陈红初中物理低成本演示实验开发与教学(新 疆)

情 境2 请一学生感受，当吸尘器接上电源工作时， 外面带着尘垢的空气会从地刷的入口进入吸尘器 （图），而净化的空气则从吸尘器的尾部排出 （图）。
[善于提问2]在吸尘器的工作过程中，大气压的作用 又表现在哪里？
[善于分析2]吸尘器靠电动机高速驱动风机叶轮旋转， 使空气高速排出，而风机前端吸尘部分空气不断地 补充风机中的空气，致使吸尘器内部产生瞬时真空， 和外界大气压形成负压差。
针筒在物理实验中的应用
2、在针筒活塞向上 抽动时，大气压使水 随活塞上升而上升
针筒在物理实验中的应用
3、（用另一针 筒）将图中针筒 内的空气抽出一 定数量后，就可 能握住针筒将下 面的木块（或其 他重物）提起。
针筒在物理实验中的应用
4、用针筒抽气， 可见气球逐渐增 大。
针筒在物理实验中的应用
演示实验是向学生提供学习物理概念和规律所必 备的感性材料，是培养学生观察能力的重要途径。它 对学生的实验操作、实验方法的学习起示范作用，有 助于学生深化和巩固所学的物理概念和规律。
（二）、低成本实验特点:
1、价廉。 2、亲切。 3、简单明了, 易于揭示事物本质特征。 4、含创造教育因素。
一项演示实验，使用的材料越 简单，越新奇，学生越熟知，就 越想透彻地获得所验证的结果。
二、声音的传播
演示实验：喇叭发声的传播。
学生实验：固体传声。
3．激发探索兴趣
通过物理实验培养学生探索因素关系的 兴趣是一种实践与理论结合的兴趣，它着重 于认识事物之间的因果关系和本质联系，这 种兴趣不仅能成为学生学习物理的内在动力， 还能成为促进学生的能力发展的重要困素。
4．激发理论兴趣
学生对物理学习的兴趣的最高层次是理论兴趣。 在物理实验中，表现为对实验中具体的因果认识，逻 辑地上升为一套能有效地分析实验所反映的物理过程 的理论结构，而体现出的逻辑地解决实验问题的兴趣。
3．对教材内容拓展实验。
4．借用电器引出科学实验。
5．运用新型材料挖掘实验。
新材料、新产品层出不穷，不断涌现。 如激光笔、钕强磁铁、硅光电池等，这些 器材价格低廉，随处可购，为我们开发实 验开创了广阔天地。
5．运用新型材料挖掘实验。
新材料:钕铁硼（NdFeB）磁铁，其磁性是普 通磁铁的10多倍
———— 麦克斯韦
（二）、低成本实验特点: 1、价廉。 2、亲切。 3、简单明了, 易于揭示事物本质特征。 4、含创造教育因素。
浮力是如何产生的？
压强与空气流速的关系
1798年，伦福德钻头加工炮筒，切出 金属屑的同时，炮筒发热。讲热学时，可 以发给每一个同学一枚图钉，令其手捏图 钉尖将钉帽在纸面上反复摩擦，仅往返几 次就感到图钉炙热烫手，难以触及，从而 使学生对“摩擦生热”有直接体验。
实验室的滑动变阻器
指南针的教学
水果生电
3．对教材内容拓展实验。 4．借用电器引出科学实验。
5．运用新型材料挖掘实验。
新材料、新产品层出不穷，不断涌现。 如激光笔、钕强磁铁、硅光电池等，这些 器材价格低廉，随处可购，为我们开发实 验开创了广阔天地。
家用电器如电暖器、冰箱、电 脑、电话、电热壶、充电器、 吸尘器、吹风机、电视、电熨 斗、电扇等。电器是根据物理 原理制作的，一定可以在适当 情景、条件下把相关物理现象 显现出来.
能保持平衡的鹰
演示物体的重 心不一定位于几何 中心，制造时，翅 尖端的质量较大， 使整个鹰的中心位 于喙处，只要将鹰 的喙置于任何物体 上，重力和支持力 必定平衡。
奇异的饮水鸟
如果在小盅中不装水，但在饮水鸟的尾泡附近， 用小蜡烛加热，同样也可看到小鸟在不停的抬头 和低头，想一想 ？
人工飞碟
(四)、低成本演示实验的开发途径:
1．妙用玩具
●直接移用：玩具本身就是根据科学原理设计的， 能形象直观地显示现象。
●功能移用：借鉴玩具的功能“为我所用”，或把 某些潜在的功能挖掘出来，用到教学中去。
●技术移用： 玩具本身对实验教学作用不大，但 其结构上的装置、控制机构等技术因素可加以利用 到教学中去，或对它们进行适当的组合移用。
温差热机
引入新课（用激光点放大手的抖动）
五、物理演示实验的探究教学
（一）、挖掘兴趣因素，激发学习动机
1．激发直接兴趣。 2．激发操作兴趣 3．激发探索兴趣 4．激发理论兴趣
1．激发直接兴趣。
由于物理实验具有真实、直接、形象、生动的特 点，物理教学中，常用新奇生动的实验来引导学生 的求知欲，激发其对物理学习的直接兴趣。这种策 略常用于物理序言课和新课的引入阶段。
探究实验教学模式
【做一做、玩一玩】 【看一看、猜一猜】 【想一想、画一画】 【扩一扩、用一用】 【练一练】
[善于提问1]吸尘器要达到吸尘的目的，内部应有 什么结构？
[善于分析1]要起尘，应该有地面刷；要吸尘，必 须使地面刷前端的空气能进入吸尘器，这就需要 有风机使吸尘器中的空气高速排出；滤尘，则需 要滤尘器（袋））
