(江蘇省蘇州國際外語學校,江蘇　蘇州　215000)

1　引言

初中生對新鮮事物具有天生的好奇心,教師想要提高課堂效率,就必須高度集中學生的注意力,只有學生對教學內容感興趣時,才能積極參與課堂互動,從而收獲新的知識。物理是一門以實驗為基礎的學科,通過實驗既可以幫助學生建立感性認識,又能讓學生感受物理與日常生活的聯系。如果在教學中能適當地引入生活中常見的物品來進行實驗,會讓學生倍感親切,這有利于學生學習興趣的激發(fā)和實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。同時“一物多用”,能夠逐步培養(yǎng)學生從多角度分析和解決問題的能力,促進創(chuàng)造性思維能力的發(fā)展。生活中能用來做物理實驗的物品很多,本文探討青霉素藥瓶在初中物理教學中的應用。

2　青霉素藥瓶在初中物理教學中的應用

在醫(yī)院中,青霉素藥瓶用完后,往往被當作廢物丟掉,但在物理教學中卻可以變廢為寶,再配合其他材料可以完成很多的初中實驗,這些直觀的演示實驗和分組實驗能讓學生開闊眼界、思考現象背后的物理原理,從而更加高效地掌握好物理知識。

2.1　聲音的音調演示

往八個青霉素藥瓶內裝入不同量的水,按照水量的多少,從左至右將瓶子排在桌子上,用一根細棒依次敲打瓶子或者貼著每個瓶口吹氣,比較音調高低,引導學生進一步分析兩種情況下的聲源是什么,了解音調和頻率的關系。

2.2　溫度計工作原理的演示

在青霉素藥瓶中裝滿紅墨水,在瓶蓋上開一個小孔,剛好能插進一根細玻璃管,用瓶蓋塞住瓶口。將青霉素藥瓶放入熱水中,觀察細管中水柱的位置變化,然后再把小瓶放入冷水中,觀察水柱的位置?？梢杂^察到,將青霉素藥瓶放入熱水中后,細玻璃管中水柱液面先下降一點,后又上升至一定高度。為什么會先下降一些呢?因為青霉素藥瓶放入熱水中后,它先受熱膨脹。同樣,將青霉素藥瓶放入冷水中后,細管中水柱液面先上升一點,后又下降至一定高度。所以測量溫度時,一定要放一會兒,等溫度計示數穩(wěn)定后再讀。其實家庭和實驗室里常用的溫度計就是根據液體的熱脹冷縮規(guī)律制成的。只是里面的液體不是水,而是酒精、水銀等,因為水有反膨脹現象,低于4℃時,溫度下降,體積反而增大,所以溫度計內的液體一般不用水。

2.3　冰的熔化分組實驗

在青霉素藥瓶的瓶蓋中央鉆個孔,孔徑大小以能放入溫度計為宜,將一些銅芯導線中的細銅絲抽出,卷成小的銅墊圈,放入瓶底。在青霉素藥瓶中加入約2/5的水,蓋上瓶蓋,將溫度計穿過瓶蓋小孔插入水中,注意不要接觸瓶底的銅墊圈,將整個裝置放入冰箱冷凍室冷凍結冰,時間以三小時左右為宜。課前十五分鐘左右,將整個裝置取出,放入保溫箱,兩人一組觀察冰的熔化過程,每隔1分鐘記錄一次溫度計示數,畫出冰熔化前后溫度隨時間變化的圖像。需要注意的是,要人為地控制冰的熔化速度：先讓它在空氣中自然升溫,4-5分鐘后升到0℃,再將裝置放入溫水中,攪拌溫水使冰熔化,冰全部熔化后,將裝置從溫水中取出,再放入空氣中升溫幾分鐘。通過分組實驗,學生不僅可以觀察到冰熔化時溫度不變,還可以觀察到冰水混合物的固液共存態(tài),加深對晶體熔化條件和特點的理解。

