huì)發(fā)現(xiàn)蛋殼表面產(chǎn)生氣泡,攪拌溶液,氣泡會(huì)不斷地產(chǎn)生,甚至把硬殼雞蛋變成軟殼。這說(shuō)明:蛋殼的主要成分為碳酸鈣,碳酸鈣與醋酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w。
【案例二】探究電磁波的傳播
1. 創(chuàng)設(shè)情境,提出問(wèn)題
(1)剪輯一段宇航員在月球上合作完成某一任務(wù)的活動(dòng)場(chǎng)景,讓學(xué)生看影片。
(2)教師提出問(wèn)題:在月球上沒(méi)有空氣,聲音能夠傳播嗎?
生:不能傳播,聲音的傳播需要介質(zhì)。
師:通過(guò)觀察影片,你能發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題?
生:那兩個(gè)宇航員為什么能夠合作得那么默契?
生:他們是通過(guò)什么途徑相互傳遞信息的?
師:他們合作得默契是因?yàn)樗麄兛梢酝ㄟ^(guò)電磁波互相傳遞信息。
生:電磁波可以在真空中傳播嗎?
師:那你們的猜想呢?
2. 假設(shè)猜想
生:電磁波可以在真空中傳播。
生:電磁波可以在液體中傳播。
生:電磁波不可以在真空中傳播。
生:電磁波不可以在液體中傳播。
3. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
師:現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們用你們帶來(lái)的手機(jī),來(lái)驗(yàn)證我們剛才的猜想。怎樣驗(yàn)證?要通過(guò)做實(shí)驗(yàn)。具體怎么做,我想聽(tīng)聽(tīng)你們的設(shè)計(jì)方案。請(qǐng)同學(xué)們思考后交流一下,看看哪一組的方案設(shè)計(jì)得最好。
學(xué)生交流得出的方案如下。
方案1:把手機(jī)放在真空罩內(nèi),然后用另一手機(jī)給它撥號(hào)或發(fā)短信,看罩內(nèi)的手機(jī)能否收到信息,如果能收到,便可以說(shuō)明電磁波能在真空中傳播,反之,則說(shuō)明電磁波不能在真空中傳播。
方案2:把手機(jī)用塑料袋密封好放在水槽中,然后用另一手機(jī)給它撥號(hào)或發(fā)短信,看罩內(nèi)的手機(jī)能否收到信息,如果能收到,則可以說(shuō)明電磁波能在液體中傳播。
4. 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
讓學(xué)生根據(jù)以上方案把手機(jī)放好,并用手機(jī)撥號(hào)或發(fā)短信,觀察罩內(nèi)的手機(jī)能否收到信息。
5. 分析與歸納
師:通過(guò)以上實(shí)驗(yàn),你能得出哪些結(jié)論?
生:電磁波可以在真空中傳播。
生:電磁波可以在液體中傳播。
生:電磁波也可以在固體中傳播。
師:你如何得出這一結(jié)論的?根據(jù)是什么?
生:方案2中手機(jī)的外部用塑料袋密封,而塑料袋是固體,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)手機(jī)可以通過(guò)塑料接收到電磁波傳來(lái)的信息,所以說(shuō)電磁波可以在固體中傳播。
師:通過(guò)以上發(fā)現(xiàn),你們說(shuō)電磁波的傳播需要介質(zhì)嗎?
生:電磁波的傳播不需要介質(zhì)。
6. 評(píng)估與交流
讓學(xué)生回顧剛才的探究實(shí)驗(yàn),陳述他們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤及相應(yīng)改善措施,并相互交流。