我們都知道,實(shí)驗(yàn)器材是限制物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的瓶頸,要體現(xiàn)物理是有趣的,而且是有用的,就離不開實(shí)驗(yàn);要驗(yàn)證某個(gè)規(guī)律或得到某個(gè)結(jié)論,也需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn),而實(shí)驗(yàn)就必然需要相應(yīng)的器材。在偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村中學(xué),由于受編制配置、教學(xué)內(nèi)容調(diào)整等影響,實(shí)驗(yàn)器材往往比較貧乏,我們就要?jiǎng)?chuàng)造條件做實(shí)驗(yàn),因地制宜地開展“造”器材的活動(dòng),而如何選取恰當(dāng)?shù)钠鞑?,就顯得十分重要。下面我就舉兩個(gè)例子加以說(shuō)明。
在探究氣體的壓強(qiáng)與流速的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,如果由教師用現(xiàn)成的玻璃漏斗來(lái)演示“用漏斗吹球不掉的實(shí)驗(yàn)”,學(xué)生在觀察到球不掉的同時(shí),也看到球在轉(zhuǎn)動(dòng)!于是,同學(xué)們私下可能會(huì)想:球不掉可能還與旋轉(zhuǎn)有關(guān)!事實(shí)上,我們的確無(wú)法在課堂上實(shí)現(xiàn)直接把乒乓球給吹起來(lái),特別是水平方向一吹,球便跑掉了。要是用管斜向上對(duì)乒乓球持續(xù)吹氣,球會(huì)在空中旋轉(zhuǎn),且球不會(huì)掉下來(lái)(圖1),同學(xué)們就會(huì)更加相信前面的觀點(diǎn)──與旋轉(zhuǎn)有關(guān)!如果由學(xué)生自己來(lái)探究,一方面器材不足,另一方面也不是很安全(要把玻璃管含在口中)。所以我們就把塑料瓶加工成“漏斗”,既可以保證學(xué)生人手一個(gè),又可以按照我們的需要進(jìn)行加工(圖2),做起實(shí)驗(yàn)來(lái)就比較順手了:由于我們使用了瓶底做“斗”(圖2中的A),乒乓球與斗壁不能充分接觸,吹氣時(shí)球就不會(huì)轉(zhuǎn)了;如果做向上吹球的實(shí)驗(yàn)(圖3),球也不易吹起來(lái)。當(dāng)然,這樣做不是進(jìn)行掩蓋,而是盡量排除干擾因素!
當(dāng)我們用圖2中的B做水平吹球時(shí),球不會(huì)一吹就跑,而是被“吸”回來(lái)(圖4,從左右兩個(gè)方向吹都可以)!如果我們沒(méi)有漏斗,還可以用紙板或卡甚至筆筒來(lái)做:把乒乓球放在水平桌面上,在其水平方向任何一方斜放一張紙板或卡,然后沿著紙板或卡上面邊緣對(duì)球吹氣(圖5),球會(huì)迎著吹氣的方向向紙板或卡運(yùn)動(dòng)過(guò)來(lái)!如果用后端有孔的圓珠筆來(lái)吹球,只需去掉前端部分和中間的筆芯,就可以做向下吹球而球不掉的實(shí)驗(yàn)(圖6),而且排除了“斗”這種形的影響,讓同學(xué)們更加清晰地得出氣體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系的結(jié)論。
又如,在證明有大氣壓強(qiáng)存在的實(shí)驗(yàn)中,我們可能沒(méi)有圖7中的器材,但我們可以用塑料瓶、竹筒或筆筒來(lái)做實(shí)驗(yàn):把塑料瓶裝滿水,并把蓋旋緊,然后用釘子在瓶壁上同一高度的地方鉆幾個(gè)洞,水并不會(huì)流出來(lái)(如圖8所示,只要洞的直徑不超過(guò)1厘米都行)!如果把塑料瓶裝滿水后用瓶蓋反面把瓶口擋住,然后慢慢地把瓶倒立,瓶蓋不會(huì)掉,水也不會(huì)流出來(lái)(圖9)。如果我們用筆筒來(lái)做實(shí)驗(yàn),可以把筆帽裝滿水并倒立過(guò)來(lái),水是不會(huì)流出來(lái)的,然后把無(wú)孔的筆尾反過(guò)來(lái)去接觸筆帽中的水,筆尾就會(huì)被水吸進(jìn)筆帽里去(圖10)!我們也可以用筆筒上的膠套把一個(gè)無(wú)孔的筆尾和幾個(gè)筆筒連接起來(lái)組成一個(gè)長(zhǎng)的“試管”,裝滿水后可以橫放或倒放,水都不會(huì)流出來(lái)(圖11)。這些都能說(shuō)明大氣壓的存在。如果用水壺或有兩個(gè)瓶口的塑料瓶(圖12)來(lái)做“倒水水不流”的實(shí)驗(yàn),不用對(duì)器材加工就能說(shuō)明有大氣壓的存在;要是用竹筒來(lái)做實(shí)驗(yàn),經(jīng)加工后也可以做塑料瓶和筆筒那樣的實(shí)驗(yàn)。