2.4　放大鏡的分組實驗

在青霉素藥瓶內裝滿水,蓋緊瓶蓋,用它觀察書本上的字或者自己的手指,會發(fā)現字變大或手指變粗,但仍然是正立的,這類似于放大鏡的效果。通過仔細觀察,發(fā)現裝滿水的瓶子只有橫向放大效果,也就是只變胖不變高。根據這個現象,再去做類似這樣的題就沒有任何障礙了，將盛滿水的圓柱形透明玻璃杯貼近書本,透過玻璃杯觀看書上的鸚鵡圖片(圓圈中的鸚鵡圖與書本中的鸚鵡圖實際大小相等),所看到的虛像是哪個?這個分組實驗直觀、生動、有趣,滿足了孩子們的好奇心,激發(fā)了學生學習物理的熱情。

2.5　容器體積和容積的演示

在學習“物質的物理屬性”一章中的“容器體積和容積”時,有學生認為容器體積和容積是一回事,而事實并非如此。如果只是理論講述容器的體積和容積的區(qū)別,往往效果很差,學生理解不了。筆者通過一個小的青霉素藥瓶來演示什么是容器的體積,什么是容器的容積。準備兩只量筒、一只燒杯、適量的水,先將水倒?jié)M青霉素藥瓶,再把瓶內的水倒入量筒中,量筒的示數就是容積,所以同一瓶子裝滿不同的液體時,這些液體的體積和瓶子的容積是相等的。再在另一只量筒中倒入適量的水,讀出此時的示數為V1,再將青霉素藥瓶開口朝下,放入量筒中使其沉底(注意量筒直徑要大于青霉素藥瓶的瓶口直徑,也可以采用量杯),讀出此時量筒內水的總體積為V2,則青霉素藥瓶的體積就為(V2-V1)?？赐暄菔緦嶒?容器容積和體積的區(qū)別就一目了然,學生解題時就能迎刃而解,不再受前概念的影響。

2.6　浮沉條件的分組實驗

在青霉素藥瓶中裝入適量的細沙,蓋緊瓶蓋后放入裝有水的燒杯中,使其處于懸浮狀態(tài)。學生四人一組,再提供細沙、鹽、玻璃棒,如何讓青霉素藥瓶上浮和下沉?通過往瓶內增加細沙改變青霉素藥瓶的重力,或者往水中加鹽改變液體密度,從而改變青霉素藥瓶受到的浮力,來改變小瓶的浮沉。通過分組實驗,很順利地就總結出改變浮沉條件的兩種方法:改變物體的重力或者改變物體受到的浮力。學生再也不用死記硬背地去記住結論,千言萬語講不明白的物理知識,一做實驗就明明白白,還增強了學生的學習熱情和樂趣。

2.7　浮沉子的演示

在青霉素藥瓶的瓶蓋上開一個小孔,向瓶中注入適量的水,倒立放入裝有大半瓶水的塑料飲料瓶中,使青霉素藥瓶恰好浮在水面上,旋緊飲料瓶蓋。用雙手擠壓飲料瓶,青霉素藥瓶蓋上的小孔進水后,自身重力增加,重力大于浮力,青霉素藥瓶逐漸下沉;松手后,瓶內的水流出,自身重力變小,重力小于浮力,青霉素瓶逐漸上浮。即通過外部壓強的變化,改變浮沉子內部氣體的體積,從而達到控制青霉素藥瓶既能上浮也能下沉的目的,這就是浮沉子的工作原理,而潛水艇與浮沉子的升降道理是相同的。通過實驗演示,學生對于浮沉子和潛水艇的工作原理就基本理解了。

制作浮沉子要注意兩點:(1) 浮沉子內部必須有一定量的氣體(因固體、液體的體積不易隨壓強的變化而變化);(2) 要控制好整個浮沉子的平均密度,使外界壓強較小時,整個浮沉子的平均密度應稍稍小于周圍液體的密度。

3　小結

利用青霉素藥瓶進行演示和分組實驗,鍛煉了學生的動手能力、觀察能力和思考能力,加深了學生對物理知識的理解,培養(yǎng)了學生的實踐創(chuàng)新能力。其實,生活中的很多物品都可以用于物理教學,老師們要多挖掘、多動手來找到切實可行的實驗方案,利用這些物品不僅可以彌補實驗器材的不足,變演示實驗為分組實驗,還可以增加實驗的親切感,喚起學生的學習動機,提高教學效果,最終提高學生的核心素養(yǎng)。