[善于解决1]有的学生在讨论中例举了大气压
“吸”物体的例子；有的干脆用吸管吸碎纸片的实 验。
5、 将针筒向各个方向转动，可见活塞位置 （即活塞指示的读数）不变。
针筒在物理实验中的应用
6、 粗测大气压 强将针筒先缺陷 水后压出水，再 用橡皮帽封住口。 根据刚好能拉动 活塞的砝码重量 和针筒截面积， 粗测大气的压强。
针筒在物理实验中的应用
7 压缩式喷雾器 原理的演示
针筒在物理实验中的应用
实验二：研究沸点与气压的关系 实验原理：
沸点与气压大小有关；一定质量的气体，其 压强与温度有关，温度下降，气压减少。 实验步骤： A. 按如图装置加热水到沸腾，读出沸点； B.用针筒向内压，增大容器内的气体压强. C.用针筒向外拉，减少容器中的气体压强，水的沸
点降低，看到水又沸腾了； D.停止加热，等水停止沸腾后，用冷水浇容器，容
电动机与发电机
2．用简易物品
家庭中的一些物品或材料，如线、毛皮、洗洁净、 保鲜膜、眼镜等，这些材料有其不同的物理性能。 对它们的物理性能（如强度、脆性、弹性、柔性、 硬度、延展性、隔热性，导热和导电性等）逐个进 行了研究，把它们移植到特定的情景中，让其的内 含的科学特性出乎意料地显现出来。
滑动变阻器的制作 直线型滑动变阻器 自制绕圈式变阻器
再抽取60毫升的空气于针筒中，使针筒内的 总体积为80毫升。 D.将20毫升的氢氧化钠溶液注入烧瓶中，振荡； 观察针筒内总体积的减少量，即为烧瓶中的 原来空气中的氧气含量。
针筒在物理实验中的应用
1、 在水中用橡 皮帽将注射器头 部封死后，用厚 纸片盖住管筒口， 出水后纸片不落 下，将橡皮帽拿 去后，厚纸片落 下。
器内的气体压强会随温度下降而降低，水的沸点 随之降低，水再次沸腾，针筒的滑塞在大气压强 作用下向内移动；
针筒系列实验
实验三：测量空气的组成 实验原理：
植物呼吸作用时，要消耗氧气放出二氧化碳。 利用二氧化碳能与碱反应，使气体体积减少。 实验步骤： A.将生命活动旺盛的豆芽，放入密闭烧瓶中， B.黑暗处理； C.24小时后，取20毫升氢氧化钠溶液于针筒中，
操作能力是实践能力的重要部分，开发中学 物理实验的操作兴趣的功能的一个重要策略是：
尽可能多的变演示实验为学生实验、随堂实 验和课外实验活动。
案例2《声音的发生和传播》教学
一、声音的发生
演示实验： 喇叭发声。
学生实验1：拨动橡皮筋发声。
学生实验2：液体发声。
学生实验3：气体发声。
案例2《声音的发生和传播》教学
（4）生：用手压气球。 师：手掌可以看成是更多的钉子密集而成。 演示球破不了。 生：用手指压。 师：演示，球破。
（5）生：自发讲述“竹签不能扎破气球”的经历 问为什么.
师：引导学生分析。 生：要看扎在哪个部位。 生：气不足。 生：压力不够大。 生：竹签不够尖。 生：气球皮太厚了。
2．激发操作兴趣
1、下降时，重力势能转化为动能（能量转化） 2、手推动飞碟，给飞碟一个初始动能（做功） 3、飞碟旋转时，类似于吊扇的三片叶片
对空气有一个向下的作用力，根据力的作 用是相互的原理，空气也给飞碟一个向上的作 用力，使飞碟能短暂停留在空气中（力的作用 是相互的）
魔法飞碟
演示磁体间力的相互作用
结果是成功的。
二、中学物理实验教学的作用
※物理实验是教学中构建物理知识的重要一环。 ※通过物理实验教学培养学生的观察、实验能力。 ※通过物理实验，发展学生的思维能力。 ※物理实验能促进学生非智力因素的养成。 ※通过物理实验促进学生人文素质的养成。
三、低成本物理演示实验的开发
（一）、演示实验：
一般是指在课堂上配合教学内容由教师操 作表演的实验。
初中物理低成本演示实验的
浙江杭州建兰中学陈红
一、物理实验
目的
内容 结果
物理科学实验
发现新现象、新物 质及结构，探索新 规律。 是创新的实验需反 复进行，经历长时 间的修正与探索。
可能成功也可能失败。
物理教学实验
使学生掌握新知识， 培养新能力，提高 素质。
重复性的，重复那 些科学家成功的实 验，同时保证在 45min内。
二氧化碳能溶于水 实验步骤；
A.制取二氧化碳 B.用针筒抽取60ml二氧化碳气体； C.针筒口朝下，再缓慢抽取40ml的蒸馏
水，使总体积达到100ml； D.反复振荡针筒，直到体积不再减少为止，
读出总体积（约为60ml） 实验结论：在一个大气压下，一体积的水中，
能约能溶解一体积的二氧化碳气体
针筒系列实验

情 境3 要求学生把散乱的吸尘器组装起来。 [善于提问3]吸尘器中各个器件应该怎样连
接呢？
[善于分析3]长接管与地面刷、弯管、软管 与吸尘器、吸尘器内部器件的连接等。
[善于解决3]组装。 [善于表达]画出正确的工作原理图。 [善于提问4]那使用吸尘器应该注意什么？