同樣,我們也可以用筆筒、竹筒和塑料瓶加工成連通器,用來(lái)做“杠桿平衡條件”“連接器的原理”“流體的壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”等實(shí)驗(yàn)。雖然說(shuō)“巧婦難為無(wú)米之炊”,但只要是“巧婦”,還是能夠“炊”。只要我們用心去開發(fā),許多問(wèn)題都會(huì)迎刃而解。實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是要體現(xiàn)“實(shí)”,要結(jié)合各方面的實(shí)際進(jìn)行實(shí)驗(yàn),不能只看外表,還要注重實(shí)用。如前面提到的用漏斗吹球不掉的“漏斗”裝置,我們也用到了水中,只要換個(gè)別的球就可以了:本實(shí)驗(yàn)我們用洋芋加工成“球”,用水來(lái)“吹球”,也可以做在空氣中做的那些實(shí)驗(yàn),能夠正確地得到液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與流速有關(guān)的結(jié)論。
由些可見(jiàn),實(shí)驗(yàn)器材的選取及加工會(huì)直接影響我們的實(shí)驗(yàn)效果,關(guān)系到教學(xué)是否成功。為了做好實(shí)驗(yàn),搞好實(shí)驗(yàn)教學(xué),體現(xiàn)物理是有趣的,也是有用的,就要選擇好材料,加工出我們真正需要的實(shí)驗(yàn)器材!如果能讓學(xué)生參與加工實(shí)驗(yàn)用具的活動(dòng),既能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,又能體驗(yàn)到成功的喜悅,更懂得珍惜勞動(dòng)成果的意義,還會(huì)增強(qiáng)學(xué)生的自信心和協(xié)作意識(shí),激發(fā)自主創(chuàng)新和勇于實(shí)踐的潛能。因此,“造”實(shí)驗(yàn)器材的活動(dòng)應(yīng)該提倡。
在探究氣體的壓強(qiáng)與流速的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中,如果由教師用現(xiàn)成的玻璃漏斗來(lái)演示“用漏斗吹球不掉的實(shí)驗(yàn)”,學(xué)生在觀察到球不掉的同時(shí),也看到球在轉(zhuǎn)動(dòng)!于是,同學(xué)們私下可能會(huì)想:球不掉可能還與旋轉(zhuǎn)有關(guān)!事實(shí)上,我們的確無(wú)法在課堂上實(shí)現(xiàn)直接把乒乓球給吹起來(lái),特別是水平方向一吹,球便跑掉了。要是用管斜向上對(duì)乒乓球持續(xù)吹氣,球會(huì)在空中旋轉(zhuǎn),且球不會(huì)掉下來(lái)(圖1),同學(xué)們就會(huì)更加相信前面的觀點(diǎn)──與旋轉(zhuǎn)有關(guān)!如果由學(xué)生自己來(lái)探究,一方面器材不足,另一方面也不是很安全(要把玻璃管含在口中)。所以我們就把塑料瓶加工成“漏斗”,既可以保證學(xué)生人手一個(gè),又可以按照我們的需要進(jìn)行加工(圖2),做起實(shí)驗(yàn)來(lái)就比較順手了:由于我們使用了瓶底做“斗”(圖2中的A),乒乓球與斗壁不能充分接觸,吹氣時(shí)球就不會(huì)轉(zhuǎn)了;如果做向上吹球的實(shí)驗(yàn)(圖3),球也不易吹起來(lái)。當(dāng)然,這樣做不是進(jìn)行掩蓋,而是盡量排除干擾因素!
當(dāng)我們用圖2中的B做水平吹球時(shí),球不會(huì)一吹就跑,而是被“吸”回來(lái)(圖4,從左右兩個(gè)方向吹都可以)!如果我們沒(méi)有漏斗,還可以用紙板或卡甚至筆筒來(lái)做:把乒乓球放在水平桌面上,在其水平方向任何一方斜放一張紙板或卡,然后沿著紙板或卡上面邊緣對(duì)球吹氣(圖5),球會(huì)迎著吹氣的方向向紙板或卡運(yùn)動(dòng)過(guò)來(lái)!如果用后端有孔的圓珠筆來(lái)吹球,只需去掉前端部分和中間的筆芯,就可以做向下吹球而球不掉的實(shí)驗(yàn)(圖6),而且排除了“斗”這種形的影響,讓同學(xué)們更加清晰地得出氣體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系的結(jié)論。
又如,在證明有大氣壓強(qiáng)存在的實(shí)驗(yàn)中,我們可能沒(méi)有圖7中的器材,但我們可以用塑料瓶、竹筒或筆筒來(lái)做實(shí)驗(yàn):把塑料瓶裝滿水,并把蓋旋緊,然后用釘子在瓶壁上同一高度的地方鉆幾個(gè)洞,水并不會(huì)流出來(lái)(如圖8所示,只要洞的直徑不超過(guò)1厘米都行)!如果把塑料瓶裝滿水后用瓶蓋反面把瓶口擋住,然后慢慢地把瓶倒立,瓶蓋不會(huì)掉,水也不會(huì)流出來(lái)(圖9)。如果我們用筆筒來(lái)做實(shí)驗(yàn),可以把筆帽裝滿水并倒立過(guò)來(lái),水是不會(huì)流出來(lái)的,然后把無(wú)孔的筆尾反過(guò)來(lái)去接觸筆帽中的水,筆尾就會(huì)被水吸進(jìn)筆帽里去(圖10)!我們也可以用筆筒上的膠套把一個(gè)無(wú)孔的筆尾和幾個(gè)筆筒連接起來(lái)組成一個(gè)長(zhǎng)的“試管”,裝滿水后可以橫放或倒放,水都不會(huì)流出來(lái)(圖11)。這些都能說(shuō)明大氣壓的存在。如果用水壺或有兩個(gè)瓶口的塑料瓶(圖12)來(lái)做“倒水水不流”的實(shí)驗(yàn),不用對(duì)器材加工就能說(shuō)明有大氣壓的存在;要是用竹筒來(lái)做實(shí)驗(yàn),經(jīng)加工后也可以做塑料瓶和筆筒那樣的實(shí)驗(yàn)。
同樣,我們也可以用筆筒、竹筒和塑料瓶加工成連通器,用來(lái)做“杠桿平衡條件”“連接器的原理”“流體的壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”等實(shí)驗(yàn)。雖然說(shuō)“巧婦難為無(wú)米之炊”,但只要是“巧婦”,還是能夠“炊”。只要我們用心去開發(fā),許多問(wèn)題都會(huì)迎刃而解。實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是要體現(xiàn)“實(shí)”,要結(jié)合各方面的實(shí)際進(jìn)行實(shí)驗(yàn),不能只看外表,還要注重實(shí)用。如前面提到的用漏斗吹球不掉的“漏斗”裝置,我們也用到了水中,只要換個(gè)別的球就可以了:本實(shí)驗(yàn)我們用洋芋加工成“球”,用水來(lái)“吹球”,也可以做在空氣中做的那些實(shí)驗(yàn),能夠正確地得到液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與流速有關(guān)的結(jié)論。
由些可見(jiàn),實(shí)驗(yàn)器材的選取及加工會(huì)直接影響我們的實(shí)驗(yàn)效果,關(guān)系到教學(xué)是否成功。為了做好實(shí)驗(yàn),搞好實(shí)驗(yàn)教學(xué),體現(xiàn)物理是有趣的,也是有用的,就要選擇好材料,加工出我們真正需要的實(shí)驗(yàn)器材!如果能讓學(xué)生參與加工實(shí)驗(yàn)用具的活動(dòng),既能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,又能體驗(yàn)到成功的喜悅,更懂得珍惜勞動(dòng)成果的意義,還會(huì)增強(qiáng)學(xué)生的自信心和協(xié)作意識(shí),激發(fā)自主創(chuàng)新和勇于實(shí)踐的潛能。因此,“造”實(shí)驗(yàn)器材的活動(dòng)應(yīng)該提倡。